8/9第1章安培力與洛倫茲力第1節(jié)安培力及其應(yīng)用核心素養(yǎng)目標(biāo)物理觀念1.知道公式F＝IlB的適用條件，并能計(jì)算安培力的大小。2.會(huì)用左手定則判定安培力的方向。3.知道電流表的基本構(gòu)造及其測(cè)量電流大小和方向的基本原理科學(xué)思維體會(huì)安培力公式的物理意義，并能進(jìn)行有關(guān)安培力的計(jì)算科學(xué)態(tài)度與責(zé)任能用安培力解釋一些物理現(xiàn)象，體會(huì)安培力在生產(chǎn)、生活、科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用知識(shí)點(diǎn)一安培力1.安培力：磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力稱為。2.安培力的大小和方向（1）方向判斷定則：伸開，拇指與其余四指垂直，且都與手掌處于同一平面內(nèi)，讓垂直穿過手心，四指指向的方向，此時(shí)拇指所指的方向即為的方向，如圖所示。（2）安培力的大?。涸趧驈?qiáng)磁場(chǎng)中，電流的方向與磁場(chǎng)方向時(shí)，通電直導(dǎo)線受到的安培力F與電流I和直導(dǎo)線長(zhǎng)度l的乘積成正比。（3）表達(dá)式：F＝，式中電流的單位為安培（A），直導(dǎo)線長(zhǎng)度的單位為米（m），磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位為，安培力的單位為牛頓（N）。知識(shí)點(diǎn)二安培力的應(yīng)用1.電流計(jì)的構(gòu)造特點(diǎn)（1）構(gòu)造：磁鐵、鐵芯、線圈、游絲、指針。（如圖甲所示）（2）特點(diǎn)：兩極間的極靴和極靴中間的鐵質(zhì)圓柱，使極靴與圓柱間的磁場(chǎng)都沿方向均勻分布，使線圈平面都與磁感線，使表盤刻度。（如圖乙所示）2.原理（1）通電線圈在磁場(chǎng)中受作用發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。游絲變形，反抗線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)。（2）線圈偏轉(zhuǎn)的角度越大，被測(cè)電流就，所以根據(jù)線圈偏轉(zhuǎn)角度的大小，可以確定被測(cè)電流的；根據(jù)線圈偏轉(zhuǎn)的方向，可以知道被測(cè)電流的?！厩榫八急妗侩姶排谑抢秒姶虐l(fā)射技術(shù)制成的一種先進(jìn)動(dòng)能殺傷武器。兩條導(dǎo)軌平行放置，磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直導(dǎo)軌平面，兩導(dǎo)軌之間的金屬棒上固定彈體，導(dǎo)軌之間通過如圖所示的電流時(shí)，金屬棒在安培力作用下被加速。與傳統(tǒng)的火藥推動(dòng)的大炮相比，電磁炮可大大提高彈體的發(fā)射速度和射程。（1）安培力的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直。（）（2）安培力的方向與金屬棒垂直。（）（3）安培力的大小僅由電流、磁感應(yīng)強(qiáng)度兩個(gè)因素決定。（）（4）要提升電磁炮的威力可以保持導(dǎo)軌寬度不變，增大磁感應(yīng)強(qiáng)度，減小回路電流。（）（5）電磁炮發(fā)射過程中電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和內(nèi)能。（）要點(diǎn)一安培力方向的理解及判斷【探究】觀察安培力的方向的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。請(qǐng)思考下列問題：（1）實(shí)驗(yàn)中上下交換磁極的位置改變磁場(chǎng)的方向，觀察導(dǎo)體棒擺動(dòng)方向是否改變。（2）實(shí)驗(yàn)中改變導(dǎo)體棒中電流的方向，觀察導(dǎo)體棒擺動(dòng)方向是否改變。（3）從俯視的角度觀察這幅實(shí)驗(yàn)圖，圖中已經(jīng)畫出了磁場(chǎng)的方向，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出電流方向和安培力方向?！練w納】1.安培力方向的特點(diǎn)（1）F⊥B，F(xiàn)⊥I，即F垂直于B、I決定的平面。（2）當(dāng)電流方向跟磁場(chǎng)方向不垂直時(shí)，安培力的方向仍垂直電流與磁場(chǎng)所決定的平面，所以仍可用左手定則來判斷安培力的方向，只是磁感線不再垂直穿過手心。2.安培定則和左手定則的區(qū)別（1）安培定則確定的是電流方向和由電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向之間的關(guān)系。（2）左手定則確定的是磁場(chǎng)方向、電流方向和電流所受磁場(chǎng)的作用力（安培力）的方向之間的關(guān)系?！镜淅?】（多選）圖中裝置可演示磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用。電磁鐵上下兩磁極之間某一水平面內(nèi)固定兩條平行金屬導(dǎo)軌，L是置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌垂直的金屬桿。當(dāng)電磁鐵線圈兩端a、b，導(dǎo)軌兩端e、f，分別接到兩個(gè)不同的直流電源上時(shí)，L便在導(dǎo)軌上滑動(dòng)，下列說法正確的是（）A.若a接正極，b接負(fù)極，e接正極，f接負(fù)極，則L向右滑動(dòng)B.若a接正極，b接負(fù)極，e接負(fù)極，f接正極，則L向右滑動(dòng)C.若a接負(fù)極，b接正極，e接正極，f接負(fù)極，則L向左滑動(dòng)D.若a接負(fù)極，b接正極，e接負(fù)極，f接正極，則L向左滑動(dòng)嘗試解答1.下列選項(xiàng)中，標(biāo)出了磁場(chǎng)的方向、通電直導(dǎo)線中電流I的方向，以及通電直導(dǎo)線所受安培力F的方向，其中正確的是（）2.一根容易形變的彈性導(dǎo)線，兩端固定。導(dǎo)線中通有電流，方向如選項(xiàng)圖中箭頭所示。當(dāng)沒有磁場(chǎng)時(shí)，導(dǎo)線呈直線狀態(tài)；當(dāng)分別加上方向豎直向上、水平向右或垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，描述導(dǎo)線狀態(tài)的四個(gè)選項(xiàng)中正確的是（）3.截面為正方形的絕緣彈性長(zhǎng)管中心有一固定長(zhǎng)直導(dǎo)線，長(zhǎng)管外表面固定著對(duì)稱分布的四根平行長(zhǎng)直導(dǎo)線。若中心直導(dǎo)線通入電流I1，四根平行直導(dǎo)線均通入電流I2，I1≥I2，電流方向如圖所示。下列截面圖中可能正確表示通電后長(zhǎng)管發(fā)生形變的是（）要點(diǎn)二安培力大小的分析與計(jì)算【探究】從前面的學(xué)習(xí)中我們已經(jīng)知道，垂直于磁場(chǎng)B放置長(zhǎng)為l的一段導(dǎo)線，當(dāng)通過的電流為I時(shí)，它受到的安培力F＝BIl，這時(shí)導(dǎo)線受到的安培力最大，試討論下面兩種情況下安培力的大小。（1）當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與導(dǎo)線方向平行時(shí)，安培力的大小是多少。（2）當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與導(dǎo)線方向成θ角時(shí)，B垂直于I方向的分量以及這種情況下安培力的大小分別是多少?！練w納】1.當(dāng)磁場(chǎng)方向和電流方向垂直時(shí)，安培力大小應(yīng)用公式F＝BIl計(jì)算，但要注意：l是有效長(zhǎng)度，其數(shù)值等于處于磁場(chǎng)中的通電導(dǎo)線兩端點(diǎn)間的距離。2.如圖甲所示，直角形折線abc中通入電流I，ab＝bc＝l，折線所在平面與勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B垂直，abc受安培力等效于ac（通有a→c的電流I）所受的安培力，即F＝2BIl，方向?yàn)樵诩埫鎯?nèi)垂直于ac斜向上。同理推知：如圖乙所示，半徑為R的半圓形通電導(dǎo)線所受安培力F＝2BIR；如圖丙所示閉合的通電導(dǎo)線框所受安培力F＝0?！镜淅?】（2024·高二下浙江期中）長(zhǎng)度為L(zhǎng)、通有電流為I的直導(dǎo)線放入一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電流方向與磁場(chǎng)方向如圖甲、乙、丙、丁所示，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，對(duì)于下列各圖中，導(dǎo)線所受安培力的大小計(jì)算正確的是（）A.圖甲中F＝BILcosθ B.圖乙中F＝BILcosθC.圖丙中F＝BILsinθ D.圖丁中F＝BILsinθ嘗試解答1.如圖所示，導(dǎo)線框中電流為I，導(dǎo)線框垂直于磁場(chǎng)放置，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，AB與CD相距為d，則MN所受安培力大小為（）A.BId B.BIdsinθC.BIdsinθ D.BIdcos2.（多選）（2021·浙江6月選考）如圖所示，有兩根用超導(dǎo)材料制成的長(zhǎng)直平行細(xì)導(dǎo)線a、b，分別通以80A和100A流向相同的電流，兩導(dǎo)線構(gòu)成的平面內(nèi)有一點(diǎn)p，到兩導(dǎo)線的距離相等。下列說法正確的是（）A.兩導(dǎo)線受到的安培力Fb＝125FaB.導(dǎo)線所受的安培力可以用F＝IlB計(jì)算C.移走導(dǎo)線b前后，p點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向改變D.在離兩導(dǎo)線所在的平面有一定距離的有限空間內(nèi)，不存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為零的位置3.如圖所示，直角三角形閉合線框abc處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，∠acb＝30°，磁場(chǎng)垂直線框平面向里，線框中通入順時(shí)針方向電流時(shí)，下列說法正確的是（）A.ab邊受到的安培力向右B.ac邊受到的安培力與ab邊受到的安培力大小相等C.ab邊與bc邊受到的安培力的合力大于ac邊受到的安培力D.整個(gè)線框所受的安培力的合力為零要點(diǎn)三安培力作用下導(dǎo)體的平衡和加速問題【探究】一通電導(dǎo)線放置于光滑的斜面上，分別施加如圖甲、乙、丙、丁所示的四種情況的磁場(chǎng)，請(qǐng)畫出金屬棒的受力圖。并指出哪些情況導(dǎo)體棒可能保持靜止不動(dòng)?！練w納】1.分析導(dǎo)體在磁場(chǎng)中平衡和加速問題的基本思路（1）確定要研究的導(dǎo)體。（2）按照已知力→重力→安培力→彈力→摩擦力的順序，對(duì)導(dǎo)體受力分析。（3）分析導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)情況。（4）根據(jù)平衡條件或牛頓第二定律列式求解。2.受力分析需要注意視圖轉(zhuǎn)換對(duì)于安培力作用下的力學(xué)問題，導(dǎo)體棒的受力往往分布在三維空間的不同方向上，這時(shí)應(yīng)利用俯視圖、剖面圖或側(cè)視圖等，變立體圖為二維平面圖?！镜淅?】如圖所示，一長(zhǎng)為10cm的金屬棒ab用兩個(gè)完全相同的彈簧水平地懸掛在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中；磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0.1T，方向垂直于紙面向里；彈簧上端固定，下端與金屬棒絕緣。金屬棒通過開關(guān)與一電動(dòng)勢(shì)為12V的電池相連，電路總電阻為2Ω。已知開關(guān)斷開時(shí)兩彈簧的伸長(zhǎng)量為0.5cm；閉合開關(guān)，系統(tǒng)重新平衡后，兩彈簧的伸長(zhǎng)量與開關(guān)斷開時(shí)相比均改變了0.3cm。重力加速度大小取10m/s2。判斷開關(guān)閉合后金屬棒所受安培力的方向，并求出金屬棒的質(zhì)量。思路點(diǎn)撥金屬棒在安培力作用下處于平衡狀態(tài)，由開關(guān)斷開和閉合兩種狀態(tài)，可分別列受力平衡表達(dá)式聯(lián)立求解。嘗試解答1.如圖所示，傾斜導(dǎo)軌寬為l，與水平面成α角，處在方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬桿ab水平放在導(dǎo)軌上。當(dāng)回路電流強(qiáng)度為I時(shí)，金屬桿ab所受安培力F（）A.方向垂直ab桿沿斜面向上 B.方向垂直ab桿水平向右C.F＝BIlcosα D.F＝BIlsinα2.如圖所示，力傳感器固定在天花板上，邊長(zhǎng)為l的正方形勻質(zhì)導(dǎo)線框abcd用不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)絕緣細(xì)線懸掛于力傳感器的測(cè)力端，導(dǎo)線框與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直，線框的bcd部分處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，b、d兩點(diǎn)位于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的水平邊界線上。若在導(dǎo)線框中通以大小為I、方向如圖所示的恒定電流，導(dǎo)線框處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，力傳感器的示數(shù)為F1，只改變電流方向，其它條件不變，力傳感器的示數(shù)為F2，該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為（）A.F2－F1C.2（F2－要點(diǎn)四安培力作用下導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向的判斷1.判斷導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)情況的常規(guī)思路（1）不管是電流還是磁體，對(duì)通電導(dǎo)體的作用都是通過磁場(chǎng)來實(shí)現(xiàn)的，因此必須要清楚導(dǎo)體所在位置的磁場(chǎng)分布情況。（2）結(jié)合左手定則準(zhǔn)確判斷導(dǎo)體所受安培力的方向。（3）由導(dǎo)體的受力情況判定導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向。2.分析導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)情況的幾種常用方法電流元法把整段導(dǎo)體分為多段電流元，先用左手定則判斷每段電流元所受安培力的方向，然后判斷整段導(dǎo)體所受安培力的方向，從而確定導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向等效法環(huán)形電流可等效成小磁針，通電螺線管可以等效成條形磁鐵或多個(gè)環(huán)形電流（反過來等效也成立），然后根據(jù)磁體間或電流間的作用規(guī)律判斷特殊位置法通過轉(zhuǎn)動(dòng)通電導(dǎo)體到某個(gè)便于分析的特殊位置，判斷其所受安培力的方向，從而確定其運(yùn)動(dòng)方向結(jié)論法兩平行直線電流在相互作用過程中，無轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)，同向電流互相吸引，反向電流互相排斥；不平行的兩直線電流相互作用時(shí)，有轉(zhuǎn)到平行且電流方向相同的趨勢(shì)轉(zhuǎn)換研究對(duì)象法定性分析磁體在電流磁場(chǎng)作用下如何運(yùn)動(dòng)的問題，可先分析電流在磁體磁場(chǎng)中所受的安培力，然后由牛頓第三定律，確定磁體所受電流磁場(chǎng)的反作用力，從而確定磁體所受合力及其運(yùn)動(dòng)方向【典例4】如圖所示，把一重力不計(jì)的通電直導(dǎo)線AB水平放在蹄形磁鐵磁極的正上方，導(dǎo)線可以在空間自由運(yùn)動(dòng)，當(dāng)導(dǎo)線通以圖示方向電流I時(shí)，導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)情況是（從上往下看）（）A.順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)下降B.順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)上升C.逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)下降D.逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)上升思路點(diǎn)撥嘗試解答規(guī)律方法判斷安培力作用下通電導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向的思路（1）首先應(yīng)畫出通電導(dǎo)體（或通電線圈）所在位置的磁感線方向。（2）根據(jù)左手定則確定通電導(dǎo)體（或通電線圈）所受安培力的方向。（3）由通電導(dǎo)體（或通電線圈）的受力情況判斷通電導(dǎo)體（或通電線圈）的運(yùn)動(dòng)方向。1.用兩根細(xì)線把兩個(gè)完全相同的圓形導(dǎo)線環(huán)懸掛起來，讓二者等高平行放置，如圖所示，當(dāng)兩導(dǎo)線環(huán)中通入方向相同的電流I1、I2時(shí)，則有（）A.兩導(dǎo)線環(huán)相互吸引 B.兩導(dǎo)線環(huán)相互排斥C.兩導(dǎo)線環(huán)無相互作用力 D.兩導(dǎo)線環(huán)先吸引后排斥2.一個(gè)可以自由運(yùn)動(dòng)的線圈L1和一個(gè)固定的線圈L2互相絕緣垂直放置，且兩個(gè)線圈的圓心重合，如圖所示。當(dāng)兩線圈中通以圖示方向的電流時(shí)，從左向右看，線圈L1將（）A.不動(dòng) B.順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)C.逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) D.向紙面內(nèi)平動(dòng)3.（多選）如圖所示，一條形磁鐵放在水平桌面上，在其左上方固定一根與磁鐵垂直的長(zhǎng)直導(dǎo)線，當(dāng)導(dǎo)線通以垂直紙面向里方向的電流時(shí)，下列判斷正確的是（）A.磁鐵對(duì)桌面的壓力增大，且受到向左的摩擦力作用B.磁鐵對(duì)桌面的壓力減小，且受到向右的摩擦力作用C.若將導(dǎo)線移至磁鐵中點(diǎn)的正上方，電流反向，則磁鐵對(duì)桌面的壓力會(huì)減小D.若將導(dǎo)線移至磁鐵中點(diǎn)的正上方，電流反向，則磁鐵對(duì)桌面的壓力會(huì)增大要點(diǎn)回眸1.關(guān)于通電直導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中所受的安培力，下列說法正確的是（）A.安培力的方向可以不垂直于直導(dǎo)線B.安培力的方向總是垂直于磁場(chǎng)的方向C.安培力的大小與通電直導(dǎo)線和磁場(chǎng)方向的夾角無關(guān)D.將直導(dǎo)線從中點(diǎn)折成直角，安培力的大小一定變?yōu)樵瓉淼囊话?.如圖所示，菱形線框abcd由四根完全相同的導(dǎo)體棒連接而成，固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，菱形所在平面與磁場(chǎng)方向垂直，現(xiàn)將直流電源E連接在菱形線框的a、c兩點(diǎn)之間，此時(shí)導(dǎo)體棒ab所受安培力大小為F，若每根導(dǎo)體棒長(zhǎng)度均為l，a、c兩點(diǎn)間距離為1.5l，則菱形線框abcd所受安培力的大小為（）A.FB.2FC.3FD.4F3.長(zhǎng)為l的通電直導(dǎo)線放在傾角為θ的光滑斜面上，并處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖所示，當(dāng)B方向豎直向上，電流為I1時(shí)導(dǎo)體處于平衡狀態(tài)，若B方向改為垂直斜面向上，則電流為I2時(shí)導(dǎo)體處于平衡狀態(tài)，電流比值I1I2為A.1cosθ B.cosθ C.sinθ D4.如圖所示，金屬棒MN兩端由等長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)線水平懸掛，處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，棒中通以由M向N方向的電流，平衡時(shí)兩細(xì)線與豎直方向夾角均為θ。如果僅改變下列某一個(gè)條件，θ角的相應(yīng)變化情況是（）A.棒中的電流變大，θ角變大B.兩細(xì)線等長(zhǎng)變短，θ角變小C.金屬棒質(zhì)量變大，θ角變大D.磁感應(yīng)強(qiáng)度變大，θ角變小第1節(jié)安培力及其應(yīng)用【基礎(chǔ)知識(shí)·準(zhǔn)落實(shí)】知識(shí)點(diǎn)一1.安培力2.（1）左手左手磁感線電流安培力（2）垂直（3）IlB特斯拉（T）知識(shí)點(diǎn)二1.（2）半徑平行均勻2.（1）安培力（2）越大大小方向情景思辨（1）√（2）√（3）×（4）×（5）√【核心要點(diǎn)·快突破】要點(diǎn)一知識(shí)精研【探究】提示：（1）是。（2）是。（3）電流和磁場(chǎng)方向如圖所示?！镜淅?】BD若a接正極，b接負(fù)極，由安培定則（右手螺旋定則）知電磁鐵上下兩磁極間磁場(chǎng)方向向上，e接正極，f接負(fù)極，由左手定則知L受到的安培力向左，e接負(fù)極，f接正極，L受到的安培力向右，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；同理，若a接負(fù)極，b接正極，磁場(chǎng)方向向下，e接正極，f接負(fù)極，L所受的安培力向右，e接負(fù)極，f接正極，L所受的安培力向左，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。素養(yǎng)訓(xùn)練1.C由通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的受力情況和左手定則可知，選項(xiàng)C正確。2.D根據(jù)左手定則可判斷出A選項(xiàng)中導(dǎo)線所受安培力為零，B選項(xiàng)中導(dǎo)線所受安培力垂直紙面向里，C、D選項(xiàng)中導(dǎo)線所受安培力向右，由導(dǎo)線受力以后的彎曲方向與受力方向的關(guān)系可知，選項(xiàng)D正確。3.C因I1≥I2，則可不考慮四個(gè)邊上的直導(dǎo)線之間的相互作用。兩根導(dǎo)線通以同向電流時(shí)，受到的安培力表現(xiàn)為引力，兩根導(dǎo)線通以反向電流時(shí)，受到的安培力表現(xiàn)為斥力，故長(zhǎng)管變形后的形狀為C選項(xiàng)中的情況。要點(diǎn)二知識(shí)精研【探究】提示：（1）此時(shí)導(dǎo)線受到的安培力最小，為零。（2）Bsinθ；BIlsinθ?！镜淅?】A圖甲中，導(dǎo)線不和磁場(chǎng)方向垂直，故將導(dǎo)線投影到垂直于磁場(chǎng)方向上，則F＝BILcosθ，故A正確；圖乙中，導(dǎo)線和磁場(chǎng)方向垂直，故F＝BIL，故B錯(cuò)誤；圖丙中，導(dǎo)線和磁場(chǎng)方向垂直，故F＝BIL，故C錯(cuò)誤；圖丁中，導(dǎo)線和磁場(chǎng)方向垂直，故F＝BIL，故D錯(cuò)誤。素養(yǎng)訓(xùn)練1.CMN的有效長(zhǎng)度為dsinθ，則MN所受安培力大小為F＝BIdsin2.BCD兩導(dǎo)線受到的安培力是相互作用力，大小相等，故A錯(cuò)誤；因?yàn)榇艌?chǎng)與導(dǎo)線垂直，導(dǎo)線所受的安培力可以用F＝IlB計(jì)算，故B正確；移走導(dǎo)線b前，b的電流較大，則p點(diǎn)磁場(chǎng)方向與b產(chǎn)生磁場(chǎng)方向同向，垂直紙面向里，移走導(dǎo)線b后，p點(diǎn)磁場(chǎng)方向與a產(chǎn)生磁場(chǎng)方向相同，垂直紙面向外，故C正確；在離兩導(dǎo)線所在的平面有一定距離的有限空間內(nèi)，兩導(dǎo)線在任意點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)均不在同一條直線上，所以不存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為零的位置，故D正確。3.D根據(jù)左手定則可知ab邊受到的安培力向左，A錯(cuò)誤；ac邊受到的安培力Fac＝BIlac，ab邊受到的安培力Fab＝BIlab，因?yàn)閘ac＞lab，故ac邊受到的安培力大于ab邊受到的安培力，B錯(cuò)誤；根據(jù)安培力大小的計(jì)算公式可知，線框三邊受到的安培力的大小與三邊長(zhǎng)度成正比，又根據(jù)左手定則可知線框三邊受到的安培力的方向，易知線框三邊受到的安培力構(gòu)成一個(gè)三角形，因此整個(gè)線框所受的安培力的合力為零，故ab邊與bc邊受到的安培力的合力大小等于ac邊受到的安培力大小，C錯(cuò)誤，D正確。要點(diǎn)三知識(shí)精研【探究】提示：受力分析如圖所示，甲、乙、丁圖可能受力平衡，保持靜止，丙圖不可能受力平衡?！镜淅?】安培力的方向豎直向下0.01kg解析：依題意，開關(guān)閉合后，電流方向從b到a，由左手定則可知，金屬棒所受的安培力方向豎直向下。開關(guān)斷開時(shí)，兩彈簧各自相對(duì)于其原長(zhǎng)伸長(zhǎng)了Δl1＝0.5cm。由胡克定律和力的平衡條件得2kΔl1＝mg ①式中，m為金屬棒的質(zhì)量，k是彈簧的勁度系數(shù)，g是重力加速度的大小。開關(guān)閉合后，金屬棒所受安培力的大小為F＝IlB ②式中，I是回路電流，l是金屬棒的長(zhǎng)度。兩彈簧各自再伸長(zhǎng)了Δl2＝0.3cm，由胡克定律和力的平衡條件得2k（Δl1＋Δl2）＝mg＋F ③由閉合電路歐姆定律知E＝IR ④式中，E是電池的電動(dòng)勢(shì)，R是電路總電阻。聯(lián)立①②③④式，并代入題給數(shù)據(jù)得m＝0.01kg。素養(yǎng)訓(xùn)練1.B由題圖知電流方向由b→a且與磁場(chǎng)方向垂直，根據(jù)左手定則可知安培力方向垂直ab桿水平向右，由安培力計(jì)算公式可得F＝BIl，故選B。2.C線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的有效長(zhǎng)度為2l，當(dāng)電流方向?yàn)轭}圖所示方向時(shí)，由平衡條件得F1＋2BIl＝mg ①改變電流方向后，安培力方向豎直向下，有F2＝mg＋2BIl ②聯(lián)立①②得B＝2（F2要點(diǎn)四知識(shí)精研【典例4】C如圖所示，將導(dǎo)線AB分成左、中、右三部分。中間一段開始時(shí)電流方向與磁場(chǎng)方向一致，不受力；左端一段所在處的磁場(chǎng)方向斜向上，根據(jù)左手定則其受力方向向外；右端一段所在處的磁場(chǎng)方向斜向下，受力方向向里。當(dāng)轉(zhuǎn)過一定角度時(shí)，中間一段電流不再與磁場(chǎng)方向平行，由左手定則可知其受力方向向下，所以從上往下看導(dǎo)線將一邊逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，一邊向下運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C正確。素養(yǎng)訓(xùn)練1.A通電的導(dǎo)線環(huán)周圍能夠產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的基本性質(zhì)是對(duì)放入其中的磁體或通電導(dǎo)線產(chǎn)生力的作用。由于導(dǎo)線環(huán)中通入的電流方向相同，二者同位置處的電流方向完全相同，相當(dāng)于通入同向電流的直導(dǎo)線，根據(jù)同向電流相互吸引的規(guī)律知兩導(dǎo)線環(huán)應(yīng)相互吸引，故A正確。2.B方法一電流元法把線圈L1分成上、下兩部分，每一部分又可以看成無數(shù)段直線電流元，電流元處在L2產(chǎn)生的磁場(chǎng)中。根據(jù)安培定則可知各電流元所在處的磁場(chǎng)方向向上，由左手定則可得，上半部分電流元所受安培力均指向紙外，下半部分電流元所受安培力均指向紙內(nèi)，因此從左向右看，線圈L1將順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。方法二等效法把線圈L1等效為小磁針，該小磁針剛好處于環(huán)形電流I2的中心，通電后，小磁針的N極應(yīng)指向該點(diǎn)環(huán)形電流I2的磁場(chǎng)方向。由安培定則知L2產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向在其中心處豎直向上，而L1等效成小磁針后轉(zhuǎn)動(dòng)前，N極指向紙內(nèi)，因此小磁針的N極應(yīng)由指向紙內(nèi)轉(zhuǎn)為向上，所以從左向右看，線圈L1將順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。方法三結(jié)論法環(huán)形電流I1、I2之間不平行，則必有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，直到兩環(huán)形電流同向平行為止。據(jù)此可得，從左向右看，線圈