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1.1 安培力 预习案 高二物理教科版（2019）选择性必修第二册
1.知道什么是安培力，会推导安培力公式F=BILsinθ。
2.知道左手定则的内容，并会用它判断安培力的方向。
重点
知道什么是安培力，会推导安培力公式F=BILsinθ。
难点
知道左手定则的内容，并会用它判断安培力的方向。
一、认识安培力
通电导线在磁场中受到力的作用是安培于1820年首先发现的，后来人们为纪念安培的贡献，把磁场对①___________________称为安培力。
二、安培力的方向
（1）安培力的方向的特点：
通电导线在②_________中受到的安培力，其方向与③_________方向和④_________方向都垂直。
（2）左手定则：
安培力的方向可以用左手定则（left-hand rule）来判定：伸开⑤_________手，使拇指与其余四个手指⑥_________，并且都与手掌在同一平面内；把手放入磁场中，让磁感线从掌心垂直进入，并使四指指向⑦_________的方向，这时⑧_________所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向．
三、安培力的大小
（1）若通电导线电流I方向与磁感应强度B方向平行时，安培力F＝⑨_________ ；
（2）若通电导线电流I方向与磁感应强度B方向垂直时，安培力F＝⑩_________ ；
（3）若通电导线电流I方向与磁感应强度B方向成一夹角 θ 时，安培力F＝ _________
答案：
①通电导线的作用力 ②磁场 ③导线电流 ④磁感应强度 ⑤左 ⑥垂直 ⑦电流 ⑧拇指 ⑨0 ⑩BIL BILsinθ
1.如图所示，在倾角为的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L、质量为m的直导体棒，导体棒中电流为I，要使导体棒静止在斜面上，需要外加匀强磁场的磁感应强度B的值不可能为( )
A. B. C. D.
2.如图，等边三角形线框由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点与直流电源两端相接.已知导体棒受到的安培力大小为F，则线框受到的安培力的大小为( )
A. B. C. D.0
3.如图所示，轻质弹簧下面挂有边长为L、质量为m的正方形金属框，各边电阻相同，金属框放置在磁感应强度大小为B、方向垂直金属框平面向里的匀强磁场中.若两端与电源相连，通以如图所示方向的电流时，弹簧恰好处于原长状态，则通入正方形金属框边的电流大小为( )
A. B. C. D.
4.如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，绝缘细线下面悬挂一质量为m、长为的导线，导线中通有垂直纸面向里的恒定电流I，静止时细线偏离竖直方向θ角，现将磁场沿逆时针方向缓慢转动到水平向右，转动时磁感应强度B的大小不变，则在此过程中下列说法正确的是( )
A.导线受到的安培力逐渐变大
B.绝缘细线受到的拉力逐渐变大
C.绝缘细线与竖直方向的夹角θ先增大后减小
D.导线受到的安培力与受到的绝缘细线的拉力的合力大小不变，方向随磁场方向的改变而改变
5.如图，U形铁芯放置在粗糙水平桌面上，一导体棒静止在U形铁芯的两板之间，开关闭合后，棒仍在原位置保持静止状态，此时棒受到的安培力为.若滑动滑动变阻器的滑片，使电路中的电流变为原来的一半，此时棒受到的安培力为，则下列说法正确的是( )
A.铁芯两板之间的磁场方向向下
B.的大小大于大小的2倍
C.棒对铁芯下板有垂直于棒向左的静摩擦力
D.若滑片向左滑动后棒仍然静止，则桌面对铁芯的力不变
答案以及解析
1.答案：D
解析：当磁场方向垂直于斜面向下时所需磁感应强度最小，由共点力平衡有，解得，方向垂直于斜面向下，故A、B、C项的值均可能，D项的值不可能.
2.答案：B
解析：设导体棒长度为棒中电流为I，则其受到的安培力大小的电阻是棒电阻的两倍，二者并联，两端电压相同，则流过的电流为，受到的安培力的合力为，棒和受到的安培力方向相同，故线框受到的安培力大小为，B正确.
3.答案：B
解析：根据电流方向可知，边、边、边串联，再与边并联，设每边电阻为R，根据平衡条件可知，根据并联电路的特点可知，联立两式解得，故B正确.
4.答案：B
解析：导线的受力分析如图所示，转动时磁感应强度大小不变，导线受到的安培力大小不变，A错误；磁场沿逆时针方向转动到水平向右的过程中，方向逐渐由水平向左变为竖直向下，由于磁场方向变化缓慢，所以与的合力与大小相等，方向相反，由图可知，大小逐渐增大，θ逐渐减小，所以大小逐渐增大，B正确，C错误；与的合力总是与重力大小相等，方向相反，即竖直向上，D错误.
5.答案：BD
解析：根据右手螺旋定则可以判断铁芯的下板为N极，铁芯两板之间的磁场方向向上，A错误；若滑动滑动变阻器的滑片，使电路中的电流变为原来的一半，磁场也变弱，则棒受到的安培力将小于原来的一半，B正确；开关闭合后导体棒将受到垂直于棒向右的安培力及铁芯对其向左的摩擦力而处于平衡状态，根据牛顿第三定律，可知棒对铁芯下板有垂直棒向右的静摩擦力，C错误；分析整个装置可知桌面对铁芯的力始终不变，D正确.

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