高考物理知识点总结磁场对电流的作用——安培力

高考物理知识点总结磁场对电流的作用——安培力

‎ 磁场对电流的作用——安培力（左手定则）‎ 基础知识 ‎ 一、安培力 ‎1.安培力：通电导线在磁场中受到的作用力叫做安培力．‎ 说明：磁场对通电导线中定向移动的电荷有力的作用,磁场对这些定向移动电荷作用力的宏观表现即为安培力．‎ 实验：注意条件 ‎①I⊥B时 A:判断受力大小(由偏角大小判断)改变I大小,偏角改变;I大小不变,改变垂直磁场的那部分导线长度;改变B大小.‎ B:F安方向与I方向B方向关系：(改变I方向；改变B方向；同时改变I和B方向)‎ F安方向：安培左手定则，F安作用点在导体棒中心。（通电的闭合导线框受安培力为零）‎ ‎② I//B时， F安=0，该处并非不存在磁场。‎ ‎③ I与B成夹角时，F=BILSin (为磁场方向与电流方向的夹角)。‎ 有用结论：“同向电流相互吸引，反向电流相排斥”。不平行时有转运动到方向相同且相互靠近的趋势。‎ ‎2.安培力的计算公式：F＝BILsinθ（θ是I与B的夹角）；‎ ‎① I⊥B时，即θ＝900，此时安培力有最大值；公式：F＝BIL ‎② I//B时，即θ＝00，此时安培力有最小值，F=0;‎ ‎③ I与B成夹角时，00＜B＜900时，安培力F介于0和最大值之间.‎ ‎3.安培力公式的适用条件:‎ ‎①公式F＝BIL一般适用于匀强磁场中I⊥B的情况,对于非匀强磁场只是近似适用(如对电流元)但对某些特殊情况仍适用．‎ 如图所示，电流I1//I2,如I1在I2处磁场的磁感应强度为B，则I1对I2的安培力F＝BI‎2L，方向向左， ‎ I1‎ I2‎ 同 理I2对I1，安培力向右，即同向电流相吸，异向电流相斥．‎ ‎②根据力的相互作用原理，如果是磁体对通电导体有力的作用，则通电导体对磁体有反作用力．‎ 两根通电导线间的磁场力也遵循牛顿第三定律．‎ 二、左手定则 ‎1.安培力方向的判断——左手定则：‎ 伸开左手，使拇指跟其余的四指垂直且与手掌都在同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，并使四指指向电流方向，这时手掌所在平面跟磁感线和导线所在平面垂直，大拇指所指的方向就是通电导线所受安培力的方向．‎ ‎2.安培力F的方向：F⊥(B和I所在的平面)；即既与磁场方向垂直，又与通电导线垂直．但B与I的方向不一定垂直．‎ ‎3.安培力F、磁感应强度B、电流1三者的关系 ‎①已知I,B的方向，可惟一确定F的方向；‎ ‎②已知F、B的方向，且导线的位置确定时，可惟一确定I的方向；‎ ‎③已知F,1的方向时，磁感应强度B的方向不能惟一确定．‎ ‎4.由于B,I,F的方向关系常是在三维的立体空间，所以求解本部分问题时，应具有较好的空间想象力，要善于把立体图画变成易于分析的平面图，即画成俯视图，剖视图，侧视图等．‎ 规律方法 1。安培力的性质和规律；‎ ‎①公式F=BIL中L为导线的有效长度，即导线两端点所连直线的长度，相应的电流方向沿L由始端流向末端．‎ 如图所示，甲中：，乙中：L/=d(直径）＝2R（半圆环且半径为R) ‎ 如图所示，弯曲的导线ACD的有效长度为l，等于两端点A、D所连直线的长度，安培力为：F = BIl ‎②安培力的作用点为磁场中通电导体的几何中心；‎ ‎③安培力做功:做功的结果将电能转化成其它形式的能．‎ ‎2、安培力作用下物体的运动方向的判断 ‎(1)电流元法：即把整段电流等效为多段直线电流元，先用左手定则判断出每小段电流元所受安培力的方向，从而判断整段电流所受合力方向，最后确定运动方向．‎ ‎(2)特殊位置法：把电流或磁铁转到一个便于分析的特殊位置后再判断安培力方向，从而确定运动方向．‎ ‎(3)等效法： 环形电流和通电螺线管都可以等效成条形磁铁，条形磁铁也可等效成环形电流或通电螺线管，通电螺线管也可以等效成很多匝的环形电流来分析．‎ ‎(4)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．‎ ‎(5)转换研究对象法：因为电流之间，电流与磁体之间相互作用满足牛顿第三定律，这样，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，再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．‎ ‎(6)分析在安培力作用下通电导体运动情况的一般步骤：‎ ‎①画出通电导线所在处的磁感线方向及分布情况 ‎②用左手定则确定各段通电导线所受安培力 ‎③)据初速方向结合牛顿定律确定导体运动情况 ‎(7)磁场对通电线圈的作用：若线圈面积为S，线圈中的电流强度为I，所在磁场的磁感应强度为B，线圈平面跟磁场的夹角为θ，则线圈所受磁场的力矩为：M=BIScosθ．‎