1、3.4磁场对通电导线的作用力(2) -非匀强磁场中通电导体在安培力作用下运动的判断【学习目标】 1. 掌握安培力作用下通电导体的运动方向的判定方法 2. 进一步掌握安培力大小计算与方向判断【方法指导】1.判定通电导体在安培力作用下的运动或运动趋势，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2.在应用左手定则判定安培力方向时，磁感线方向不一定垂直于电流方向，但安培力方向一定与磁场方向和电流方向垂直，即大拇指一定要垂直于磁场方向和电流方向决定的平面3.安培力作用下通电导体的运动方向的判定方法有哪些？电流元法分割为电流元安
2、培力方向整段导体所受合力方向运动方向特殊位置法在特殊位置安培力方向运动方向等效法环形电流小磁针条形磁铁通电螺线管多个环形电流结论法同向电流互相吸引，异向电流互相排斥；两不平行的直线电流相互作用时，有转到平行且电流方向相同的趋势转换研究对象法定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动或运动趋势的问题，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，确定磁体所受电流磁场的作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向【典例精析】例1.如图所示，把一重力不计的通电直导线AB放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由移动当导线中通有如图所示方向的电流I时，从上向下看，关于导线AB的运动情况下列说法正确的是A顺
3、时针转动，同时下降 （ ）B顺时针转动，同时上升C逆时针转动，同时下降D逆时针转动，同时上升 例2.将一个质量很小的金属圆环用细线吊起来，在其附近放一块条形磁铁，磁铁的轴线与圆环在同一个平面内，且通过圆环中心，如图所示，当圆环中通以顺时针方向的电流时，从上往下看()A圆环顺时针转动，靠近磁铁B圆环顺时针转动，远离磁铁C圆环逆时针转动，靠近磁铁D圆环逆时针转动，远离磁铁例3.如图所示,台秤上放一光滑平板,其左边固定一挡板,一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来,此时台秤读数为N1,现在磁铁上方中心偏左位置固定一通电导线,电流方向如图,当加上电流后,台秤读数为N2,则以下说法正确的是 （ ）A.N1
4、N2,弹簧长度将变长B.N1N2,弹簧长度将变短C.N1N2,弹簧长度将变长D.N1N2,弹簧长度将变短 例4.一根用导线绕制的螺线管，水平放置，在通电的瞬间，可能发生的情况是 ( )A. 伸长 B.缩短 C.弯曲 D.转动【针对训练1】如图所示，两条导线相互垂直，但相隔一段距离其中AB固定，CD能自由活动，当直线电流按图示方向通入两条导线时，导线CD将(从纸外向纸里看)( )A顺时针方向转动同时靠近导线ABB逆时针方向转动同时离开导线ABC顺时针方向转动同时离开导线ABD逆时针方向转动同时靠近导线AB【针对训练2】如图所示，长方形线框abcd通有电流I，放在直线电流I附近，以下关于线框四个边
5、受到安培力的说法正确的是( )A线框只有两个边受力，合力向左 B线框只有两个边受力，合力向右C线框四个边都受力，合力向左 D线框四个边都受力，合力向右“电流天平”是根据通电导体在磁场中受磁场力作用原理制成的一种灵敏的测量仪器。它可以测出通电导体在匀强磁场中所受磁场力的大小，进一步还可求得匀强磁场的磁感应强度。“电流天平”如图所示，天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，宽为L，共N匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面。当线圈中通有电流I（方向如图所示）时，在天平左、右两边加上质量各为m1、m2的砝码，天平平衡。当电流反向（大小不变）时，右边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡。由此可知 （
6、） A磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为；B磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为；C磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为；D磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为【作业训练】1.通有电流的导线L1、L2处在同一平面(纸面)内，L1是固定的，L2可绕垂直纸面的固定转轴O转动(O为L2的中心)，各自的电流方向如图4所示下列哪种情况将会发生( )A因L2不受磁场力的作用，故L2不动B因L2上、下两部分所受的磁场力平衡，故L2不动CL2绕轴O按顺时针方向转动DL2绕轴O按逆时针方向转动2.如图所示，有一通电直导线放在蹄形电磁铁的正上方，导线可以自由移动，当电磁铁线圈与直导线中通以图示的电流时，有关直导
7、线运动情况的说法中正确的是(从上往下看)( )A顺时针方向转动，同时下降B顺时针方向转动，同时上升C逆时针方向转动，同时下降D逆时针方向转动，同时上升3.如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在条形磁铁的左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线，当导线中通以图示方向的电流时(磁铁始终未动)( )A磁铁对桌面的压力减小，且受到向左的摩擦力作用B磁铁对桌面的压力减小，且受到向右的摩擦力作用C磁铁对桌面的压力增大，且受到向左的摩擦力作用D磁铁对桌面的压力增大，且受到向右的摩擦力作用4.一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘，垂直放置，且两个线圈的圆心重合当两线圈都通过如图所示方向的电流时，则
8、从左向右看，线圈L1将( )A不动B顺时针转动C逆时针转动D向纸外平动5如图所示，在等边三角形的三个顶点a、b、c处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中均通有大小相等的恒定电流，方向垂直纸面向里过c点的导线所受安培力的方向是( )A与ab边平行，竖直向上B与ab边平行，竖直向下C与ab边垂直，指向左边D与ab边垂直，指向右边6如图所示，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. F2 B. C. D. 7.如图所示，平行于纸面水平向右的匀强磁场，
9、磁感应强度B11 T位于纸面内的细直导线，长L1 m，通有I1 A的恒定电流当导线与B1成60夹角时，发现其受到的安培力为零，则该区域同时存在的另一匀强磁场的磁感应强度B2的可能值是（ ）A. T B. TC1 T D. T8.（江苏2015）如图所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度，下列各选项所示的载流线圈匝数相同，边长NM相等，将它们分别挂在天平的右臂下方，线圈中通有大小相同的电流，天平处于平衡状态，若磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是（ ）9.如图所示，MN是一根长为L10 cm，质量m50 g的金属棒，用两根长度也为L的细软导线将导体棒MN水平吊起，使导体棒处在B T/3的竖直向
10、上的匀强磁场中，未通电流时，细导线在竖直方向，通入恒定电流后，金属棒向外偏转的最大偏角37，求金属棒中恒定电流的大小。热点一对磁场基本性质的考查(2013高考安徽卷)图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形的四个顶点上，导线上通有大小相同的电流，方向如图所示一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是(B)A向上B向下C向左 D向右1.磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，决定于磁场本身，与试探电流元无关，其叠加遵循平行四边形定则2判断电流的磁场方向用安培定则，一定要注意与右手定则、左手定则的区别3判断安培力、洛伦兹力的方向用左手定
11、则，但要注意电荷的正负拓展训练1(2012高考大纲全国卷)如图，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离相等关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是(C)AO点处的磁感应强度为零Ba、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反Cc、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同Da、c两点处磁感应强度的方向不同拓展训练2 电视机中显像管的偏转线圈是绕在铁环上两个通电导线串联而成，电流方向如图所示，则电子从铁环中心O处沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是( C )A向下 B向上 C向左 D向右8.（多选）如图所示，平行于纸面水平向右的匀强磁场，磁感应强度B11 T位于纸面内的细直导线，长L1 m，通有I1 A的恒定电流当导线与B1成60夹角时，发现其受到的安培力为零，则该区域同时存在的另一匀强磁场的磁感应强度B2的可能值是（ ）A. T B. TC1 T D. T答案：BCD；解析当导线与B1成60夹角时，发现其受到的安培力为零，说明该区域同时存在着另一匀强磁场B2，并且B2与B1的合磁场的磁感应强度方向沿导线方向，根据矢量合成的三角形定则，可知B2B1sin 60 T，所以B2的值不可能为 T，选项A错误，本题选B、C、D.