判断安培力的定则

物理安培力及与安培力有关的力学问题

1．安培力的方向

根据左手定则判断。

2．安培力公式F＝BIL的应用条件

(1)B与L垂直。

(2)L是有效长度。如弯曲通电导线的有效长度L等于连接两端点的直线的长度，相应的电流方向沿两端点连线 由始端流向末端，如图所示

3.安培力做功的特点和实质

(1)安培力做功与路径有关，不像重力、电场力做功与路径无关．

(2)安培力做功的实质：起能量转化的作用．

①安培力做正功：是将电源的能量传递给通电导线后转化为导线的动能或转化为其他形式的能．

②安培力做负功：是将其他形式的能转化为电能后储存起来或转化为其他形式的能．

例题与练习 1．如图，一导体棒ab静止在U形铁芯的两臂之间。电键闭合后导体棒受到的安培力方向( )

A．向上 B．向下 C．向左 D．向右

解析

本题考查电流的磁效应、安培力及左手定则。根据图中的电流方向，由安培定则知U形铁芯下端为N极，上端为S极，ab中的电流方向由a―→b，由左手定则可知导体棒受到的安培力方向向右，选项D正确。

答案 D

2．(多选)某同学自制的简易电动机示意图如图所示。矩形线圈由一根漆包线绕制而成，漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出，并作为线圈的转轴。将线圈架在两个金属支架之间，线圈平面位于竖直面内，永磁铁置于线圈下方。为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来，该同学应将( )

A．左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉

B．左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉

C．左转轴上侧的绝缘漆刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉

D．左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉

解析

若将左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉，这样当线圈在图示位置时，线圈的上下边受到水平方向的安培力而转动，转过一周后再次受到同样的安培力而使其连续转动，选项A正确；

若将左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉，则当线圈在图示位置时，线圈的上下边受到安培力而转动，转过半周后再次受到相反方向的安培力而使其停止转动，选项B错误；

滕州三中高二物理

课堂活页笔记

2014-12-11

1 I N S 专题1 安培力作用下导体运动方向的判断

姓名 班级 评价

方法1．电流元法：即把整段电流等效为多段 ，先用左手定则判断出每小段电流元所受安培力的方向．从而判断出整段电流所受力方向，最后确定运动方向．

方法2．等效法：环形电流可等效为 ，小磁针可等效为 。通电螺线管可等效为 或 。

方法3．特殊位置法：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。

方法4．利用结论法：

（1）两电流相互平行时无 趋势，同向电流相互 ，反向电流相互 ．

（2）两电流不平行时，有转动到 且电流方向 的趋势．

方法5.转换研究对象法：定性分析磁体在电流的磁场作用下运动时，可先分析电流在磁体的磁场中所受的安培力，再根据牛顿第三定律，确定磁体受到的作用力，从而确定其运动情况。

例1．如图所示，水平放置的条形磁铁N极的附近悬挂着一个能自由运动的圆形导线圈，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面，当线圈中通以图示方向的电流时，从上向下看，线圈将（ ）

A、向左运动 B、向右运动 C、静止不动 D、无法确定

例2．如图，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由转动，当导线通入图示方向电流时，从上往下看，导线的运动情况是（ ）

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

感应电流、安培力方向的判断

作者：蒋邦勇

来源：《文理导航·教育研究与实践》 2013年第11期

重庆市武隆县长坝中学校 蒋邦勇

大家知道，通电导体在磁场中的受力方向用左手定则判断；闭合回路中的一部分导体切割磁感线运动时，感应电流的方向用右手定则判断。在实际教学中无论教师怎么强调，都会有学生左右手运用混淆的现象。下面是笔者在教学中总结的如何都用左手来判断上述两个方向的方法。

一、实质分析

1.通电导体在磁场中的受力实质：电荷的定向移动形成了电流。通电导线在磁场中之所以要受安培力的作用，是因为形成电流的每一个电荷都受到洛伦兹力，这些力的合力就是安培力。

2.导体切割磁感线产生感应电流实质：金属导体内有大量的可自由移动的电荷，当导体做切割磁感线运动时，导体内的电荷与导体运动方向相同。这些电荷一旦运动起来，每一个自由电荷就会受到洛伦兹力，最终这些电荷在洛伦兹力作用下将沿导体做定向运动，即形成了感应电流。按照物理学中的规定，电流方向为正电荷定向移动方向（或为负电荷移动方向的反方向）。

经过分析，我们自然会发现在以上两类物理问题中存在一个相同的因果关系，即：因运动电荷，果受洛伦兹力作用。所以如果把这种因果关系都用一只手即左手来表示的话，那就可以解决学生在这两类问题的分析判断中出现混淆的现象。

二、新的想法

1.都用左手；

2.手形都相同（即四指并拢与拇指张开形成直角且在同一平面内，让磁感线穿入掌心）；

3.都是四指表原因，拇指表结果。

三、表示方法

1.通电导体在磁场中的受力方向的判断，如图1（即教材中的左手定则，在此不详说）：导体中的电流是产生安培力的原因→（用四指表示）；安培力是电流在磁场中形成的结果→（用大拇指表示）。所以大拇指表受力方向。

2.导体切割磁感线产生感应电流方向的判断，如图2（伸出左手，让磁感线穿入掌心，左手四指表示导体切割磁感线运动的方向，则大拇指表示感应电流的方向。这样判断的结果与右手定则完全相同）：导体运动即切割方向是原因（用四指表示）；导体中的正电荷受洛伦兹力（或负电荷定向移动的反方向）即感应电流方向是结果→（用大拇指表示）。所以大拇指表感应电流方向。

课程篇　安培力方向判断演示实验的改进　翁晓隆　（浙江师范大学附属中学。浙江金华）　摘要：提出三种安培力方向判断演示实验的改进方法，最终确定水平方向　是安培力的唯一方向　在进行实验时，教师必须要　明确指导学生．以利于学生严谨思维的培养　关键词：安培力；方向判断；实验改进　人敦版３一】《磁场》章节中《通电导线在磁场中受到的力》这　节课的教学，重点是探究安培力的方向与哪些　素有关，在教学　中往往要进行学生分组探究实验。其中关于安培力方向Ｉ＇ｉＤ．Ｎ断，　在目前的教学中常见的方法有两种：　（１）利用悬挂的导体棒的初始运动方向来判断安培力的方向，　如图１所示、　＋　

图ｌ　探究结沦：导体棒的初始运动方向为导体棒通电后受安培力　的斤向　（２）利用导轨上导体俸的初始运动方向来判断安培力的方向，　２所示　

图２　探究结沦：导体棒的卡ＪＪ始运动方向为导体棒通电后受安培力　的力‘向　以上两种方法住现象判断和结沦分析方面存住着一定问题，　假如安培力的方向在女ｌ１图３中所示中的　和　两种情况下，都　可以使导体棒向右运动，因此排除掉　和　的可能性，最终确定　水平方向　是安培力的唯一方向，教师在学生进行探究实验前　必须要明确指导学生，否则不利于培养学生严谨的思维　

一９０一　图３　通过本人在教学过程中的摸索和实验，摸索出三个演示实验　的改进方案。　演示实验改进方案一：改变磁铁摆放的方向。看安培力引起　的效果　设汁原理：　在如图１所示装置中，通电后导体棒向右运动，导体棒可能　受到如图３昕示的　、　或　三种可能情况。若将蹄形磁铁竖直　放置，磁场水平方向　若导体棒通电后受到如图３所示的　时，　当磁铁竖直放置时，导体棒受到如图４所示　作用，在水平分力　作用下向右运动；若导体棒通电后受到如图３所示的　时，当磁　铁怪直放置时，导体棒受到如图４所示　作用．在水平分力作用　下向左运动；若导体棒通电后受到如图３所示的　时，当磁铁竖　直放置时，导体棒受到如图４所示　作用，竖直方向运动。