资源简介

(共74张PPT)
安培力
思维导图
高考考纲
复习目标
知道安培力的概念，会用左手定则判定安培力的方向，并能用左手定则解答有关问题。
会用公式F=BIL计算B与I垂直和平行情况下安培力的大小，并对公式拓展应用，即F=BILsinθ， θ为B与I的夹角。
了解磁电式电表的构造及原理。
知识梳理
通电导线处在磁场中，导线一定受安培力吗？安培力的方向怎样判定？
不一定。当通电导线平行磁场放置时，不受安培力的作用
利用左手定则判断。
知识梳理
安培力的方向
(1)判定（左手定则）：
伸开左手，使大拇指跟其余四个手指______，并且都跟手掌在同一平面内，
把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，使伸开的四指指向_____的方向，
那么，______所指的方向就是通电导线在磁场中的受力方向。
垂直
电流
拇指
知识梳理
安培力的方向
(2) 特点：
F⊥B，F⊥I，即F垂直于______决定的平面。
但B与I不一定垂直。
注意：
若已知B、I方向，则F安方向确定；
但若知B（或I）和F安的方向，则I（或B）方向不确定。
B、I
知识梳理
试利用左手定则分析判断两平行通电导线间的作用
同向电流相互______，反向电流相互______。
吸引
排斥
例题——左手定则的应用
在如图所示的四幅图中，正确标明通电导线所受安培力F方向的是（ ）
提示：”×”表示垂直纸面向里，“ ”表示垂直纸面向外。
B
例题——左手定则的应用
画出图中通电导线棒所受安培力的方向。
提示：将立体图转换成平面图，进而利用左手定则判断安培力的方向。
例题——左手定则的应用
一根容易形变的弹性导线，两端固定。导线中通有电流，方向如下图中箭头所示。当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是(　　)
D
提示：当通电导线平行磁场放置时，其所受安培力为零；电流与磁场垂直放置时，用左手定则判断其受力情况。
例题——左手定则的应用
(2013渭南质检)如图所示，长方形线框abcd通有电流I，放在直线电流I′附近，以下关于线框四个边受到安培力的说法正确的（ ）
A．线框只有两个边受力，合力向左
B．线框只有两个边受力，合力向右
C．线框四个边都受力，合力向左
D．线框四个边都受力，合力向右
提示：先根据右手螺旋定则判断导线框所处位置的磁场方向，然后由左手定则判断导线框四个边的受力情况。
解析：利用左手定则可判断出线框四个边都受力，由于左侧边所在处磁感应强度最大，所以合力向左，选项C正确。
C
例题——左手定则的应用
(2012北京西城期末)如图所示，A、B、C是等边三角形的三个顶点，O是A、B连线的中点。以O为坐标原点，A、B连线为x轴，O、C连线为y轴，建立坐标系。过A、B、C、O四个点各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等、方向向里的电流。则过O点的通电直导线所受安培力的方向为（ ）
A．沿y轴正方向　　　　　　　B．沿y轴负方向
C．沿x轴正方向 D．沿x轴负方向
提示：先判断O处的合磁感应强度，然后根据左手定则判断安培力的方向。
解析：由安培定则和对称性可知，A、B在O点产生的磁场大小相等方向相反，抵消；C在O点产生的磁场方向沿x轴负方向，由左手定则可知，过O点的通电直导线所受安培力的方向为沿y轴正方向，选项A正确。
A
练习
图中a、b、c为三根与纸面垂直的固定长直导线，其截面位于等边三角形的三个顶点上，bc沿水平方向，导线中均通有大小相等的电流，方向如图所示。O点为三角形的中心(O到三个顶点的距离相等)，则（ ）
A.O点的磁感应强度为零
B.O点的磁场方向垂直Oc向下
C.导线a受到的安培力方向竖直向上
D.导线b受到的安培力方向沿bc连线方向指向c
解析　根据右手螺旋定则，通电导线a在O点产生的磁场平行于bc向左，通电导线b在O点产生的磁场平行ac指向右下方，通电导线c在O点产生的磁场平行ab指向左下方；由于三导线电流大小相等，到O点的距离相同，根据平行四边形定则，O点合场强的方向垂直Oc向下，故A错误，B正确；
根据左手定则，结合矢量合成法则，导线a受到的安培力方向水平向左，导线b受到的安培力方向平行于ac斜向左上方，故C、D错误.
B
练习
(2013郑州模拟)如图所示，把一个装有Na2SO4导电溶液的圆形玻璃器皿放入磁场中，玻璃器皿的中心放一个圆柱形电极，沿器皿边缘内壁放一个圆环形电极，把两电极分别与电池的正、负极相连。从器皿上方往下看(俯视)，对于导电溶液和溶液中正、负离子的运动，下列说法中正确的是 (　　)
A．溶液做顺时针方向运动
B．溶液做逆时针方向运动
C．正离子沿圆形玻璃器皿的半径向边缘移动
D．负离子沿圆形玻璃器皿的半径向中心移动
解析：溶液中有从中心流向边缘的电流，由左手定则可知，溶液做顺时针方向运动，选项A正确B错误；溶液中正、负离子均做顺时针方向运动，选项C、D错误。
A
例题——含有安培力的受力分析
如图所示，弹簧秤（示数未标出）下挂一条形磁铁，其中条形磁铁N极的一部分位于未通电的螺线管内，下列说法正确的是（ ）
A.若将a接电源正极，b接负极，弹簧秤的示数将减小
B.若将a接电源正极，b接负极，弹簧秤的示数将增大
C.若将b接电源正极，a接负极，弹簧秤的示数将增大
D.若将b接电源正极，a接负极，弹簧秤的示数将减小
提示：ab端接电源之后，螺线管会产生磁场；条形磁铁放在磁场中会受到力的作用。
解析：当a接电源正极，b接电源负极时，通电螺线管内部的磁感线方向自下而上，所以磁铁受螺线管向上的作用力，故A对；同理，b接电源正极，a接电源负极时，磁铁受到螺线管向下的作用力，故C对。
AC
例题——含有安培力的受力分析
(2012黄冈期末)如图所示，在光滑水平面上一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时磁铁对水平面的压力为N1，现在磁铁左上方位置固定一导体棒，当导体棒中通以垂直纸面向里的电流后，磁铁对水平面的压力为N2，则以下说法正确的是 (　　)
A．弹簧长度将变长 B．弹簧长度将变短
C．N1>N2 D．N12
提示：画出导体棒所在处磁感线，判断导体棒受力情况；根据牛顿第三定律得出条形磁铁的受力情况，进而判断弹簧长度的变化情况以及台秤示数的变化。
解析：画出导体棒所在处的磁感线方向，用左手定则可判断出条形磁铁对导体棒的安培力斜向右下方，由牛顿第三定律可知，导体棒对条形磁铁的安培力斜向左上方，所以弹簧长度将变短，N1>N2，选项B、C正确。
BC
例题——含有安培力的受力分析
(多选)(2017全国卷Ⅱ)某同学自制的简易电动机示意图如图所示。矩形线圈由一根漆包线绕制而成，漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出，并作为线圈的转轴。将线圈架在两个金属支架之间，线圈平面位于竖直面内，永磁铁置于线圈下方。为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来，该同学应将（ ）
A.左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉
B.左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉
C.左转轴上侧的绝缘漆刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉
D.左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉
提示：线框处在竖直向上的磁场中；通电以后线圈中的电流流向如图所示；线圈各边在该磁场中将受到安培力；线圈能连续转动起来，其所受的安培力必不能反向，否则将会阻碍线圈的转动。
AD
例题——含有安培力的受力分析
解析：装置平面示意图如图所示.如图所示的状态，磁感线方向向上，若形成通路，线圈下边导线中电流方向向左，受垂直纸面向里的安培力，同理，上边导线中电流受安培力垂直纸面向外，使线圈转动.当线圈上边导线转到下边时，若仍通路，线圈上、下边中电流方向与图示方向相比均反向，受安培力反向，阻碍线圈转动.若要线圈连续转动，则要求左、右转轴只能上一侧或下一侧形成通路，另一侧断路.故选A、D.
例题——安培力作用下通电导体的运动方向的判定
如图所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁两极的正上方，导线可以自由转动，当导线通入图示方向电流I时，导线的运动情况是(从上往下看)（ ）
A.顺时针方向转动，同时下降
B.顺时针方向转动，同时上升
C.逆时针方向转动，同时下降
D.逆时针方向转动，同时上升
提示：画出AB导线所在处的磁感线；将AB看做由很多电流元组成的电流，小段分析其所受安培力情况进而判断AB的运动情况。
A
例题——安培力作用下通电导体的运动方向的判定
解析：如图甲所示，把直线电流等效为无数小段，中间的点为O点，选择在O点左侧S极右上方的一小段为研究对象，该处的磁场方向指向左下方，由左手定则判断，该小段受到的安培力的方向垂直纸面向里，在O点左侧的各段电流元都受到垂直纸面向里的安培力，把各段电流元受到的力合成，则O点左侧导线受到垂直纸面向里的安培力；同理判断出O点右侧的导线受到垂直纸面向外的安培力.因此，由上向下看，导线沿顺时针方向转动.
分析导线转过90°时的情形：如图乙所示，导线中的电流向外，由左手定则可知，导线受到向下的安培力.由以上分析可知，导线在顺时针转动的同时向下运动.选项A正确.
例题——安培力作用下通电导体的运动方向的判定
将一个质量很小的金属圆环用细线吊起来，在其附近放一块条形磁铁，磁铁的轴线与圆环在同一个平面内，且通过圆环中心，如图所示，当圆环中通以顺时针方向的电流时，从上往下看（ ）
A.圆环顺时针转动，靠近磁铁
B.圆环顺时针转动，远离磁铁
C.圆环逆时针转动，靠近磁铁
D.圆环逆时针转动，远离磁铁
提示：可将环形电流等效成一个小磁针，利用右手螺旋定则判断出等效后小磁针的NS极，进而判断线圈的运动情况。
解析：该通电圆环相当于一个垂直于纸面的小磁针，N极在内，S极在外，根据同极相斥、异极相吸，C正确.
C
例题——安培力作用下通电导体的运动方向的判定
(多选)通有电流的导线L1、L2、L3、L4处在同一平面(纸面)内，放置方式及电流方向如图甲、乙所示，其中L1、L3是固定的，L2、L4分别可绕垂直纸面的中心轴O、O′转动，O、O′分别位于L2、L4的中点处，则下列判断正确的是（ ）
A.L2绕轴O按顺时针转动
B.L2绕轴O按逆时针转动
C.L4绕轴O′按顺时针转动
D.L4绕轴O′按逆时针转动
提示：先根据右手螺旋定则判断导线所处磁场的磁感线情况，再由左手定则分析电流上每一小段电流元所受安培力的情况，进而判断电流导线的转动情况。
解析：题图甲中由右手螺旋定则可知导线L1上方磁场垂直纸面向外，且离导线L1的距离越近，磁场越强，导线L2上每一小部分受到的安培力方向均水平向右，但O点下方部分受到的安培力较大，所以L2绕轴O按逆时针转动，A错，B对；
题图乙中O′点上方导线L4所受安培力向右，O′点下方导线L4所受安培力向左，即L4绕轴O′按顺时针转动，C对，D错.
BC
规律总结
安培力作用下通电导体的运动方向的判定
1.问题概述
问题特点
安培力作用下导体的运动问题与力学中的运动问题一样，同样遵从力学基本规律，只是研究对象所受的力中多分析安培力而已。
规律分析
在应用左手定则判定安培力方向时，磁感线方向不一定垂直于电流方向，但安培力方向一定与磁场方向和电流方向垂直，即大拇指一定要垂直于磁场方向和电流方向决定的平面。
研究对象：通电导电或导体
明确
导体所在位置的磁场分布情况
利用左手定则
导体的受力情况
确定
导体的运动方向或运动趋势的方向
规律总结
安培力作用下通电导体的运动方向的判定
2.几种判定方法
电流元法
分割为电流元
左手定则
安培力方向
整段导体所受合力方向
运动方向
特殊位置法
在特殊位置
安培力方向
运动方向
等效法
环形电流
等效成
小磁针
通电螺线管
等效成
条形磁铁或多个环形电流
等效后再确定相互作用情况
规律总结
安培力作用下通电导体的运动方向的判定
2.几种判定方法
结论法
两平行直线电流在相互作用过程中，无转动趋势；同向电流互相吸引，异向电流互相排斥。
两不平行的直线电流相互作用时，有转到平行且电流方向相同且靠近的趋势。
转换研究对象法
定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动或运动趋势的问题，
可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，
然后由牛顿第三定律，确定磁体所受电流磁场的作用力，
从而确定磁体所受合力及运动方向。
练习
一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合，如图所示。当两线圈中通以图示方向的电流时，从左向右看，则线圈L1将（ ）
A.不动
B.顺时针转动
C.逆时针转动
D.在纸面内平动
B
练习
解析：方法一(电流元分析法)：把线圈L1沿水平转动轴分成上下两部分，每一部分又可以看成无数段直线电流元，电流元处在L2产生的磁场中，根据安培定则可知各电流元所在处的磁场方向向上，由左手定则可得，上半部分电流元所受安培力均指向纸外，下半部分电流元所受安培力均指向纸内，因此从左向右看线圈L1将顺时针转动.
方法二(等效分析法)：把线圈L1等效为小磁针，该小磁针刚好处于环形电流I2的中心，小磁针的N极应指向该点环形电流I2的磁场方向，由安培定则知I2产生的磁场方向在其中心处竖直向上，而L1等效成小磁针后，转动前，N极指向纸内，因此小磁针的N极应由指向纸内转为向上，所以从左向右看，线圈L1将顺时针转动.
方法三(利用结论法)：环形电流I1、I2之间不平行，由于两不平行的电流的相互作用，则两环必有相对转动，直到两环形电流同向平行为止，据此可得，从左向右看，线圈L1将顺时针转动.
练习
如图所示，两个完全相同且相互绝缘、正交的金属环，可沿轴线OO′自由转动，现通以图示方向电流，沿OO′看去会发现(　)
A．A环、B环均不转动
B．A环将逆时针转动，B环也逆时针转动，两环相对不动
C．A环将顺时针转动，B环也顺时针转动，两环相对不动
D．A环将顺时针转动，B环将逆时针转动，两者吸引靠拢
解析：由于两环均可以自由转动，电流方向要趋于相同，因此A环顺时针转动，B环逆时针转动，而且尽可能的靠近，故选项D正确。
D
知识梳理
安培力的大小
(1)一般情况下的安培力的表达式
当磁感应强度B的方向与导线方向成θ角时
F＝________
适用范围：一般只适用于匀强磁场。对于非匀强磁场，仅适用于电流元。
(2)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。
ILBsin θ
平行
垂直
ILB
知识梳理
安培力的大小
(3)注意：
F＝ILBsin θ
①F不仅与 B、I、l 有关，还与夹角θ有关。
② l是有效长度，不一定是导线的实际长度。
弯曲导线的有效长度l等于两端点所连直线的长度。
闭合的通电线圈在磁场中的受到的合的磁场力为零。
例题——通电导体所受安培力的计算
如图，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直。线段ab、bc和cd的长度均为L，且∠abc＝∠bcd＝135°。流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示。导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力 (　　)
提示：计算安培力时l为导线的有效长度。
A
例题——通电导体所受安培力的计算
例题——通电导体所受安培力的计算
如图，长为2l的直导线折成边长相等，夹角为60°的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B，当在该导线中通以电流强度为I的电流时，该V形通电导线受到的安培力大小为(　　)
A．0 　B．0.5BIl C．BIl D．2BIl
提示：分别分析左边和右边所受安培力，然后根据平行四边形求合力。
解析：V形导线通入电流I时每条边受到的安培力大小均为BIl，方向分别垂直于导线斜向上，再由平行四边形定则可得其合力F＝BIl，答案为C.
C
例题——通电导体所受安培力的计算
如图所示，将一个半径为R的金属圆环串联接入电路中，电路中的电流为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、方向如图所示的匀强磁场中，磁场方向与圆环所在的平面垂直，则金属圆环受到的安培力为（ ）
A.0 B.π BIR C.2BIR D.4BIR
提示：金属圆环上下两部分在电路中的接法是并联；
注意求安培力时的l是等效长度。
C
例题——安培力作用下的平衡问题
答案：方向竖直向下　0.01 kg
提示：根据金属棒所受安培力的方向判断出闭合开关后，弹簧伸长量增加还是减小。
例题——安培力作用下的平衡问题
质量为m的通电细杆ab置于倾角为θ的平行导轨上，导轨宽度为d，杆ab与导轨间的摩擦因数为μ。有电流时ab恰好在导轨上静止，如图所示是沿ba方向观察时的四个平面图，标出了四种不同的匀强磁场方向，其中杆与导轨间摩擦力可能为零的是（ ）
提示：根据磁场方向判断安培力方向，根据物体的平衡条件判断摩擦力是否可能为零。
AB
例题——安培力作用下的平衡问题
解析：
对A图:若F安cosθ=mgsinθ,则f=0。
对B图:若F安=mg,则N=0,f=0。
对C图:N≠0,f≠0。
对D图:F安cosθ-mgsinθ=0
例题——安培力作用下的平衡问题
(2013苏州联考)如图所示，质量为m、长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于O、O′，并处于匀强磁场中。当导线中通以沿x正方向的电流I，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为θ，则磁感应强度方向和大小可能为 (　　)
提示：导线保持静止，则其必定满足F合=0的条件；逐个选项验证即可。
BC
例题——安培力作用下的平衡问题
例题——安培力作用下的平衡问题
如图所示，长为L、质量为m的导体棒ab，置于倾角为θ的光滑斜面上。导体棒与斜面的水平底边始终平行。已知导体棒通以从b向a的电流，电流为I，重力加速度为g。
(1)若匀强磁场方向竖直向上，为使导体棒静止在斜面上，求磁感应强度B的大小
例题——安培力作用下的平衡问题
(2)若匀强磁场的大小、方向都可以改变，要使导体棒能静止在斜面上，求磁感应强度的最小值和对应的方向。
提示：利用力的三角形法则分析出最小的安培力，进而求得磁感应强度。
解析：如图所示，当安培力平行斜面向上，安培力和重力沿斜面的分力平衡时，安培力最小，有mgsin θ＝BminIL，
由左手定则可知磁感应强度的方向垂直斜面向上。
例题——安培力作用下的平衡问题
（1）此磁场是斜向上还是斜向下？
（2）B的范围是多少？
提示：静摩擦力大小和方向可变，故其所受安培力对应一个范围。
例题——安培力作用下的平衡问题
解析: 导体棒侧面受力图如图所示由平衡条件得:B最小时摩擦力沿导轨向上,则有
B的范围是2.34T – 3.75 T
规律总结
安培力作用下的平衡问题
题型解读
这类题目的难点是题图具有立体性，各力的方向不易确定。因此解题时一定要先把立体图转化为平面图，通过受力分析建立各力的平衡关系。
规律总结
安培力作用下的平衡问题
求解思路
确定研究对象
立体图转化为平面图（俯视图、剖面图、侧视图）
受力分析，画出安培力和其他力
列方程
通电导线或通电导体棒
根据平衡条件列出平衡方程
练习
(1)金属棒ab所受的安培力；
(2)通过金属棒ab电流的大小；
(3)滑动变阻器接入电路的阻值R0是多少？
答案：(1)0.1 N (2)0.5 A (3)23 Ω
练习
A.37° B.30° C.45° D.60°
解析：由题意对棒受力分析如图所示，
B
练习
如图所示，长为L的通电直导体棒放在光滑水平绝缘轨道上，劲度系数为k的水平轻弹簧一端固定，另一端拴在棒的中点，且与棒垂直，整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中，弹簧伸长x，棒处于静止状态。则（ ）
A.导体棒中的电流方向从b流向a
C.若只将磁场方向缓慢顺时针转过一小角度，x变大
D.若只将磁场方向缓慢逆时针转过一小角度，x变大
B
练习
答案：1.4 Ω≤R≤8.2 Ω
练习
解析：金属棒受到四个力作用：重力mg，垂直框面向上的支持力FN，沿框面向上的安培力F安，沿框面的静摩擦力Ff静．金属棒静止在框架上时，Ff静的方向可能沿框面向上，也可能向下，需分两种情况考虑．当变阻器R取值较大时，I较小，安培力F安较小，在金属棒重力分力mgsin θ作用下棒有沿框架下滑的趋势，框架对棒的摩擦力沿框面向上，受力如图所示．金属棒刚好不下滑时满足平衡条件
练习
当变阻器R取值较小时，I较大，安培力F安较大，会使金属棒产生沿框面上滑的趋势．因此，框架对棒的摩擦力沿框面向下，受力如图所示．金属棒刚好不上滑时满足平衡条件：
所以滑动变阻器R的取值范围应为1.4Ω≤R≤8.2 Ω.
知识梳理
磁电式电流表
(1)构造：
刻度盘、指针、蹄形磁铁、极靴（软铁制成） 、螺旋弹簧、线圈、圆柱形铁芯（软铁制成）
基本组成部分：磁铁和放在磁铁两极之间的______
线圈
知识梳理
磁电式电流表
(2)工作原理：
磁场的方向总沿着_________均匀辐射地分布
在距轴线等距离处的磁感应强度的大小总是_____的
当电流通过线圈时，导线受到安培力的作用
线圈转动，螺旋弹簧变形，反抗线圈的转动
电流越大，安培力就_____，螺旋弹簧的形变也就______
I与指针偏角θ成正比，表盘刻度均匀
半径方向
相等
越大
越大
知识梳理
磁电式电流表
(3)优、缺点：
优点是精确度高，能测出很弱的电流
缺点是线圈的导线很细，允许通过的电流很弱，容易被烧坏。
例题——磁电式电流表的工作原理
磁电式电流表蹄形磁铁和铁芯间的磁铁是均匀地辐向分布的，目的是（ ）
A.使磁场成圆柱形，以便线圈转动
B.使线圈平面在水平位置与磁感线平行
C.使线圈平面始终与磁感线平行
D.为了使磁场分布均匀
解析：磁电式电流表蹄形磁铁和铁芯的磁场是均匀辐向分布的，其目的是使线圈平均转动到任何位置时都与磁感线平行，这样安培力的力臂将始终不变，为最大值，线圈所受磁力矩也就始终为最大值，答案为C。
C
例题——磁电式电流表的工作原理
（2014青山区校级模拟）（多选）中学物理实验中经常使用的电流表是磁电式电流表，如图所示，当电流从线圈的导线中流过时，导线就会受到安培力的作用，电流越大，所受安培力越大，指针也就偏转得越多，磁电式电流表就是按照这个原理指示电流大小的，给予这个原理下列说法不正确的是（ ）
A.电表表盘刻度均匀说明指针偏转角度与电流大小成正比
B.螺旋弹簧对线圈的向右偏转有阻碍作用
C.图中的磁场是匀强磁场
D.有前视图可知，通入如图所示的电流时线圈将逆时针偏转
解：AC、由图看出，蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐射分布的，不管线圈转到什么角度，它的平面都是跟磁感线平行，均匀辐射分布的磁场特点是大小相等，根据安培力的大小F=BIL，即可知：线圈中的电流越大，电流表指针偏转的角度也越大，故A正确，C错误；B、根据力矩平衡条件可知，稳定后，线圈受到螺旋弹簧的力矩与线圈受到的磁力矩方向是相反的，故螺旋弹簧对线圈向右有阻碍作用，故B正确；D、由左手定则可知，右侧受安培力向下，左侧安培力向上，故线圈将顺时针转动，故D错误。本题选择错误的，故选：CD。
CD
例题——安培力与功、动能定理的综合应用
音圈电机是一种应用于硬盘、光驱等系统的特殊电动机，如图是某音圈电机的原理示意图，它由一对正对的磁极和一个正方形刚性线圈构成，线圈边长为L，匝数为n，磁极正对区域内的磁感应强度方向垂直于线圈平面竖直向下，大小为B，区域外的磁场忽略不计。线圈左边始终在磁场外，右边始终在磁场内，前后两边在磁场内的长度始终相等，某时刻线圈中电流从P流向Q，大小为I。
(1)求此时线圈所受安培力的大小和方向；
答案：nBIL　方向水平向右　
解析：线圈前后两边所受安培力的合力为零，线圈所受的安培力即为右边所受的安培力，由安培力公式得
F＝nBIL ①
由左手定则知方向水平向右
例题——安培力与功、动能定理的综合应用
(2)若此时线圈水平向右运动的速度大小为v，求安培力的功率。
答案　nBILv
解析：安培力的功率为P＝F·v②
联立①②式解得P＝nBILv
例题——安培力与功、动能定理的综合应用
如图所示，光滑的金属轨道分水平段和圆弧段两部分，O点为圆弧的圆心。两金属轨道之间的宽度为0.5 m，匀强磁场方向如图所示，大小为0.5 T。质量为0.05 kg、长为0.5 m的金属细杆置于金属轨道上的M点。当在金属细杆内通以电流强度为2 A的恒定电流时，金属细杆可以沿杆向右由静止开始运动。已知MN＝OP＝1 m，则 (　　)
A．金属细杆开始运动时的加速度大小为5 m/s2
B．金属细杆运动到P点时的速度大小为5 m/s
C．金属细杆运动到P点时的向心加速度大小为10 m/s2
D．金属细杆运动到P点时对每一条轨道的作用力大小为0.75 N
提示：金属杆受到恒定的安培力作用；分析速度大小时可考虑用动能定理求解。
D
例题——安培力与功、动能定理的综合应用
方法总结
安培力与功、动能定理的综合应用
1.安培力做功的特点和实质
安培力做功与路径有关，不像重力、电场力做功与路径无关。
安培力做功的实质：起能量转化的作用。
①安培力做正功：是将电源的能量传递给通电导线后转化为导线的动能或转化为其他形式的能。
②安培力做负功：是将其他形式的能转化为电能后储存起来或转化为其他形式的能。
涉及安培力的运动问题，用动能定理或能量守恒定律有时会比较方便。
方法总结
安培力与功、动能定理的综合应用
2.安培力做功与动能定理结合，其解题步骤如下：
(1)选取研究对象，明确它的运动过程；
(2)分析研究对象的受力情况(若是立体图就改画成平面图)和各个力的做功情况，特别是分析安培力的大小和方向，看安培力做正功还是负功，然后求各力做功的代数和；
(3)明确初、末状态的动能；
(4)列出动能定理的方程以及其他必要的解题方程进行求解。
练习
在水平面上平行放置着两根长度均为L的金属导轨MN和PQ，导轨间距为d，导轨和电路的连接如图所示。在导轨的MP端放置着一根金属棒，与导轨垂直且接触良好。空间中存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B。将开关S1闭合，S2断开，电压表和电流表的示数分别为U1和I1，金属棒仍处于静止状态；再将开关S2闭合，电压表和电流表的示数分别为U2和I2，金属棒在导轨上由静止开始运动，运动过程中金属棒始终与导轨垂直。设金属棒的质量为m，金属棒与导轨之间的动摩擦因数为μ。忽略导轨的电阻以及金属棒运动过程中产生的感应电动势，重力加速度为g，求：(1)金属棒到达NQ端时的速度大小；(2)金属棒在导轨上运动的过程中，电流在金属棒中产生的热量。
练习
练习
（2014年浙江高考理综）（多选）如图所示，两根光滑平行导轨水平放置，间距为L，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒。从t=0时刻起，棒上有如图乙所示的持续交变电流I，周期为T，最大值为Im，图甲中I所示方向为电流正方向。则金属棒（ ）
A.一直向右移动
B.速度随时间周期性变化
C.受到安培力随时间周期性变化
D.受到的安培力在一个周期内做正功
ABC
练习
例题——安培力产生的瞬时冲量
（2012年吉林模拟）如图所示，质量为m的金属棒，搁在光滑导轨的右端，导轨间距为l，距离店面高度为h，处于大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，并接有电动势为E的电池和电容为C的电容器，当将开关S从位置1拨至位置2时，金属棒被抛出的水平距离为s，试计算：
（1）安培力对金属棒所做的功
（2）电容器的剩余电压
例题——安培力产生的瞬时冲量
方法总结
安培力产生的瞬时冲量
瞬时冲量：
对质量为m，长度为L，在磁感应强度为B的磁场中若通以恒定电流I，则：
（动量定理）
可得：
BQL=mv
课堂总结
安培力
方向
判定方法：___________
特点：F⊥B，F⊥I，即F垂直于____决定的平面。
但B与I不一定垂直。
同向电流相互______，反向电流相互______。
大小
计算公式：____________
计算时注意
①F不仅与 B、I、l 有关，还与夹角θ有关。
② l是________，不一定是导线的实际长度。
弯曲导线的有效长度l等于两端点所连直线的长度。
闭合的通电线圈在磁场中的受到的合的磁场力为零。
有效长度
F＝ILBsin θ
左手定则
B、I
吸引
排斥

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