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第3章 打开电磁学的大门
在判断安培力方向时，必须首先判定磁场方向和电流方向所 确定的平面，从而判断出安培力的方向在哪一条直线上，然 后再根据左手定则判断出安培力的具体方向．安培力的方向 总是垂直于导线、磁感线所确定的平面．
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第3章 打开电磁学的大门
1.下图中分别标出一根垂直放置于磁场里的 通电直导线的电流 I、磁场 B 和所受磁场作用力的方向，其 中图示正确的是( )
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第3章 打开电磁学的大门
2．应用 F＝BIl 计算安培力时的注意事项 (1)公式 F＝BIl 适用于匀强磁场，且导线与磁场方向垂直的 情况，若通电导线所在区域的 B 的大小和方向不相同，应将 导体分成若干段，使每段导线所处范围 B 的大小和方向近似 相同，求出各段导线所受的磁场力，然后再求合力． 安培力表达式中，若载流导体是弯曲导线，且导线所在平面 与磁感应强度方向垂直，则 l 指弯曲导线中始端指向末端的 直线长度．如图所示：
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第3章 打开电磁学的大门
对任意形状的闭合平面线圈，当线圈平面与磁场方向垂直时， 线圈的有效长度 l＝0，故通电后在匀强磁场中所受安培力的 矢量和一定为零．
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第3章 打开电磁学的大门
(2)由 F＝BIl 可得 B＝FIl，这是磁感应强度的定义式．通过实 验可得出：在磁场中的同一点垂直磁场方向放置通电导线时， 通电导线受到的安培力 F 与 Il 的比值是一个常量，所以磁场 中某点的磁感应强度与安培力 F 的大小、与 Il 的大小无关， 而在不同点安培力 F 与 Il 的比值一般不同，因此磁感应强度 是由磁场本身的性质决定的．这就是比值法定义物理量．
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命题视角 1 对安培力 F＝BIL 的理解 在通电直导线与磁场方向垂直的情况下，为研究安培
力与电流大小的关系，实验时应保持不变的物理量是( ) A．只有电流 B．只有磁感应强度 C．只有导线在磁场中的长度 D．磁感应强度和导线在磁场中的长度 [解析] 由 F＝BIl 知要研究 F 与 I 的大小关系，应保持 B 和 l 不变． [答案] D
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三、揭开电动机旋转的奥秘
第3章 打开电磁学的大门
线圈要不间断地转下去，在转过与磁场方向垂直的位置后， 就要改变线圈中的电流___方__向____，能够改变电流方向的装置 就是__换__向__器___，与电源相连接的金属片是电刷，如图所示．
电动机转动的部分(如线圈)叫__转__子_____，固定不动的部分(如
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第1节 磁场中的通电导线
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1. 知 道 通 电 导 线 在 磁 场 中 受 到 的 作 用 力 称 为 安 培 力． 2.知道影响安培力大小和方向的因素．知道左手 定则和安培力大小的计算公式．能用左手定则判断安培力的 方向，能计算在匀强磁场中，当通电导线与磁场方向垂直时 安培力的大小．(重点＋难点) 3.了解线圈在磁场中的运动情 况，以及磁电式仪表的工作原理和电动机的工作原理．
F
(4)从安培力的角度给出磁感应强度的定义：B＝___I_l _____．
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有人根据公式 B＝IFl认为“磁感应强度 B 与 F 成正比，与 Il 成反比”这种观点对吗？ 提示：不对．某点的磁感应强度由磁场本身决定．公式 B＝IFl 只是反映了数值关系.
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命题视角 2 对安培力方向的判断 (多选)如图中，表示电流 I 的方向、磁场 B 的方向和
磁场对电流作用力 F 的方向关系正确的是( )
[解析] 由左手定则，A 图中磁场对电流作用力 F 的方向应 竖直向上，所以 A 错误，而 B、C、D 都符合左手定则． [答案] BCD
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应用公式 F＝BIl 进行计算时要明确三点： (1)若 B、I、l 两两垂直时，F＝BIl. (2)若 B 与 I(l)夹角为 θ 时，F＝BIlsin θ. (3)以上两种情况中 l 一定是“有效长度”
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2.在一根长为 0.2 m 的直导线中通入 2 A 的
安培力大小的范围是 0≤F≤0.2 N，故 B、C、D 均正确，选
A.
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把一根长为 L ＝ 10 cm 的直导线垂 直磁感线方向放入如图所示的匀强磁场中． (1)当导线中通以 I1 ＝ 2 A 的电流时，导线 受到的安培力大小为 1.0×10－7 N，试求该磁场的磁感应强度 的大小 B. (2)若该导线中通以 I2 ＝ 3 A 的电流，试求此时导线所受安 培力大小 F，并判断安培力的方向．
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一、会动的导线 1．安培力定义：通电导线在磁场中受到的作用力称为 __安__培__力___． 2．安培力方向：可以用左手定则来判定，伸开左手，四指与 拇指在同一平面内并相互垂直，让磁感线垂直穿过手心， ___四__指____指向电流的方向，则___拇__指____所指的方向就是安 培力的方向．
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1．由左手定则可判定 F⊥I，F⊥B，但 B 与 I 不一定垂直， 即安培力的方向总是垂直于磁场方向和电流方向所决定的平 面．在判断时，首先确定磁场与电流所决定的平面，从而判 断出安培力的方向． 2．若已知 B、I 方向，安培力的方向唯一确定；但若已知 B(或 I)与安培力的方向，I(或 B)的方向不唯一． 3．注意区别安培力的方向和电场力的方向与场的方向的关 系．安培力的方向总是与磁场的方向垂直，而电场力的方向 与电场的方向平行．
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3．安培力的大小
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(1)实验表明，如图所示．通电导线所受的安培力大小与磁感
应强度、电流大小以及磁场中垂直磁场方向导线的长度有关．
(2)进一步实验研究表明：在匀强磁场中，当通电导线与磁场
方向垂直时，安培力的大小等于电流、磁感应强度和导线长
度的乘积．
(3)公式表达：F＝___B_I_l____．
永久磁铁和电动机的外壳)叫___定__子____．
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对安培力的理解和方向判断 安培力的方向既跟磁感应强度的方向垂直，又跟电流方向垂 直．三个方向之间的关系可以用左手定则来判定：伸开左手， 使拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一个平面内，让 磁感线穿入手心，并使四指指向电流的方向，那么，拇指所 指的方向就是通电导线所受安培力的方向．
4.两根通电导线之间的相互作用力：两同向电流间的安培力 是___吸__引____力，两反向电流间的安培力是___排__斥____力． 二、会动的线圈 1．通电线圈在磁场中会转动：线圈与磁场平行放置，当线圈 通有电流时，与磁场垂直的两个边会受到__安__培__力___作用，根 据左手定则判断知，两个力方向相反，使线圈绕中心轴转动． 2．如图所示，磁电式电流计就是根据这一原理制成的．第一 个磁电式电流计是__安__培_____制作的，由此实现了电流的定量 测量．
解析：选 B.根据பைடு நூலகம்手定则判断可知，A 中受力向下，C 中受 力向下，D 中受力向下，都错误，只有 B 项中方向正确．
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安培力大小的计算 1．影响安培力大小的因素 安培力的决定因素有两个：一个是放入磁场中的一段导体的 Il 的乘积，另一个是磁场本身，即磁场的磁感应强度 B.因而 安培力的改变 (1)通过改变磁感应强度 B 的大小来改变； (2)通过改变通电导线的长短 l 来改变； (3)通过改变通电导线电流 I 的大小来改变； (4)通过改变通电导线在磁场中的放置位置来改变．
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[解析] (1)根据 F＝BIL 得 B＝IFL＝5×10－7 T (2)当导线中电流变化时，导线所处的磁场不变， 则 F＝BIL＝1.5×10－7 N 方向：根据左手定则，导线所受安培力方向垂直于导线向上 [答案] (1)5×10－7T (2)1.5×10－7 N 方向垂直于导线向上
电流，将导线放在磁感应强度为 0.5 T 的匀强磁场中，则导线
受到的安培力的大小不可能是( )
A．0.4 N
B.0.2 N
C．0.1 N
D．0
解析：选 A.当导线与磁场方向垂直时，有效长度 l 最大，安
培力最大，Fmax＝BIl＝0.5×2×0.2 N＝0.2 N．当导线与磁场 方向平行时，有效长度 l＝0 此时安培力最小，Fmin＝0，所以