高考物理总复习--磁场第1节(课时2)磁场的描述及磁场对电流的作用：安培力的分析与计算课件鲁科版.pptxVIP

一、考点精讲 1.考点精讲 1. 安培力的大小 当磁感应强度B的方向与导线方向成θ角时，F＝ ________ ， 这是一般情况下的安培力的表达式，以下是两种特殊情况： (1)当磁场与电流________时，安培力最大，Fmax＝ ________. (2)当磁场与电流________时，安培力等于零． ILBsinθ 垂直 ILB 平行 2. 安培力的方向 (1)左手定则：伸开左手，让拇指与其余四个手指________，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向________的方向，这时________所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向． 垂直 拇指 吸引 排斥 电流 (2)两平行的通电直导线间的安培力： 同向电流互相________ ， 异向电流互相________ ． 二、典例剖析 2. 典例剖析 【例2】(2015·陕西宝鸡质检)如图将一个半径为R的导电金属圆环串联接入电路中,电路的电流为I,接入点a、b是圆环直径上的两个端点,流过圆弧acb和adb的电流相等。金属圆环处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与圆环所在平面 垂直。则金属圆环受到的安培力为(　　) A．0 B．πBIR C．2πBIR D．2BIR 显隐解析 用导线的等效长度进行分析 【备选】 通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内，电流方向如图所示，ad边与MN平行，关于MN中电流产生的磁场对线框的作用，下列叙述中正确的是(　　)． A．线框有两条边所受到的安培力方向相同 B．线框有两条边所受到的安培力大小相同 C．整个线框有向里收缩的趋势 D．若导线MN向左微移，各边受力将变小，但合力不变 审题导析 1.用安培定则判定出通电导线MN在其右侧产生的磁场特点. 2.用左手定则分别分析ab、bc、cd、da四段导线在此磁场中的受力情况. 3.MN左微移，矩形框所在处磁场减弱，各边所受磁场力均发生变化. 转解析 转原题 解析　由直线电流产生磁场的特点可知，与导线距离相等的位置磁感应强度大小相等，因此ab与cd边受到的安培力大小相等，B对； 由安培定则知MN中电流在导线框处产生的磁场垂直纸面向里，由左手定则可判定ab受力方向向下，cd受力方向向上，ad受力方向向左，bc受力方向向右，但ad受到的力大于bc受到的力，整个线框有向外扩张的趋势，A、C错； 若MN向左微移，则线框各边所在处磁场均减弱，故各边受力均变小，但ad边所在处减弱更多，故线框所受向左的合力变小，D错． 答案　B 三、规律方法 3.规律方法 应用安培力公式时应注意的问题 安培力常用公式F＝BIL，要求两两垂直，应用时要满足： (1)B与L垂直． (2)L是有效长度，即垂直磁感应强度方向的长度．如弯曲导线的有效长度L等于两端点所连直线的长度(如图所示)，相应的电流方向沿L由始端流向末端．因为任意形状的闭合线圈，其有效长度为零，所以闭合线圈通电后在匀强磁场中，受到的安培力的矢量和为零． 均为 有效长度 【变式训练3】(2015·江苏单科，4)如图示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度。下列各选项所示的载流线圈匝数相同，边长MN相等，将它们分别挂在天平的右臂下方。线圈中通有大小相同的电流，天平处于平衡状态。若磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是(　　) 解析　由题意知，处于磁场中的导体受安培力作用的有效长度越长，根据F＝BIL知受安培力越大，磁场发生微小变化，安培力变化最大，天平越容易失去平衡，由图知选项A中导体的有效长度最大，所以A正确。 答案　A 解析显隐 四、跟踪训练 4.跟踪训练 【跟踪训练】 在等边三角形的三个顶点a、b、c处,各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等的恒定电流,方向如图示,则过c点的导线所受安培力的方向(　　). A．与ab边平行，竖直向上 B．与ab边平行，竖直向下 C．与ab边垂直，指向左边 D．与ab边垂直，指向右边 解析 根据直线电流的安培定则，a、b在c处所激发的磁场方向分别如图中Ba、Bb所示，应用平行四边形定则可知c导线所在处的合磁场方向如图所示．根据左手定则可知安培力F安的方向与a、b连线垂直，指向左边． 答案　C 解析显隐 Bb Ba B F安 1.由安培定则判定通电导线a、b在c处激发的磁场方向. 2.由矢量合成法则确定合磁场方向. 3.由左手定则判定c导线所受安培力方向. 【跟踪训练】如图所示，D为置于电磁铁两极间的一段通电直导线，电流方向垂直于纸面向里. 在开关S接通后，导线D所受磁场力的方向是(　　) A. 向上 B. 向下 C. 向左 D. 向右 解析：由右手螺旋定则知，软铁