1.1磁场对通电导线的作用力 （含解析）课前导学 2024-2025学年人教版（2019）高中物理选择性必修第二册

1.1磁场对通电导线的作用力
基础知识导学
一、安培力
1.定义：通电导线在磁场中受到的力。
2.大小：
当I与B垂直时：
当I与B平行时：
当I与B成角时：
3.方向：
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。
特点：同时垂直于电流与磁场方向，即垂直于电流方向与磁场方向所决定的平面。
二、磁电式电流表
1.用途：电流表是用来测定电流大小和方向的仪器。
2.基本组成部分:磁体和放在磁体两极之间的线圈。
3.构造:磁电式电流表的构造如图所示。在磁性很强的蹄形磁铁的两极间装有极靴，极靴中间又有一个铁质圆柱,铁质圆柱的外面套着一个可以绕轴转动的线圈,转轴上装有两个螺旋弹簧和一个指针。
重难扩展问题
1.当I与B垂直时：___________
当I与B平行时：___________
当I与B成角时：____________
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________从掌心垂直进入，并使四指指向________的方向，这时拇指所指的方向就是________在磁场中所受________的方向。
基础小题试练
1.如图所示，在水平直导线正下方，放一个可以自由转动的小磁针，直导线通以向右的恒定电流，不计其他磁场的影响，则小磁针( )
A.保持不动 B.N极向下转动
C.N极将垂直于纸面向外转动 D.N极将垂直于纸面向里转动
2.通电导线在匀强磁场受到安培力F方向，正确的是( )
A. B. C. D.
3.磁感应强度单位表示正确的是( )
A. B. C. D.
4.如图，用两根不可伸长的绝缘细绳将半径为r的半圆形铜环竖直悬挂在匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外，铜环两端a、b处于同一水平线。若环中通有大小为I、方向从a到b的电流，细绳处于绷直状态，则铜环所受安培力( )
A.大小为2rBI B.大小为πrIB
C.方向水平向左 D.方向水平向右
5.如图所示，四根电流大小相等的通电长直导线垂直于纸面放置，其位置把圆四等分，电流方向如图所示。圆心O处有电流方向垂直于纸面向里的通电直导线（图中未画出），该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.竖直向上 D.不受安培力
答案以及解析
1.答案：D
解析：当通入向右的恒定电流时，根据右手螺旋定则可得小磁针位置处的磁场方向是垂直纸面向里，由于小磁针静止时N极的指向为磁场的方向，所以小磁针的N极将垂直纸面向里偏转。故选D。
2.答案：C
解析：A.磁感应强度垂直纸面向外，左手手掌朝向纸面，使磁感线穿过手心，四指指向电流方向（向上），大拇指与四指垂直，此时大拇指指向右侧，即安培力F应垂直于导线向右，故A错误；
B.通电导线与磁感线平行，不受安培力作用，故B错误；
C.磁感应强度垂直纸面向里，左手手背朝向纸面，使磁感线穿过手心，四指指向电流方向（右上），大拇指与四指垂直，此时大拇指指向左上，即安培力F应垂直于导线指向左上，故C正确；
D.磁感应强度向右，左手手掌朝向左侧，使磁感线穿过手心，四指指向电流方向（垂直纸面向里），大拇指与四指垂直，此时大拇指指向下方，即安培力F应垂直于导线向下，故D错误。
故选C。
3.答案：A
解析：根据
可知磁感应强度单位为，故A正确，BCD错误。
故选A。
4.答案：A
解析：环中通有大小为I、方向从a到b的电流，铜环所受安培力等效于直径ab所受安培力，则大小为
根据左手定则可知，安培力方向竖直向下。
故选A。
5.答案：D
解析：根据平行导线电流方向，同向电流受到的安培力为引力，电流方向相反各自受到的安培力是斥力，四根通电长直导线与O处通电直导线距离相等，所以安培力大小相等，故导线受力平衡，故选D。