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第一章 磁场对电流的作用
第1节 安培力
1．通过实验探究安培力的方向与哪些因素有关，会用左手定则判断安培力的方向。
2．会计算匀强磁场中安培力的大小。
电动汽车和高铁的动力是什么力？
它们的动力都是磁场对通电导线的作用力-安培力
当导体棒中有电流流过时， 导体棒就会因受力而发生运动，这个力称为安培力 。那安培力的方向和大小如何去判定呢？
知识点一：安培力的方向
1. 上下交换磁极的位置以改变磁场的方向，观察导体棒受力方向是否改变。
2. 改变导体棒中电流的方向，观察受力方向是否改变。
探究安培力的方向与哪些因素有关
实验表明：通电导线在磁场中所受安培力的方向与电流方向、磁感应强度的方向都垂直。
左手定则：伸开左手，使拇指与四指在同一个平面内并跟四指垂直，让磁感线垂直穿入手心，使四指指向电流的方向，这时拇指所指的就是通电导体所受安培力的方向。
F
F
F
I
B
I
B
I
B
I
B
F
练习：请判断图中导体所受安培力的方向
F
F
F
F
同向电流互相吸引，反向电流时互相排斥。
A
B
C
D
A的磁场
FAB
C的磁场
FCD
FBA
FDC
B的磁场
D的磁场
当电流方向和磁场方向不垂直时(夹角为θ)，那如何判定安培力的方向呢？
B
F
B⊥
B∥
I
四指指向电流方向，让与电流垂直的磁场方向的分量垂直穿过手心，此时拇指所指的方向为安培力的方向。
B
I
F
1.当电流与磁场方向垂直时（I⊥B ）
F = ILB
F = 0
F = ILBsinθ
(一般方法：分解磁场B或投影通电导线)
2.当电流与磁场方向平行时（I // B ）
3.当电流与磁场方向成特定角度时呢？
知识点二：安培力的大小
对安培力公式F＝BILsinθ的理解
(1)B为导线所处磁场应为匀强磁场，
在非匀强磁场中，仅适用于很短的通电导线，即直线电流元。
(2)L为通电导线有效长度,
① 对于弯曲导线，有效长度为端点连线之间的距离。
② 对闭合通电导线的有效长度为 0，即所受安培力为 0。
(3)θ为磁场B和电流I方向夹角.
如图所示，aa' 和bb'是两条相互平行的导电轨道，相距为L = 0.2 m，轨道平面与水平面的夹角为α = 37°，处于方向水平向右的匀强磁场中，一根质量为m = 0.2 kg的金属棒MN放在导轨上，它与导轨间的摩擦可以忽略不计。
（1）当金属棒中的电流为I = 5 A时，金属棒在导轨上保持静止，磁场的磁感应强度为多少？
（2）金属棒中的电流不变，要保持它在导轨上静止不动，并且使所加的磁场的磁感应强度最小，磁场方向应如何调整？最小的磁感应强度Bmin是多少？
解：（1）当磁场方向水平向右时，根据左手定则判定所受安培力方向竖直向上，其大小等于重力则可平衡，由平衡条件可得BIL = mg
解得：
（2）把重力沿斜面方向及垂直斜面方向分解，如图 所示，其中 G1=mgsinα
斜面的支持力与G2平衡，安培力F只要与G1平衡即可。利用左手定则可以判定，磁场方向垂直斜面向上，其大小
安培力
方向：与B、I 垂直
左手定则：
磁感线从掌心垂直进入
四指指向电流的方向
拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向
大小：F= BIlsinθ
(I与 B的夹角为θ)
特例1：F=BIl(B垂直于I)
特例2：F=0 (B平行于I)
1.把一小段通电直导线放入磁场中,导线受到安培力的作用。关于安培力的方向,下列说法中正确的是（ ）
A.安培力的方向一定跟磁感应强度的方向相同
B.安培力的方向一定跟磁感应强度的方向垂直,但不一定跟电流方向垂直
C.安培力的方向一定跟电流方向垂直,但不一定跟磁感应强度方向垂直
D.安培力的方向一定跟电流方向垂直,也一定跟磁感应强度方向垂直
D
2.判断的安培力方向
I
B
F
B
I
I
B
F=0
F=0
F
I
B
3.(多选)如图所示，在倾角为α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．在导体棒中的电流I垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，下列外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向正确的是，重力加速度为g（　　）
A．B＝mg，方向垂直斜面向上
B．B＝mg，方向沿着斜面向下
C．B＝mg ，方向水平向左
D．B＝mg ，方向水平向右
AC
4.如图所示,将长为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,磁感应强度大小为B。当在该导线中通以大小为I的电流时,关于V形通电导线受到的安培力大小和方向,下列描述正确的是（ ）
A.安培力大小为2BIL
B.安培力大小为零
C.安培力沿顺时针方向
D.安培力方向向上
D

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