安培力(共2課時)高二下學期物理粵教版（2019）選擇性必修第二冊

第一章磁場粵教版選擇性必修一第一節(jié)

安培力溫故知新同向電流相互吸引，反向電流相互排斥通電導線在磁場中受到的力F∝I，F(xiàn)∝L

力的方向？力的大??？安培力：通電導線在磁場中受到的力一、認識安培力安培力通電導線在磁場中受到的作用力稱為安培力，是為了紀念安培而命名的。麥克斯韋把安培譽為“電學中的牛頓”。安培1775─1836這個力的方向跟哪些因素有關呢？這個力的大小又跟哪些因素有關呢？二、安培力的方向安培力方向互換磁極南北極互換電源正負極磁場方向電流方向（保持B⊥I）觀察金屬棒的運動方向探究安培力的方向-實驗設計猜想：安培力的方向與哪些因素有關？研究方法：控制變量法用兩根細銅絲把一根金屬棒懸掛起來，放入蹄形磁鐵形成的磁場中。垂直于紙面向里的磁場垂直于紙面向外的磁場垂直于紙面向里的電流垂直于紙面向外的電流豎直向下的磁場豎直向上的磁場磁場和通電導線的平面圖畫法二、安培力的方向探究實驗：安培力的方向?qū)嶒炗涗洠築方向↓↑I方向金屬棒運動方向NSNSNSNS立體圖轉(zhuǎn)平面圖BIIBF改變磁場方向F改變電流方向F再次改變磁場方向F二、安培力的方向探究實驗：安培力的方向?qū)嶒炗涗洠簩嶒灧治觯和妼Ь€在磁場中所受安培力方向與電流和磁場方向都有關。B方向↓↑I方向金屬棒運動方向NSNSFFNSFNSF二、安培力的方向總結規(guī)律-安培力的方向伸開左手，使拇指與其余四指垂直，并且都與手掌在同一平面內(nèi);磁感線垂直穿入掌心四指指向電流的方向拇指所指的就是通電導線在磁場中所受安培力的方向。

左手定則F⊥B、F⊥IBIF左手定則二、安培力的方向NSNSNSFFFNSF左手定則四指磁感線大拇指電流穿手心

安培力BBBB電流與磁場方向垂直二、安培力的方向電流與磁場方向不垂直B∥B⊥F(垂直紙面向外)法一：分解磁感應強度B法二：分解電流II∥I⊥F(垂直紙面向外)二、安培力的方向電流與磁場方向不垂直B∥B⊥F(垂直紙面向外)法一：分解磁感應強度B法二：分解電流II∥I⊥F(垂直紙面向外)不管電流方向與磁場方向是否垂直，安培力的方向總是垂直于磁場方向和電流方向所決定的平面，即總有F⊥I和F⊥B。判斷安培力方向常見的兩類問題立體圖轉(zhuǎn)平面圖，物理學規(guī)定“叉進點出”，具體：垂直于紙面向里的磁場垂直于紙面向外的磁場垂直于紙面向里的電流垂直于紙面向外的電流立體圖

平面圖

課堂練習答案：課堂練習答案：

安培定則左手定則用途判斷電流產(chǎn)生的磁場方向判斷電流在磁場中的受力方向因果關系電流是因磁場是果電流和磁場都是因安培力是果安培定則與左手定則對比理解2．安培定則(右手螺旋定則)與左手定則的區(qū)別區(qū)別安培定則(右手螺旋定則)左手定則用途判斷電流的磁場方向判斷電流在磁場中的受力方向適用對象直線電流環(huán)形電流或通電螺線管電流在磁場中應用方法拇指指向電流的方向四指彎曲的方向表示電流的環(huán)繞方向磁感線穿過手掌心，四指指向電流的方向結果四指彎曲的方向表示磁感線的方向拇指指向軸線上磁感線的方向拇指指向電流受到的安培力的方向2．安培定則(右手螺旋定則)與左手定則的區(qū)別區(qū)別安培定則(右手螺旋定則)左手定則用途判斷電流的磁場方向判斷電流在磁場中的受力方向適用對象直線電流環(huán)形電流或通電螺線管電流在磁場中應用方法拇指指向電流的方向四指彎曲的方向表示電流的環(huán)繞方向磁感線穿過手掌心，四指指向電流的方向結果四指彎曲的方向表示磁感線的方向拇指指向軸線上磁感線的方向拇指指向電流受到的安培力的方向畫出圖中通電直導線A受到的安培力的方向。課堂練習答案：應用規(guī)律-安培力的方向

F1

F2F2

F1b導線a導線a導線b導線a導線b導線同向電流相互吸引

F1

F2F2

F1b導線a導線a導線b導線a導線b導線應用規(guī)律-安培力的方向反向電流相互排斥思考：如圖所示，通電直導線AB固定，CD可以自由移動，請你判斷通電后CD的運動情況兩相交直導線間的相互作用：有轉(zhuǎn)到同向的趨勢。ABDC×××××·····××××××××××··········FF1．直線電流與直線電流間的作用：（1）平行同向直線電流間作用是相互吸引，如圖甲所示。（2）平行反向直線電流間作用是相互排斥，如圖乙所示。（3）相互交叉直線電流間作用是轉(zhuǎn)動成為同向電流同時相互吸引，如圖所示?！镜湫桶咐崂怼?．直線電流與環(huán)形電流間的作用（1）直線電流與環(huán)形電流共面時，看較近的兩平行電流同向相互吸引，反向相互排斥。如圖所示。【典型案例梳理】（2）直線電流垂直環(huán)形電流平面時①若直線電流通過環(huán)形電流的圓心時，它們之間相互不受力，如圖所示。②若直線電流不通過環(huán)形電流的圓心時，環(huán)形電流將以過直線電流的環(huán)形電流的直徑為轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，如圖所示?！镜湫桶咐崂怼?．環(huán)形電流與環(huán)形電流間的作用（1）平行同向環(huán)形電流間作用是相互吸引，如圖所示。（2）平行反向環(huán)形電流間作用是相互排斥，如圖所示。（3）相互交叉環(huán)形電流間作用是轉(zhuǎn)動成為同向電流同時相互吸引，如圖所示?！镜湫桶咐崂怼糠治鰧w在磁場中運動的常用方法電流元法把整段導線分為多段電流元，先用左手定則判斷每段電流元所受安培力的方向，然后判斷整段導線所受安培力的方向，從而確定導線的運動方向等效法環(huán)形電流可等效成小磁針，通電螺線管可以等效成條形磁鐵或多個環(huán)形電流(反過來等效也成立)，然后根據(jù)磁體間或電流間的作用規(guī)律判斷【考點突破——安培力作用下導體的運動問題】【典例】一個可以自由運動的線圈L1和一個固定的線圈L2互相絕緣垂直放置，且兩個線圈的圓心重合。當兩線圈通以如圖所示的電流時，從左向右看，則線圈L1將(

)A．不動B．順時針轉(zhuǎn)動C．逆時針轉(zhuǎn)動D．向紙面內(nèi)平動B特殊位置法通過轉(zhuǎn)動通電導線到某個便于分析的特殊位置，判斷其所受安培力的方向，從而確定其運動方向結論法兩平行直線電流在相互作用過程中，無轉(zhuǎn)動趨勢，同向電流互相吸引，反向電流互相排斥；不平行的兩直線電流相互作用時，有轉(zhuǎn)到平行且電流方向相同的趨勢轉(zhuǎn)換研究對象法定性分析磁體在電流磁場作用下如何運動的問題，可先分析電流在磁體磁場中所受的安培力，然后由牛頓第三定律，確定磁體所受電流磁場的反作用力，從而確定磁體所受合力及其運動方向分析導體在磁場中運動的常用方法【典例】如圖所示，把一重力不計的通電直導線水平放在蹄形磁鐵磁極的正上方，導線可以自由轉(zhuǎn)動，當導線通入圖示方向的電流I時，導線的運動情況是(從上往下看)(

)A．順時針方向轉(zhuǎn)動，同時下降B．順時針方向轉(zhuǎn)動，同時上升C．逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時下降D．逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時上升AA

[方法一：電流元法把直線電流等效為AO、OB兩段電流，由左手定則可以判斷出AO段受力方向垂直紙面向外，OB段受力方向垂直紙面向內(nèi)，因此，從上向下看AB將以中心O為軸順時針轉(zhuǎn)動；方法二：特殊位置法用導線轉(zhuǎn)過90°的特殊位置來分析，根據(jù)左手定則判得安培力的方向向下，故導線在順時針轉(zhuǎn)動的同時向下運動。故選A。]判斷導體在磁場中運動情況的常規(guī)思路不管是電流還是磁體，對通電導體的作用都是通過磁場來實現(xiàn)的，因此，此類問題可按下面步驟進行分析：(1)確定導體所在位置的磁場分布情況。(2)結合左手定則判斷導體所受安培力的方向。(3)由導體的受力情況判定導體的運動狀態(tài)和方向。三、安培力的大小

（1）在勻強磁場B中垂直于磁場放置長為L、電流為I的通電直導線，則導線所受安培力F為：（2）通電直導線(電流I)與磁場B平行時：

BLIBI三、安培力的大小F(垂直紙面向外)法一：分解磁感應強度B法二：分解電流I/投影導線F(垂直紙面向外)（3）當導線（電流I）與磁場B方向成θ角時:

B∥B⊥B

I∥I⊥I(θ為B與I的正向夾角)三、安培力的大小對安培力公式F＝BILsinθ的理解1.B

垂直于

I

，勻強磁場，直導線2.不垂直變垂直(分解

B，或投影

L