2019年高考物理 双基突破（二）专题20 安培力精讲

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1、专题20安培力一、安培力的大小1．安培力计算公式：当磁感应强度B的方向与导线方向成θ角时，F＝BILsinθ。这是一般情况下的安培力的表达式，以下是两种特殊情况：（1）磁场和电流垂直时：F＝BIL。（2）磁场和电流平行时：F＝0。磁场对磁铁一定有力的作用，而对电流不一定有力的作用。当电流方向和磁感线方向平行时，通电导体不受安培力作用。2．公式的适用范围：一般只适用于匀强磁场．对于非匀强磁场，仅适用于电流元。3．弯曲通电导线的有效长度L：等于两端点所连直线的长度，相应的电流方向由始端指向末端，因为任意形状的闭合线圈，其有效长度L＝0，所以通电后在匀强磁场中，受到的安培力的

2、矢量和一定为零。4．公式F＝BIL的适用条件：（1）B与L垂直；（2）匀强磁场或通电导线所在区域的磁感应强度的大小和方向相同；（3）安培力表达式中，若载流导体是弯曲导线，且与磁感应强度方向垂直，则L是指导线由始端指向末端的直线长度。【题1】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A．方向沿纸面向上，大小为（＋1）ILBB．方向沿纸面向上，大小为（－1）ILBC．方向沿纸面向

3、下，大小为（＋1）ILBD．方向沿纸面向下，大小为（－1）ILB【答案】A【解析】ad间通电导线的有效长度为图中的虚线L′＝（＋1）L，电流的方向等效为由a沿直线流向d，所以安培力的大小F＝BIL′＝（＋1）ILB.根据左手定则可以判断，安培力方向沿纸面向上，选项A正确。【题2】如图，两根平行放置的长直导线a和b载有大小相同、方向相反的电流，a受到的磁场力大小为F1，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受到的磁场力大小变为F2，则此时b受到的磁场力大小变为A．F2B．F1－F2C．F1＋F2D．2F1－F2【答案】A【题3】如图所示，AC是一个用长为L的导线弯成的

4、、以O为圆心的四分之一圆弧，将其放置在与平面AOC垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中。当在该导线中通以由C到A，大小为I的恒定电流时，该导线受到的安培力的大小和方向是A．BIL，平行于OC向左B．，平行于OC向右C．，垂直AC的连线指向左下方D．2BIL，垂直AC的连线指向左下方【答案】C5．计算安培力公式F＝BIL，应用时要注意：（1）B与L垂直；（2）L是有效长度①公式F＝ILB中L指的是“有效长度”。②弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点线段的长度，如图所示；相应的电流沿L由始端流向末端。因为任意形状的闭合线圈，其有效长度为零，所以闭合线圈通电后在匀强磁场中，受到的

5、安培力的矢量和为零。【题4】如图所示，在竖直向下的恒定匀强磁场中有一光滑绝缘的圆轨道，一重为G的金属导体MN垂直于轨道横截面水平放置，在导体中通入电流I，使导体在安培力的作用下以恒定的速率v从A点运动到C点，设金属导体所在位置的轨道半径与竖直方向的夹角为θ，安培力的瞬时功率为P，则从A到C的过程中，下列说法正确的是A．电流方向从N指向MB．I∝cotθC．P∝cosθD．P∝sinθ【答案】D【解析】由于安培力方向始终水平向左，根据左手定则知电流方向从M指向N，A错误；因为金属导二、安培力的方向1．用左手定则判定：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

6、平面内。让磁感线从掌心进入，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。两平行的通电直导线间的安培力：同向电流互相吸引，异向电流互相排斥2．安培力的方向特点：F⊥B，F⊥I，即F垂直于B和I决定的平面。即通电导线在磁场中所受的安培力F，总垂直于电流与磁感线所确定的平面。也就是安培力一定垂直B和I，但B与I不一定垂直。使用左手定则判断定安培力方向时，左手心应迎B垂直于I的分量（B⊥＝Bsinθ）。磁感线方向（磁感应强度方向）不一定垂直于电流方向。3．安培定则与左手定则的比较判断情形的因果关系有所不同：安培定则是用于判定电流或电荷产生磁场

7、的情形；左手定则是用于判定磁场对电流或电荷产生安培力或洛伦兹力的情形。使用方法也有所不同：安培定则是右手弯曲；左手定则是左手伸直。4．判定步骤：首先必须弄清楚导体所在位置的磁场分布情况，然后利用左手定则准确判定导体的受力情况，进而确定导体的运动方向或运动趋势的方向。5．注意电荷在电场中所受的电场力方向与电场线的方向在同一直线上，而通电导线在磁场中所受的安培力与磁感线垂直。磁场与电场有很多相似之处，但安培力比库仑力复杂得多，点电荷在电场中受力方向与电场方向不是相同就是相反；而电流元在磁场中受安培力的方向与磁场方向和电流方向决定的平面垂直。三