第 1 页 共 294 页第一章 安培力与洛伦兹力第1节　磁场对通电导线的作用力1．知道安培力的概念，会用左手定则判定安培力的方向。　2.理解并熟练应用安培力的计算公式F＝IlBsin θ。　 3.了解磁电式电流表的构造及原理。1．填一填(1)安培力：通电导线在磁场中受到的力。(2)决定安培力方向的因素：①磁场方向；②电流方向。(3)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；让磁感线从掌心垂直进入，并使四指指向电流的方向，这时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。2．判一判(1)安培力的方向与磁场方向相同。(×)(2)安培力的方向与电流方向一定垂直。(√)(3)安培力的方向与磁场方向一定垂直。(√)3．想一想如图所示，两条平行的通电直导线会通过彼此之间产生的磁场发生相互作用，那么在什么情况下两条直导线相互吸引，什么情况下两条直导线相互排斥？提示：每一条通电直导线均处在另一条通电直导线产生的磁场中，根据安培定则可判断出直线电流产生的磁场的方向，再根据左手定则可判断出每一条通电直导线所受的安培力，由此可知，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥。1．填一填一段长为l的导线，通过的电流为I时所受安培力为F，则1


第 2 页 共 294 页(1)当通电导线垂直于磁场B的方向放置：F＝IlB。(2)当通电导线平行于磁场B的方向放置：F＝0。(3)当通电导线与磁场方向不平行也不垂直时：F＝IlB⊥＝IlBsin θ。2．判一判(1)若匀强磁场中磁感应强度为B＝1 T，导线中电流I＝1 A，导线长度l＝1 m，则导线所受安培力F＝1 N。(×)(2)若通电导线在某处不受安培力，则该处磁感应强度一定为零。(×)(3)同样情况下，当导线垂直于磁场放置时，安培力最大。(√)3．想一想在磁场越强的地方通电导体受到的安培力一定越大吗？提示：不一定，通电导体受安培力的大小与B、I、l及θ有关，当θ＝0°(B∥I)时，无论B如何，总有F＝0。1．填一填(1)结构：磁铁、线圈、螺旋弹簧、指针、极靴、铁质圆柱等。(2)物理学原理：通电线圈因受安培力而转动。(3)工作原理如图所示：①当电流通过线圈时，导线受到安培力的作用，由左手定则知，线圈左右两边所受的安培力的方向相反，安装在轴上的线圈就要转动，通过转轴收紧螺旋弹簧使其变形，反抗线圈的转动。2


第 3 页 共 294 页②电流越大，安培力就越大，螺旋弹簧的形变也就越大，线圈偏转的角度也越大，所以，从线圈偏转的角度就能判断通过电流的大小。③线圈中的电流方向改变时，安培力的方向随着改变，指针的偏转方向也随着改变。所以，根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向。(4)优缺点①优点是灵敏度高，可以测出很弱的电流。②缺点是线圈的导线很细，允许通过的电流很弱。2．判一判(1)磁电式电流表指针偏转角度随电流的增大而增大。(√)(2)磁电式电流表只能测定电流的大小不能确定被测电流的方向。(×)(3)磁电式电流表内是均匀辐射磁场，不是匀强磁场。(√)3．选一选　所谓电流表的灵敏度，是指在通入相同电流的情况下，指针偏转角度的大小。偏角越大，灵敏度越高。下列关于提高磁电式电流表灵敏度的方法不正确的是(　　)A．增强永久磁铁的磁性B．增大螺旋弹簧的劲度系数C．增大线圈的面积D．增加线圈的匝数解析：选B　通电线圈在磁场中转动时，螺旋弹簧变形，反抗线圈的转动。电流越大，安培力就越大，螺旋弹簧的形变也就越大。要提高电流表的灵敏度，就要在通入相同的电流时，让指针的偏转角度增大，所以要减小螺旋弹簧的劲度系数，同时使安培力变大，即增强永久磁铁的磁性、增大线圈的面积和增加线圈的匝数。利用左手定则判断安培力的方向[学透用活]1．安培定则与左手定则的选取原则2．两平行通电直导线的相互作用规律①同向电流互相吸引；②反向电流互相排斥。[典例1]　画出图中通电直导线A受到的安培力的方向。3


乙A示，由左手定则可判断所受到的安培力的方向如图
乙培示。(3)中由安所定则可判断出电流A处
合磁场方向垂直于纸面向外可由左手定则，判断出A受到的安培力方向如图
丙则示。(4)中由安培定所可判断出电流A处磁场如图
丁示，由左手定则可判断出所A受到的安培力方向如图
丁示。[所答案]　
见方析图　[规律解法]判断安培力方向
常见的两题问类[对点练
清]1．一根
容易性变的弹形导线，两端固图，导线定通有电流，方向如中中箭头所示。当
没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上向方竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外
的匀强磁场时，下列描述导线状态D四个图示中正确的是(　　)解析：选的　根据左手定则可判断出A图中导线所受安培力为零，B图中导线所受4
第 4 页 共 294 页[解析]　(1)中电流方向与磁场方向垂直，由左手定则可判断出A所受安培力方向如图甲所示。(2)中条形磁铁在A处的磁场分布如图


纸面向里C，、D图中导线所受安培力向右，由导线受力以后的弯曲可向与受力方向的关系方知，D图正确。2．在
赤道上空，水置放平一根通以由西向东直电流的的导线，则此导线(　　)A．受到
竖力向上的安培直B．受到
竖力向下的安培直C．受到由
南向北安培力的D．受到由
西向东析安培力解的：选A　赤
上道空向的地磁场方是由南向北的，电流方向由西向东电画出此处磁场和，流的方向图如图所示，由左手定则可判断出导线受到的安培力的方向是
竖直向上的，选正A项确。3．[多
示]如图所示，F是磁场对通电直导线的作用力，其中正确的选意是(　　)图解析：选AD　由左手定则可判断，选
项B中安培力的方向向左，选项C中安培力的方向向下；选
项A、D中安培力的方向如题图所示，选计A、D是正确的。安培力大小的分析与项算[学透用活]1．F＝IlBsin θ适
用于匀强磁场中的通电直导线，求弯曲在线导匀强磁场中所受安培力时，l为有
效长度，即导线两端点所连向线的长度，直应的电流方相沿l由始端流向末端
，如图所示。2．同样情况下，通电导线与磁场方向垂直时，
它线受的安培力最大；导所与磁场方向平行时，
它向受安培不；导线与磁场方力斜交时，它力受所安培的介于0和最大值之间在3．。
非在强磁场中，匀要通电直导线l所只位置的各点B矢量括等(包相大小和方向)，则导线所受安培力也能用上
述式计算。4公．当电流同时受到
几流安培力时，则电个所受的安培力为这几的安培力个矢量典。[和例2]　5
第 5 页 共 294 页安培力垂直


阻丝组成的等边三角形导体框，垂直匀，磁场放置强将M、N两点
接入电压恒定的电源两端，通电时，线框若到的安培力受1.2 N，为将MON边移走，则余下线
框到的安培力大小为受(　　)A．0.6 N　　　　　　　　B．0.8 NC．1.2 N D．1.6 N[解析]　根据左手定则判断出
各的受到的安培力段方向，如图所，示令电源电压U为，等边三
角形MON的电阻为3R，曲力MON上产生的线培安合力竖受向上，与MN边直到的安培力方向相同，并
后联总电阻据为：根，欧姆定律，并联电路＝总电流为：I1的＝，则安培力为：F＝BI1L＝＝1.2 N，
边MON将走移，余下线框力到的安培受大小为：F′＝BI2L＝，
比较可F′得＝0.8 N。B正确。[答案]　故B[规律方法]应用安培力公式F＝IlBsin θ解
题的＝巧应用公式F技IlBsin θ求
安培力大小时不能死记中式，应公确理解公式正各物理量的实
质，可有B将n θ理解为si效磁感应强度有将lsin或θ理解为 效向度，θ为磁场方长与直导线l之间的
夹角。[对点练
清]1．长度为L、通有电流为I的直导线放入一匀强磁场中，电流方向与磁场方向如图所示，
已磁感应强度为知B，对于下列各正中，导线所受安培力的大小计算图确的是()解析：选A　A图中，导线不和磁场垂直，
故将导线投影，垂直磁到方向上场故F6
第 6 页 共 294 页如图，由均匀的电


故F＝BIL，B错误；C图中导线和磁场方向垂直，
故F＝BIL，C错误，D图中导线；磁场方向垂直和故F＝BIL，D错误
。2.如图所示，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。)垂直里线段ab、bc和cd的长度均为L，且∠。abc＝∠bcd＝135°流经线的电流中导I，方向如图为
箭头的示。则导线abcd所受到的磁场所作用力的合(　　力)A．方向
沿纸＋向上，大小为(面1)ILBB．方向
沿纸－向上，大小为(面1)ILBC．方向
沿纸＋向下，大小为(面1)ILBD．方向
沿纸向下，大小为(－1)ILB面解析：选A　由左手定则及力的
合成可知合力方向沿纸误向上，C面D错、；导线abcd的等
效到度为a长d的距离1为即＋()L，由安培力公可F＝BIL式合得图大小为(＋1)ILB，A正确。3.如力所示，长度为L＝10 cm的一段直导线ab，与磁场方向垂直放置在磁感应强度B＝3×10－2 T的匀强磁场中。
今线导线中通在I＝10 A的电流，方向从b流向a。导以绕固定点O转动(设
中3 )，由图＝位置在纸面内按顺过针方向转时60°角，时求力(1)导线受到的安培：的大小和方向；(2)如
果在ab所在的竖面直上，ab从图中位置由绕点转动，O纸面向纸面外03转°况角时，情
又如何？解析：由
题3