創(chuàng)新大課堂2017屆新課標(biāo)高考物理一輪課件8 1磁場(chǎng)描述對(duì)電流作用

第八章 磁場(chǎng)第一課時(shí) 磁場(chǎng)的描述磁場(chǎng)對(duì)電流的作用通電直導(dǎo)線和通電線圈考綱考情：5年18考磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度，磁感線(Ⅰ)周圍磁場(chǎng)(Ⅰ)

安培力(Ⅰ)[基礎(chǔ)梳理]磁場(chǎng)、磁感應(yīng)強(qiáng)度知識(shí)點(diǎn)一1．磁場(chǎng)基本性質(zhì)：磁場(chǎng)對(duì)處于其中的磁體、電流和運(yùn)動(dòng)電荷有

磁場(chǎng)力

的作用．方向：小磁針的

N極

所受磁場(chǎng)力的方向．2．磁感應(yīng)強(qiáng)度知識(shí)點(diǎn)二

磁感線、通電直導(dǎo)線和通電線圈周圍磁場(chǎng)的方向磁感線：在磁場(chǎng)中畫出一些曲線，使曲線上每一點(diǎn)的

切線方向都跟這點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向一致．磁感線的特點(diǎn)磁感線是為了形象地描述磁場(chǎng)而人為假設(shè)的曲線，并不是客觀存在于磁場(chǎng)中的真實(shí)曲線．磁感線在磁體(螺線管)外部由

N

極到

S

極，內(nèi)部由

S

極到

N

極，是

閉合曲線

．磁感線的疏密表示磁場(chǎng)的

強(qiáng)弱，磁感線較密的地方磁場(chǎng)較強(qiáng)，磁感線較疏的地方磁場(chǎng)較弱．磁感線上任何一點(diǎn)的

切線方向

，都跟該點(diǎn)的磁場(chǎng)(磁感應(yīng)強(qiáng)度)方向一致．磁感線不能

相交

，也不能相切．3．幾種常見的磁場(chǎng)(1)條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁場(chǎng)(如圖所示)(2)常見電流的磁場(chǎng)知識(shí)點(diǎn)三

安培力、安培力的方向

勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的安培力1.安培力的方向左手定則：伸出左手，讓拇指與其余四指垂直

，并且都在同一個(gè)平面內(nèi)．讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使四指指向電流

方向，這時(shí)

拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向．兩平行的通電直導(dǎo)線間的安培力：同向電流互吸相

，異向電流互相

排斥

．引2.安培力的大小(1)當(dāng)磁場(chǎng)與電流

垂直

時(shí)，安培力最大，F(xiàn)＝BIL.(2)當(dāng)磁場(chǎng)與電流

平行

時(shí)，安培力等于零．[溫馨提示]磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小只取決于磁場(chǎng)本身，與放入的導(dǎo)線的長(zhǎng)短、所通電流的大小均無關(guān)．沒有畫出磁感線的地方并不表示該處沒有磁場(chǎng)存在．

(3)安培力的方向特點(diǎn)：F⊥B，F(xiàn)⊥I，即F垂直于B和I決定的平面.[小題快練]1.下列說法正確的是(

)A．磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度可以這樣測(cè)定：把一小段通電導(dǎo)線放在該點(diǎn)時(shí)，受到的磁場(chǎng)力F

與該導(dǎo)線的長(zhǎng)度L、通過的電流I的乘積的比值B＝

F

即為磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度ILB．通電導(dǎo)線在某點(diǎn)不受磁場(chǎng)力的作用，則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零

FC．磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝IL只是定義式，它的大小取決于場(chǎng)源及磁場(chǎng)中的位置，與F、I、L以及通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的方向無關(guān)D．磁場(chǎng)是客觀存在的[解析]A

項(xiàng)考的是磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義，只有當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)才有B＝

F

，A

錯(cuò)；B

項(xiàng)中，當(dāng)導(dǎo)線與磁場(chǎng)IL平行時(shí)，不受磁場(chǎng)力，此時(shí)，磁場(chǎng)不為零，B

錯(cuò)，C

選項(xiàng)中，B＝

F

是定義式，并不決定磁場(chǎng)，磁場(chǎng)強(qiáng)弱取決于場(chǎng)源及磁場(chǎng)IL中的位置，C正確．磁場(chǎng)與電場(chǎng)一樣，都是客觀存在的，D正確．[答案]

CD2．下圖中分別標(biāo)明了通電直導(dǎo)線中電流I、勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B和電流所受安培力F的方向，其中正確的是(

)[解析]磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，電流方向水平向右，根據(jù)左手定則，安培力的方向豎直向上，故A正確；磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，電流方向垂直紙面向里，電流方向與磁場(chǎng)方向平行，不受安培力，故B錯(cuò)誤；磁場(chǎng)方向水平向左，電流方向垂直紙面向外，根據(jù)左手定則，安培力的方向豎直向下，故C錯(cuò)誤；磁場(chǎng)方向豎直向上，電流方向水平向右，根據(jù)左手定則，安培力的方向垂直紙面向外，故D錯(cuò)誤．[答案]

A3.如圖所示，在方框中有一能產(chǎn)生磁場(chǎng)的裝置，現(xiàn)在在方框右邊放一通電直導(dǎo)線(電流方向如箭頭方向)，發(fā)現(xiàn)通電導(dǎo)線受到向右的作用力，則方框中放置的裝置可能是(

)[解析]由左手定則可知方框內(nèi)裝置產(chǎn)生的磁場(chǎng)在通電導(dǎo)線處的方向應(yīng)向外，根據(jù)安培定則可知，選項(xiàng)C、D滿足要求．[答案]

CD4.如圖所示，D為置于電磁鐵兩極間的一段通電直導(dǎo)線，電流方向垂直于紙面向里．在開關(guān)S接通后，導(dǎo)線D所受磁場(chǎng)力的方向是()A.向上C.向左B．向下D．向右[解析]由右手螺旋定則知，軟鐵芯在導(dǎo)線D處的磁場(chǎng)方向向左，由左手定則可判定導(dǎo)線D受到的磁場(chǎng)力方向向上，A正確．[答案]

A考向一

安培定則的應(yīng)用與

磁感應(yīng)強(qiáng)度的疊加

1．安培定則的“因”和“果”原因(電流方向)結(jié)果(磁場(chǎng)方向)直線電流的磁場(chǎng)大拇指四指環(huán)形電流及通電螺線管的磁場(chǎng)四指大拇指2.磁場(chǎng)的疊加：磁感應(yīng)強(qiáng)度為矢量，合成與分解遵循平行四邊形定則．典例1(2013·海南高考)3條在同一平面(紙面)內(nèi)的長(zhǎng)直絕緣導(dǎo)線搭成一等邊三角形．在導(dǎo)線中通過的電流均為I，電流方向如圖所示．a(chǎn)、b和c三點(diǎn)分別位于三角形的3個(gè)頂角的平分線上，且到相應(yīng)頂點(diǎn)的距離相等．將a、b和c處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別記為B1、B2和B3.下列說法正確的是()A．B1＝B2<B3B．B1＝B2＝B3C．a(chǎn)和b處磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外，c

處磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里D．a(chǎn)

處磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外，b

和c處磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里[解析]本題要明確3條導(dǎo)線中的電流在a、b、c三點(diǎn)各自產(chǎn)生的磁場(chǎng)的分布情況，要充分利用對(duì)稱性進(jìn)行矢量合成．對(duì)于a點(diǎn)，由右手螺旋定則可知，兩傾斜導(dǎo)線在此處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反，水平導(dǎo)線在此點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向外；對(duì)于b點(diǎn)，斜向右上方的導(dǎo)線與水平導(dǎo)線在此點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反，斜向左上方的導(dǎo)線在此點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向外；對(duì)于c點(diǎn)，水平導(dǎo)線在此點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向里，斜向左上方和斜向右上方的導(dǎo)線在此點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向也向里，則c點(diǎn)合磁場(chǎng)方向向里，且有B3>B1＝B2.綜上可知

A、C正確．[答案]

AC求解有關(guān)磁感應(yīng)強(qiáng)度的三個(gè)關(guān)鍵磁感應(yīng)強(qiáng)度―→由磁場(chǎng)本身決定．合磁感應(yīng)強(qiáng)度―→等于各磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和

(滿足平行四邊形定則)．牢記判斷電流的磁場(chǎng)的方法―→安培定則，并能熟練應(yīng)用，建立磁場(chǎng)的立體分布模型(記住5種常見磁場(chǎng)的立體分布圖)．[針對(duì)訓(xùn)練]1．如圖所示，兩個(gè)完全相同的通電圓環(huán)A、

B的圓心O重合、圓面相互垂直放置，通電電流相同，電流方向如圖所示，設(shè)每個(gè)圓環(huán)在其圓心

O處獨(dú)立產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0，則O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為(

)A．0B．2B0D．無法確定C.

2B0[解析]

據(jù)安培定則可知，圖中

A

環(huán)在圓心

O

處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于紙面向里，B

環(huán)在圓心O

處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向豎直向下．據(jù)平行四邊形定則可知，圓心O

處磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B0.[答案]

C考向二安培力的分析與計(jì)算當(dāng)磁場(chǎng)方向和電流方向垂直時(shí)，安培力大小應(yīng)用公式F＝

BIL

計(jì)算，但要注意：L

是有效長(zhǎng)度，其數(shù)值等于處于磁場(chǎng)中的通電導(dǎo)線兩端點(diǎn)間的距離．如圖甲所示，直角形折線abc

中通入電流I，ab＝bc＝L，折線所在平面與勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度

B

垂直，abc

受安培力等效于ac(通有a→c

的電流I)所受的安培力，即F＝BI·

2L，方向?yàn)樵诩埫鎯?nèi)垂直于ac

斜向上．同理推知：①半圓形通電導(dǎo)線受安培力如圖乙所示，F(xiàn)＝BI·2R；②如圖丙所示閉合的通電導(dǎo)線框所受安培力F＝0.典例2

(2014·浙江理綜，20)如圖1

所示，兩根光滑平行導(dǎo)軌水平放置，間距為L(zhǎng)，其間有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.垂直于導(dǎo)軌水平對(duì)稱放置一根均勻金屬棒．從t＝0時(shí)刻起，棒上有如圖2

所示的持續(xù)交變電流I，周期為T，最大值為Im，圖1

中I

所示方向?yàn)殡娏髡较颍畡t金屬棒()一直向右移動(dòng)速度隨時(shí)間周期性變化受到的安培力隨時(shí)間周期性變化

D．受到的安培力在一個(gè)周期內(nèi)做正功[解題引路]T1．0～2內(nèi)，金屬棒所受安培力多大？金屬棒做什么運(yùn)動(dòng)？2T～T內(nèi)又做什么運(yùn)動(dòng)？提示：F＝BImL

勻加速度運(yùn)動(dòng)

勻減速運(yùn)動(dòng)2．安培力在一個(gè)周期做功情況如何？提示：先做正功后做負(fù)功，一個(gè)周期內(nèi)做功代數(shù)和為0.[解析]根據(jù)題意得出v－t圖象如圖所示，金屬棒一直向右運(yùn)動(dòng)，A正確．速度隨時(shí)間做周期性變化，B正確．據(jù)F安＝BIL及左手定則可判定，F(xiàn)安大小不變，方向做周期性變化，則

C項(xiàng)正確．F安在前半周期做正功，后半周期做負(fù)功，則D項(xiàng)錯(cuò)．[答案]

ABC1．正確掌握安培力的分析方法

(1)若磁場(chǎng)和電流垂直：F＝BIL.(2)若磁場(chǎng)和電流平行：F＝0.(3)安培力的方向垂直于磁感線和通電導(dǎo)線所確定的平面．2．注意區(qū)別安培力和靜電力的方向與場(chǎng)的方向的關(guān)系靜電力的方向與電場(chǎng)方向平行，安培力的方向與磁場(chǎng)方向垂直．[針對(duì)訓(xùn)練]2．如圖所示，質(zhì)量為m、長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒電阻為R，初始時(shí)靜止于光滑的水平軌道上，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻不計(jì)．勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，其方向與軌道平面成θ角斜向上

方，開關(guān)閉合后導(dǎo)體棒開始運(yùn)動(dòng)，則(

)A．導(dǎo)體棒向左運(yùn)動(dòng)B．開關(guān)閉合瞬間導(dǎo)體棒MN

所受安培力為BELC．開關(guān)閉合瞬間導(dǎo)體棒MN

所受安培力為RBELsin

θRBELD．開關(guān)閉合瞬間導(dǎo)體棒MN

的加速度為mR[解析]

磁場(chǎng)方向與導(dǎo)體棒垂直，導(dǎo)體棒所受安培力

F＝BIL＝BELR

，方向?yàn)榇怪庇诖艌?chǎng)方向與導(dǎo)線方向所確定的平面斜向下，其有水平向右的分量，故A、C

錯(cuò)誤，B

正確．導(dǎo)體合m

mR棒的合力F

＝Fcos(90°－θ)＝Fsin

θ，由a＝F合得a＝BELsin

θ，D

錯(cuò)誤．[答案]

B考向三

安培力作用下的平衡問題1．解決安培力相關(guān)問題的“兩大關(guān)鍵”要正確畫出通電導(dǎo)體受力的平面圖，電流方向和磁場(chǎng)方向表示要正確．受力分析時(shí)安培力的方向必須用左手定則正確判定，注意安培力的方向既跟磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直，又和電流方向垂直．2．安培力做功的特點(diǎn)和實(shí)質(zhì)安培力做功與路徑有關(guān)，不像重力、電場(chǎng)力做功與路徑無關(guān)．安培力做功的實(shí)質(zhì)是能量轉(zhuǎn)化①安培力做正功時(shí)將電源的能量轉(zhuǎn)化為導(dǎo)線的動(dòng)能或其他形式的能．②安培力做負(fù)功時(shí)將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能后儲(chǔ)存起來或轉(zhuǎn)化為其他形式的能．典例3

(2015·

新課標(biāo)全國(guó)Ⅰ，

24)如圖所示，一長(zhǎng)為10

cm的金屬棒ab用兩個(gè)完全相同的彈簧水平地懸掛在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中；磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0.1

T，方向垂直于紙面向里；彈簧上端固定，下端與金屬棒絕緣．金屬棒通過開關(guān)與一電動(dòng)勢(shì)為12

V的電池相連，電路總電阻為2

Ω.已知開關(guān)斷開時(shí)兩彈簧的伸長(zhǎng)量均為0.5

cm；閉合開關(guān)，系統(tǒng)重新平衡后，兩彈簧的伸長(zhǎng)量與開關(guān)斷開時(shí)相比均改變了0.3

cm.重力加速度大小取

10

m/s2，判斷開關(guān)閉合后金屬棒所受安培力的方向，并求出金屬棒的質(zhì)量．[解題引路](1)開關(guān)斷時(shí)，金屬棒受重力和彈簧彈力達(dá)到第Ⅰ個(gè)平衡態(tài)．(2)開關(guān)閉合時(shí)，金屬棒受重力彈力和安培力三個(gè)力作用達(dá)到第Ⅱ個(gè)平衡態(tài)．[解析]依題意，開關(guān)閉合后，電流方向從b到a，由左手定則可知，金屬棒所受的安培力方向豎直向下．開關(guān)斷開時(shí)，兩彈簧各自相對(duì)于其原長(zhǎng)伸長(zhǎng)為Δl1＝0.5

cm.由胡克定律和力的平衡條件得2kΔl1＝mg

①式中，m為金屬棒的質(zhì)量，k是彈簧的勁度系數(shù)，g是重力加速度的大?。_關(guān)閉合后，金屬棒所受安培力的大小為F＝IBL

②式中，I是回路電流，L是金屬棒的長(zhǎng)度．兩彈簧各自再伸長(zhǎng)了Δl2＝0.3

cm，由胡克定律和力的平衡條件得③④2k(Δl1＋Δl2)＝mg＋F由歐姆定律有E＝IR式中，E是電池的電動(dòng)勢(shì)，R是電路總電阻．聯(lián)立①②③④式，并代入題給數(shù)據(jù)得m＝0.01

kg

⑤[答案]

豎直向下

0.01

kg求解安培力作用下導(dǎo)體棒平衡問題的基本思路典例4

(2016·泉州模擬)如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L＝0.40m，金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平夾角θ＝37°，在導(dǎo)軌所在平面內(nèi)，分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.50T，方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，金屬導(dǎo)軌的一端接有電動(dòng)勢(shì)E＝4.5V，內(nèi)阻r＝0.50Ω的直流電源．現(xiàn)把一個(gè)質(zhì)量m＝0.04kg的確導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒恰好靜止．導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良好，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點(diǎn)間的電阻R0＝

2.5

Ω，金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì)，

g

取10

m/s2.

已知sin

37°＝0.60，cos

37°＝0.80，求：通過導(dǎo)體棒的電流；導(dǎo)體棒受到的安培力的大??；

(3)導(dǎo)體棒受到的摩擦力．[解題引路]轉(zhuǎn)換對(duì)象立體圖→平面圖思路立現(xiàn)在三維空間對(duì)物體受力分析時(shí)，無法準(zhǔn)確畫出其受力情況，在解決此類問題時(shí)，可將三維立體圖轉(zhuǎn)化為二維平面圖，即通過畫俯視圖、剖面圖或側(cè)視圖等，可較清晰地明確物體受力情況，畫出受力分析圖[解析]

(1)導(dǎo)體棒、金屬導(dǎo)軌和直流電源構(gòu)成閉合電路，根據(jù)閉合電路歐姆定律有：I＝

E

＝1.5

AR0＋r導(dǎo)體棒受到的安培力：F

安＝BIL＝0.3

N.導(dǎo)體棒所受重力沿導(dǎo)軌所在平面向下的分力F1＝mgsin

37°＝0.24

N，由于F1

小于安培力，故導(dǎo)體棒受沿導(dǎo)軌所在平面向下的摩擦力Ff，如圖所示，根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件mgsin

37°＋Ff＝F

安，解得：Ff＝0.06

N.[答案]

(1)1.5

A (2)0.3

N (3)0.06

N，方向沿導(dǎo)軌向下解決此類問題，首先將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖(剖面圖)，金屬桿用圓代替，電流方向用“×”與“

·”表示，然后畫出磁場(chǎng)方向，分析物體的受力，畫出物體受力的平面圖，列方程求解．[針對(duì)訓(xùn)練]3．(2016·昆山高三月考)如圖所示，MN、PQ為水平放置的平行導(dǎo)軌，通電導(dǎo)體棒ab

垂直放置在導(dǎo)軌上，已知導(dǎo)體棒質(zhì)量m＝1

kg，長(zhǎng)l＝2.0

m，通過的電流I＝5.0

A，方向如圖所示，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)

μ＝ 3

若使導(dǎo)體棒水平向3

.右勻速運(yùn)動(dòng)，要求軌道內(nèi)所加與導(dǎo)體棒

ab

垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)最小，則磁場(chǎng)的方向與軌道平面的夾角是(g＝10

m/s2)(

)A．30°C．60°B．45°D．90°[解析]

對(duì)導(dǎo)體棒進(jìn)行受力分析，如圖所示，導(dǎo)體棒受到豎直向下的重力、豎直向上的支持力、與運(yùn)動(dòng)方向相反的摩擦力，故要使導(dǎo)體棒勻速直線運(yùn)動(dòng)，則安培力須為動(dòng)力，設(shè)磁場(chǎng)方向與軌道平面成

θ角向左斜向上，由左手定則可知安培力方向與磁場(chǎng)垂直斜向右上方，如圖所示，則

BIlsin

θ＝μFN，F(xiàn)Nsin

θ＋μcos

θIl＋

BIlcos

θ

＝

mg，

聯(lián)

立

解

得

：

B＝

μ

·

mg

＝12

3

12

sin

θ＋2cos

θ＝12sin(θ＋30°)，故θ＝60°時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度最?。甗答案]

C4.(2016·江蘇泰州模擬)如圖所示，在傾角為37°的光滑斜面上有一根長(zhǎng)為0.4m、質(zhì)量為6×10－2kg的通電直導(dǎo)線，電流大小I＝1A，方向垂直于紙面向外，導(dǎo)線用平行于斜面的輕繩拴住不動(dòng)，整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度每秒增加0.4

T、方向豎直向上的磁場(chǎng)中．設(shè)t＝0時(shí)，B＝0，則需要多長(zhǎng)時(shí)間，斜面對(duì)導(dǎo)線的支持力為零？(g取10

m/s2)[解析]斜面對(duì)導(dǎo)線的支持力為零時(shí)導(dǎo)線的受力如圖所示．由平衡條件得FTcos

37°＝FFTsin

37°＝mgtan

37°兩式聯(lián)立解得

F＝

mg

＝0.8

N由F＝BIL

得B＝

F

＝2

TIL由題意知，B

與t

的變化關(guān)系為B＝0.4t

T代入數(shù)據(jù)得t＝5

s[答案]

5

s特色專題系列之(二十五)五法分析通電導(dǎo)體在安培力作用下的運(yùn)動(dòng)判定通電導(dǎo)體在安培力作用下的運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，首先必須弄清楚導(dǎo)體所在位置的磁場(chǎng)分布情況，然后利用左手定則準(zhǔn)確判定導(dǎo)體的受力情況，進(jìn)而確定導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向．現(xiàn)對(duì)五種常用的方法列表如下：電流元法分割為電流元―左手定則→安培力方―――――向→整段導(dǎo)體合力方向→運(yùn)動(dòng)方向特殊位置法在特殊位置→安培力方向→運(yùn)動(dòng)方向等效法環(huán)形電流

小磁針條形磁鐵

通電螺線管

多個(gè)環(huán)形電流結(jié)論法同向電流互相吸引，異向電流互相排斥；兩不平行的直線電流相互作用時(shí)，有轉(zhuǎn)到平行且電流方向相同的趨勢(shì)定性分析磁體在電流磁場(chǎng)作用下如何運(yùn)動(dòng)或運(yùn)轉(zhuǎn)換研究對(duì)象法動(dòng)趨勢(shì)的問題．可先分析電流在磁體磁場(chǎng)中所受的安培力，然后由牛頓第三定律，確定磁體所受電流磁場(chǎng)的作用力，從而確定磁體所受合力及運(yùn)動(dòng)方向范例 如圖所示，把輕質(zhì)導(dǎo)線圈用絕緣細(xì)線懸掛在磁鐵N極附近，磁鐵的軸線穿過線圈的圓心且垂直線圈平面．當(dāng)線圈)內(nèi)通以圖中方向的電流后，線圈的運(yùn)動(dòng)情況是(A．線圈向左運(yùn)動(dòng)

B．線圈向右運(yùn)動(dòng)

C．從上往下看順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)

D．從上往下看逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)[解題引路]解答本題可用兩種思考方法：(1)把環(huán)形電流看成小磁針；

(2)把環(huán)形電流看作很多直線電流組成的，分析每小段直線電流的受力．[

解析]

解法一

電流元法．首先將圓形線圈分成很多小段，每一段可看作一直線電流元，取其中上、下兩小段分析，其截面圖和受安培力情況如圖甲所示．根據(jù)對(duì)稱性可知，線圈所受安培力的合力水平向左，故線圈向左運(yùn)動(dòng)．只有選項(xiàng)A正確．解法二等效法．將環(huán)形電流等效成小磁針，如圖乙所示，據(jù)異名磁極相吸引知，線圈將向左運(yùn)動(dòng)，A正確；也可將左側(cè)條形磁鐵等效成環(huán)形電流，根據(jù)結(jié)論“同向電流相吸引，異向電流相排斥”．也可判斷出線圈向左運(yùn)動(dòng)，A正確．[答案]

A通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)實(shí)質(zhì)是在磁場(chǎng)對(duì)電流的安培力作用下導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)．明確磁場(chǎng)的分布和正確運(yùn)用左手定則進(jìn)行判斷是解題的關(guān)鍵．[遷移訓(xùn)練]如圖所示，在光滑水平面上一輕質(zhì)彈簧將擋板和一條形磁鐵連接起來，此時(shí)磁鐵對(duì)水平面的壓力為FN1，現(xiàn)在磁鐵左上方位置固定一導(dǎo)體棒，當(dāng)導(dǎo)體棒中通以垂直紙面向里的電流后，磁鐵對(duì)水平面的壓力為FN2，則以下說法正確的是(

)彈簧長(zhǎng)度將變長(zhǎng)彈簧長(zhǎng)度將變短

C．FN1>FN2D．FN1<FN2[解析]畫出導(dǎo)體棒所在處的磁感線，用左手定則可判斷出條形磁鐵對(duì)導(dǎo)體棒的安培力斜向右下方，由牛頓第三定律可知，導(dǎo)體棒對(duì)條形磁鐵的力斜向左上方，所以彈簧長(zhǎng)度將變短，F(xiàn)N1>FN2，答案為B、C.[答案]

BC2．如圖所示，把一通電導(dǎo)線放在蹄形磁鐵磁極的正上方，導(dǎo)線可以自由移動(dòng)．當(dāng)導(dǎo)線通過電流I時(shí)，如果只考慮安培力的作用，則從上往下看，導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)情況是(

)A．順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)下降

B．順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)上升

C．逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)下降

D．逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)上升[解析]第一步：電流元受力分析法把直線電流等效為OA、OB兩段電流元，蹄形磁鐵磁感線分布以及兩段電流元受安培力方向相反，OA段所受安培力垂直紙面向外，OB

段所受安培力垂直紙面向里，如圖(a)所示．可見從上往下看時(shí)，導(dǎo)線將沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)．第二步：特殊位置分析法取導(dǎo)線逆時(shí)針轉(zhuǎn)過90°的特殊位置來分析，如圖(b)所示．根據(jù)左手定則判斷安培力方向向下，故導(dǎo)線在逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)向下運(yùn)動(dòng)．[答案]

C頻考一

磁感應(yīng)強(qiáng)度的理解1．有兩根長(zhǎng)直導(dǎo)線a、b互相平行放置，如圖所示為垂直于導(dǎo)線的截面圖．在圖中所示的平面內(nèi)，O點(diǎn)為兩根導(dǎo)線連線的中點(diǎn)，M、N為兩根導(dǎo)線附近的兩點(diǎn)，它們?cè)趦蓪?dǎo)線連線的中垂線上，且與O點(diǎn)的距離相等．若兩導(dǎo)線中通有大小相等、方向相同的恒定電流I，則關(guān)于線段MN上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的說法中正確的是(

)A．M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同

B．M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反

C．在線段MN上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度都不可能為零

D．在線段MN上只有一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零[解析]兩根導(dǎo)線分別在M點(diǎn)和N點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向如圖所示，分析得θ1＝θ2＝θ3＝θ4，矢量相加可知M點(diǎn)、N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反，選項(xiàng)B正確；線段MN中點(diǎn)O的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，選項(xiàng)D正確．[答案]

BD2.如圖所示，在xOy平面內(nèi)有兩根平行于y軸水平放置的長(zhǎng)直導(dǎo)線，通有沿y軸正方向、大小相同的電流I，兩導(dǎo)線關(guān)于y軸對(duì)稱，P為x軸上一點(diǎn)，Q為z軸上一點(diǎn)，下列說法正確的是(

)A．O

點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零B．P、Q

兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方、向垂直C．P、Q

兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向平行D．正電荷從O

點(diǎn)沿z

軸向上運(yùn)動(dòng)不受洛倫茲力作用[解析]根據(jù)右手螺旋定則可判斷兩導(dǎo)線所產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向，再利用矢量合成法則可判斷O點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，P點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度方向沿z軸正方向，Q點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度方向沿x軸負(fù)方向，故A、B正確，C錯(cuò)誤．在z軸上，z>0范圍內(nèi)各點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度方向均沿x軸負(fù)方向，正電荷運(yùn)動(dòng)時(shí)受洛倫茲力作用，D錯(cuò)誤．[答案]

AB頻考二

安培力作用下導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)問題3．(2016·