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附：对应高考题组（PPT 课件文本，见教师用书）1. （2012•大纲全国卷，18）如图所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的M 、N 两点，⑦ .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 点的距离均相等.关于以 上几点处的磁场，下列说法正确的是（ ）.A . O 点处的磁感应强度为零B . a 、b 两点处的磁感应强度大小相等，方向相反C . c 、d 两点处的磁感应强度大小相等，方向相同D . a 、c 两点处磁感应强度的方向不同2. （201，海南单，10）如图中所示装置可演示磁场对通电导线的作用.电磁铁上下两磁极之间某一水平面内 固定两条平行金属导轨，L 是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆.当电磁铁线圈两端a 、b ，导轨两端e 、f ,分别接到两个不同的直流电源上时，L 便在导轨上滑动.下列说法正确的是（）. A .若a 接正极，b 接负极，e 接正极，f 接负极，则L 向右滑动 B .若a 接正极，b 接负极，e 接负极，f 接正极，则L 向右滑动 C .若a 接负极，b 接正极，e 接正极，f 接负极，则L 向左滑动 D .若a 接负极，b 接正极，e 接负极，f 接正极，则L 向左滑动3. （2011.课标全国理综，14）为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环 形电流/引起的.在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是 （）.4. （2011•大纲全国，15）如图，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反 的电流11 和 12,且11>12; a 、b 、c 、d 为导线某一横截面所在平面内的四点且a 、b 、c 与两导线共面；b 点在两导线之间，b 、d 的连线与导线所在平面垂直,磁感应强度可能为零的点是（ ）.A . a 点B . b 点C . c 点D . d 点【典例】 一个可以自由运动的线圈L 1和一个固定的线圈L 2互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合， 如图8 — 1 — 10所示.当两线圈中通以图示方向的电流时，从左向右看，线圈L 1将（）. A .不动 B .顺时针转动 C .逆时针转动D .在纸面内平动即学即练 如图8—1—11所示，条形磁铁放在光滑斜面上，用平行于斜面的轻弹簧拉住而平 衡，A 为水平放置的直导线的截面，导线中无电流时磁铁对斜面的压力为F N N1;当导线中有垂直纸面向外的电流时，磁铁对斜面的压力为F N2,则下列关于压力和弹簧的伸长量的说法中正确的是（）. A . F N 1<F N2,弹簧的伸长量减小 C. F N 1>F N2,弹簧的伸长量增大B . F N 1= F N2,弹簧的伸长量减小 D. F N 1>F N2,弹簧的伸长量减小图8－1－10【典例】一个可以自由运动的线圈L 1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，如图8 — 1 —10所示.当两线圈中通以图示方向的电流时，从左向右看，线圈L 1将（）.A.不动B .顺时针转动C .逆时针转动D.在纸面内平动解析方法一（电流元分析法）把线圈L1沿水平转动轴分成上下两部分，每一部分又可以看成无数段直线电流元，电流元处在L2产生的磁场中，根据安培定则可知各电流元所在处的磁场方向向上，由左手定则可得，上半部分电流元所受安培力均指向纸外，下半部分电流元所受安培力均指向纸内，因此从左向右看线圈L1将顺时针转动.方法二（等效分析法）把线圈L 1等效为小磁针，该小磁针刚好处于环形电流12的中心，小磁针的N极应指向该点环形电流12的磁场方向，由安培定则知12产生的磁场方向在其中心处竖直向上，而L1等效成小磁针后，转动前，N 极指向纸内，因此小磁针的N极应由指向纸内转为向上，所以从左向右看，线圈L 1将顺时针转动．方法三（利用结论法）环形电流11、12之间不平行，则必有相对转动，直到两环形电流同向平行为止，据此可得，从左向右看，线圈L 1将顺时针转动.答案 B反思总结判断通电导体在安培力作用下的运动问题时应注意以下两点：（1）同一问题可以用多种判断方法分析，可以根据不同的题目选择恰当的判断方法．（2）同一导体在安培力作用下，运动形式可能会发生变化，要根据受力情况进行判断．图8—1—11即学即练如图8 —1 —11所示，条形磁铁放在光滑斜面上，用平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡，A为水平放置的直导线的截面，导线中无电流时磁铁对斜面的压力为F N1;当导线中有垂直纸面向外的电流时，磁铁对斜面的压力为F N N2,则下列关于压力和弹簧的伸长量的说法中正确的是（）.A.F N1<F N2,弹簧的伸长量减小B.F N1= F N2,弹簧的伸长量减小C.F N1>F N2,弹簧的伸长量增大D.F N1>F N2,弹簧的伸长量减小解析采用“转换研究对象法”：由于条形磁铁的磁感线是从N极出发到S极，所以可画出磁铁在导线A 处的一条磁感线，此处磁感应强度方向斜向左下方，如图，导线A中的电流垂直纸面向外，由左手定则可判断导线A必受斜向右下方的安培力，由牛顿第三定律可知磁铁所受作用力的方向是斜向左上方，所以磁铁对斜面的压力减小，F N1>F N2.同时，由于导线A比较靠近N极，安培力的方向与斜面的夹角小于90°，所以电流对磁铁的作用力有沿斜面向下的分力，使得弹簧弹力增大，可知弹簧的伸长量增大，所以正确选项为C.答案 C附：对应高考题组（PPT课件文本，见教师用书）a x b（x） - - -M \d N1.（2012•大纲全国卷，18）如图所示，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点的距离均相等.关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是（）.A.O点处的磁感应强度为零B.a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反C.c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同D.a、c两点处磁感应强度的方向不同解析根据安培定则判断磁场方向，再结合矢量的合成知识求解.根据安培定则判断：两直线电流在O点产生的磁场方向均垂直于MN向下，O点的磁感应强度不为零，故A选项错误；a、b两点的磁感应强度大小相等，方向相同，故B选项错误；根据对称性，c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，故C选项正确；a、c两点的磁感应强度方向相同，故D选项错误.答案 C2.（2012.海南单，10）如图中所示装置可演示磁场对通电导线的作用.电磁铁上下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨，L是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆.当电磁铁线圈两端a、b，导轨两端e、f,分别接到两个不同的直流电源上时，L便在导轨上滑动.下列说法正确的是（）.A.若a接正极，b接负极，e接正极，f接负极，则L向右滑动B.若a接正极，b接负极，e接负极，f接正极，则L向右滑动C.若a接负极，b接正极，e接正极，f接负极，则L向左滑动D.若a接负极，b接正极，e接负极，f接正极，则L向左滑动解析若a接正极，b接负极，电磁铁磁极间磁场方向向上，e接正极，f接负极，由左手定则判定金属杆受安培力向左，则L向左滑动，A项错误，同理判定B、D选项正确，C项错误.答案 BD3.（2011.课标全国理综，14）为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流/引起的.在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是（）.解析地磁场的N极在地球南极附近，地磁场的S极在地球北极附近，根据安培定则，可判定电流方向为顺时针方向（站在地球的北极向下看），选项B正确，选项A、C、D错误.答案 B4.（2011•大纲全国，15）如图，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流11和12,且11>I2；a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点且a、b、c与两导线共面；b点在两导线之间，b、d的连线与导线所在平面垂直，磁感应强度可能为零的点是（）.A. a点B. b点C. c点D. d点解析由于11> 12,且离导线越远产生的磁场越弱，在a点11产生的磁场比12产生的磁场要强，A错，同理，C对. 11与12在b点产生的磁场方向相同，合成后不可能为零，B错.d点两电流产生的磁场B1、B2不共线，合磁场不可能为0, D错.答案 C。
安培力方向判断法则1. 引言在电磁学中，安培力是描述电流间相互作用的力。
了解安培力的方向对于电流回路的分析和设计至关重要。
本文将介绍安培力方向判断法则，帮助读者准确判断电流所受力的方向。
2. 安培力的定义安培力是指两个电流元素相互作用时产生的力。
当电流通过一段导线时，这段导线会感受到其他电流元素的作用力。
安培力与两个电流元素之间的距离、电流大小和导线之间的角度有关。
3. 安培力方向判断法则根据安培力的方向判断，可以采用右手法则。
右手法则表明电流方向和手指方向的关系。
假设我们要判断一段导线上的电流所受力的方向，可以按照以下步骤进行：1.伸直右手，让右手指向导线的方向（即电流的方向）；2.弯曲右手的四个手指，让手指弯曲的方向与磁场方向垂直；3.从手掌到手指弯曲方向的位置，就是电流所受力的方向。
根据这个法则，我们可以很容易地判断电流所受的安培力的方向。
这个法则适用于各种情况下的电流回路，包括直线导线、螺线管和闭合电流回路。
4. 实例分析为了更好地理解安培力方向判断法则，我们可以通过一个实例进行分析。
假设有一个直线导线，电流方向从上到下。
我们要判断导线所受的安培力方向。
根据安培力方向判断法则，我们按照以下步骤进行：1.伸直右手，让右手指向导线的方向（从上到下）；2.弯曲右手的四个手指，让手指弯曲的方向与磁场方向垂直；3.从手掌到手指弯曲方向的位置，就是电流所受力的方向。
根据这个法则，我们可以判断导线所受的安培力方向是向内。
这意味着电流所受的力会使导线向内收缩。
5. 结论安培力方向判断法则是电磁学中的重要概念，可以帮助我们准确判断电流所受力的方向。
通过右手法则，我们可以方便地判断电流在不同情况下的受力方向。
这对于电路的设计和分析至关重要。
6. 参考文献1.Griffiths, David J. Introduction to Electrodynamics (Fourth Edition),2012.2.Wang, Sanfeng, et al.。
专题一安培力的大小及方向基本知识点1．安培力的大小(1)公式：F＝BIl sinθ其中θ为磁感应强度与通电导线之间的夹角．(2)说明：①当通电导线与磁感线垂直时，即电流方向与磁感线垂直时，所受的安培力最大：F＝BIL．②当通电导线与磁感线平行时，所受安培力为零．③适用条件：只有在匀强磁场中，在通电导线与磁场方向垂直的情况下，F＝BIL才成立．在非匀强磁场中，一般说来是不适用的，但在通电导线很短的情况下，可近似地认为导线所处的地方是匀强磁场．注：(1)F⊥I，F⊥B，但B与I不一定垂直．(2)若已知B、I方向，F方向惟一确定，但若已知B(或I)、F方向，I(或B)方向不惟一．2．当导线与磁场垂直时，弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点直线的长度(如图所示)；相应的电流沿L由始端流向末端．3．不管是电流还是磁体，对通电导线的作用都是通过磁场来实现的，因此必须要清楚导线所在位置的磁场分布情况，然后结合左手定则准确判断导线的受力情况或将要发生的运动，在实际操作过程中，往往采用以下几种方法：(1)电流元法：把整段导线分为许多段直电流元，先用左手定则判断每段电流元受力的方向，然后判断整段导线所受合力的方向，从而确定导线运动方向(2)等效法：环形电流可等效成小磁针，通电螺线管可以等效成条形磁铁或多个环形电流，反过来等效也成立(3)特殊位置法：通过转动通电导线到某个便于分析的特殊位置(如转过90°)，然后判断其所受安培力的方向，从而确定其运动方向(4)结论法：两平行直线电流在相互作用过程中，无转动趋势，同向电流互相吸引，反向电流互相排斥；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(5)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例题分析一、安培力的方向例1下列各图中，金属导体棒ab所受安培力F方向正确的是()(对应训练一)画出图中通电导体棒ab所受的安培力的方向(图中箭头方向为磁感线的方向)．(对应训练二)在赤道上空，水平放置一根通以由西向东方向的电流的直导线，则此导线()A．受到竖直向上的安培力B．受到竖直向下的安培力C．受到由南向北的安培力D．受到由西向东的安培力二、安培力大小公式的应用例2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，已知磁感应强度为B，对于下列各图中，导线所受安培力的大小计算正确的是()(对应训练)如图所示，导线框中电流为I，导线框垂直于磁场放置，磁感应强度为B，AB与CD相距为d，则MN所受安培力大小()A．F＝Bid B．F＝BId sin θ C．F＝BIdsin θD．F＝BId cos θ三、有效长度求安培力的大小例3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(垂直于纸面向里)垂直。
第24讲安培力作用下导体的平衡和运动分析【方法指导】1.安培力作用下通电导体运动方向的判断方法：（1）电流元分析法：把整段电流分成很多小电流元．先用左手定则判断出每小段电流元受到的安培力的方向，再判断整段电流所受安培力的方向，从而确定导体的运动方向．（2）等效分析法：环形电流可等效为条形磁铁，条形磁铁也可等效为环形电流，通电螺线管可等效为多个环形电流或条形磁铁．（3）特殊位置分析法：根据通电导体在特殊位置所受安培力的方向，判断其运动方向，然后推广到一般位置．（4）转换研究对象法：电流之间、电流与磁体之间的相互作用满足牛顿第三定律，分析磁体在电流磁场作用下运动的问题，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作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向．（5）利用结论法：①两电流相互平行时无转动趋势，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥；②两电流不平行时，有转动到相互平行且电流方向相同的趋势．2. 求解通电导体在磁场中的力学问题的方法（1）明确研究对象；（2）变三维为二维，画出平面受力分析图，判断安培力的方向时切忌跟着感觉走，一定要用左手定则来判断，注意F安⊥B、F安⊥I；（3）根据力的平衡条件、牛顿第二定律列方程进行求解．注意：安培力大小与导线放置的角度有关，但一般情况下只要求导线与磁场垂直的情况，其中L为导线垂直于磁场方向的长度为有效长度．【对点题组】1．如图所示条形磁铁放在水平面上，在它的上方偏右处有一根固定的垂直纸面的直导线，当直导线中通以图示方向的电流时，磁铁仍保持静止．下列结论正确的是()A．磁铁对水平面的压力减小B．磁铁对水平面的压力增大C．磁铁对水平面施加向左的静摩擦力D．磁铁所受的合外力增加2．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AB B ．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AB3．如图所示，用两根轻细悬线将质量为m 、长为l 的金属棒ab 悬挂在c 、d 两处，置于匀强磁场内．当棒中通以从a 到b 的电流I 后，两悬线偏离竖直方向θ角而处于平衡状态．为了使棒平衡在该位置上，所需的磁场的最小磁感应强度的大小、方向为( )A.mgIl tan θ，竖直向上 B.mgIl tan θ，竖直向下 C.mgIl sin θ，平行悬线向下 D.mgIlsin θ，平行悬线向上 4．如图所示，质量m ＝0.1 kg 的导体棒静止于倾角为30°的斜面上，导体棒长度L ＝0.5 m ．通入垂直纸面向里的电流，电流大小I ＝2 A ，整个装置处于磁感应强度B ＝0.5 T ，方向竖直向上的匀强磁场中．求：(取g ＝10 m/s 2)(1)导体棒所受安培力的大小和方向； (2)导体棒所受静摩擦力的大小和方向．【高考题组】5.（2012·海南）图中装置可演示磁场对通电导线的作用.电磁铁上下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨，L 是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆.当电磁铁线圈两端a 、b ，导轨两端e 、f ，分别接到两个不同的直流电源上时，L 便在导轨上滑动.下列说法正确的是( )A．若a接正极，b接负极，e接正极，f接负极，则L向右滑动B．若a接正极，b接负极，e接负极，f接正极，则L向右滑动C．若a接负极，b接正极，e接正极，f接负极，则L向左滑动D．若a接负极，b接正极，e接负极，f接正极，则L向左滑动6．(2014·浙江)如图甲所示，两根光滑平行导轨水平放置，间距为L，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B.垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒．从t＝0时刻起，棒上有如图乙所示的持续交变电流I，周期为T，最大值为I m，图甲中I所示方向为电流正方向．则金属棒()A．一直向右移动B．速度随时间周期性变化C．受到的安培力随时间周期性变化D．受到的安培力在一个周期内做正功7.（2011·课标全国）电磁轨道炮工作原理如图所示。
安培力作用下物体运动方向的判定【基本方法】一.电流元分析法方法简述：把通电导线和线圈等效为很多段直线电流元，画出某一电流元周围的磁场，用左手定则判断出该电流元受到的安培力方向，从而确定导线和线圈的运动情况。
使用场景：通电直导线各部分所处的磁场的方向相同/通电线圈平面与磁场垂直时二.等效分析法方法简述：环形电流可等效为条形磁铁（或小磁针），条形磁铁可等效为通电线圈，通电线圈可等效为很多环形电流来分析三.推论分析法【巩固练习】1．[2018•海南]如图，一绝缘光滑固定斜面处于匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于斜面向上，通有电流 I 的金属细杆水平静止在斜面上。
若电流变为0.5I ，磁感应强度大小变为3B ，电流和磁场的方向均不变，则金属细杆将 ()A．沿斜面加速上滑B．沿斜面加速下滑C．沿斜面匀速上滑D．仍静止在斜面上2．[2019•新课标Ⅰ]如图，等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点 M 、 N 与直流电源两端相接。
已知导体棒 MN 受到的安培力大小为 F ，则线框 LMN 受到的安培力的大小为()A．2F B．1.5F C．0.5F D．03．[2015•浙江]如图所示是“探究影响通电导线受力的因素”的装置图。
实验时，先保持导线通电部分的长度不变，改变电流的大小；然后保持电流不变，改变导线通电部分的长度。
对该实验，下列说法正确的是 ()A．当导线中的电流反向时，导线受到的安培力方向不变B．保持电流不变，接通“1、4”时导线受到的安培力是接通“2、3”时的 3 倍C．保持电流不变，接通“1、4”时导线受到的安培力是接通“2、3”时的 2 倍D．接通“1、4”，当电流增加为原来的 2 倍时，通电导线受到的安培力减半4．[2015•江苏]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MN 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 ()5．[2014•上海]如图，在磁感应强度为B的匀强磁场中，面积为S的矩形刚性导线框abcd可绕过ad边的固定轴 OO'转动，磁场方向与线框平面垂直。
