2025年高二物理同步培优讲练（人教版选择性必修第二册）1.1磁场对通电导线的作用力（原卷版）.docx

1.1磁场对通电导线的作用力

学习目标

学习目标

课程标准

物理素养

1.通过实验，认识安培力。

2.能判断安培力的方向，会计算安培力的大小。

3.了解安培力在生产生活中的应用。

物理观念：通过类比电场对电荷的作用力和磁场对通电导线的作用力建立场的物质观和相互用观。

科学思维：经历得出安培力、磁感应强度和电流三者方向关系的过程，体会归纳推理的方法。经历般情况下安培力表达式的得出过程，体会矢量分析的方法。

科学探究：通过实验认识安培力的方向及大小，了解安培力在生产生活中的运用，会用左手定则判断安培力的方向。

科学态度与责任：观察磁电式电流表的结构，知道磁电式电流表的工作原理，体会物理知识与科学技术的关系。

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思维导图

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知识梳理

课前研读课本，梳理基础知识：

一、安培力的方向

1．安培力：在磁场中受的力。

2．左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线

，并使四指指向的方向，这时的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。

3．安培力方向、磁场方向、电流方向的关系：F⊥B、F⊥I，即F垂直于B和I所决定的平面。

二、安培力的大小

1.垂直于的方向放置的长为l的通电导线，当通过的电流为I时，所受安培力为F=

2.当磁感应强度B的方向与方向成θ角时，公式F=

三、磁电式电流表

1．构造：最基本的组成部分是和放在磁体两极之间的。

2．原理

(1)通电线圈在磁场中受安培力发生。螺旋弹簧，线圈的转动。

(2)线圈偏转的越大，被测电流就越大，所以根据线圈偏转角度的，可以判断通过电流的大小；电流方向改变时，指针的偏转方向也随着改变，根据指针的偏转，可以知道被测电流的方向。

3．特点：表盘刻度。

4．优、缺点

(1)优点：灵敏度高，可以测出的电流。

(2)缺点：线圈的导线，允许通过的电流很弱。

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题型精讲

【题型一】安培力的方向

1.安培力的方向既垂直于电流的方向，又垂直于磁场的方向。即安培力的方向垂直于电流跟磁场决定的平面，所以判断安培力的方向时，首先确定磁场和电流所确定的平面，从而判断出安培力的方向在哪一条直线上，再根据左手定则判断安培力的具体方向。

2．电流方向和磁场方向之间没有因果关系，这两个方向的关系是不确定的。这两个方向共同决定了安培力的方向，所以，已知电流方向和磁场方向时，安培力的方向是唯一确定的，但已知安培力和磁场方向时，电流方向不确定。

3．与磁场力相比，电场力是纵向力，其方向总是与电场方向平行，而磁场力是横向力，其方向总是与磁场方向垂直。

【典型例题1】长直导线MN和L型金属棒处于同一平面内，L型金属棒的AB段和BC段长度相等且互相垂直，通以如图所示方向的电流，则L型金属棒受到安培力的方向可能正确的是（）

A．沿F1方向

B．沿F2方向

C．沿F3方向

D．沿F4方向

【典型例题2】物理实验小组的同学研究通电直导线在磁场中受力情况的小实验，装置如图所示，台秤上放一光滑平板，其左边固定一轻质挡板，一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时台秤读数为F1；现在磁铁上方中心偏左位置固定一导体棒，当导体棒中通入方向垂直纸面向里的电流后，台秤读数为F2，则以下说法正确的是（）

A．弹簧长度将变长

B．弹簧长度将不会变化

C．F1F2

D．F2F1

【对点训练1】如图是两个有趣的实验，第一个实验叫“旋转的液体”，在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极，沿边缘内壁放一个圆环形电极，把它们分别与电池的两极相连，然后在玻璃皿中放入导电液体，例如盐水，如果把玻璃皿放在磁场中，液体就会旋转起来，见图甲。第二个实验叫“振动的弹簧”，把一根柔软的弹簧悬挂起来，使它的下端刚好跟槽中的水银接触，通电后，发现弹簧不断上下振动，见图乙。下列说法正确的是（）

A．图甲中，如果从上往下看，液体旋转方向为逆时针

B．图甲中，如果改变电流的方向，液体的旋转方向不变

C．图乙中，如果将水银换成纯净水，依然可以观察到弹簧不断上下振动

D．图乙中，如果改变电流的方向，将观察不到弹簧不断上下振动

【对点训练2】如图，一个薄圆盘和通电直导线处在同一平面内，圆盘上带有均匀的负电荷，导线中电流方向如图中所示。当圆盘绕着圆心O顺时针匀速转动时，通电直导线受到的安培力方向为（）

A．水平向左 B．水平向右

C．垂直纸面向外 D．垂直纸面向内

【题型二】安培力的大小

1．对安培力F＝ILBsinθ的理解

(1)θ是B与I的夹角，当B与I垂直，即sin90°＝1时，F＝ILB