2磁场对通电导线的作用力学习目标知识脉络1.掌握安培力、左手定则,会判断安培力的方向以及有关安培力的计算.(重点)2.理解磁感应强度的定义和物理意义.(难点)3.理解磁通量及其定义,掌握公式Φ=BS.(难点)[自主预习·探新知][知识梳理]一、安培力磁感应强度1.安培力——磁场对通电导线的作用力(1)定义:人们把磁场对通电导线的作用力叫安培力.(2)因素:与电流大小、导线长度有关,即F=BIL.(导体垂直磁场放置)(3)安培力的方向可用左手定则判定.伸开左手,四指并拢,使拇指与其余四个手指垂直,并处于同一平面内.把手放入磁场中,让磁感线垂直穿过手心,四指指向电流的方向则左手拇指所指的方向就是安培力的方向.2.磁场的定量描述——磁感应强度(1)定义:一段通电直导线放在磁场里所受的安培力F=BIL,其中B与导线中的电流和导线的长度无关,仅与磁场有关,表示磁场的强弱和方向,称为磁感应强度.(2)公式:B=.(3)单位:特斯拉;符号T.(4)磁感应强度的方向与磁场的方向一致.二、磁通量1.定义:在匀强磁场中,有一个与磁感线方向垂直的平面.我们把磁感应强度B与面积S的乘积叫作穿过这个面的磁通量,简称磁通,用符号Φ表示.2.表达式:Φ=BS.3.单位:韦伯,简称韦,符号Wb,1Wb=1T·m2.4.磁感应强度也称为磁通密度.[基础自测]1.思考判断(1)当通电直导线垂直于磁感应强度方向时,安培力的方向和磁感应强度方向相同.()(2)已知磁场方向和电流方向判定安培力的方向用左手,若已知磁场方向和安培力的方向,判定电流的方向用右手.()(3)只要电流的方向不与磁场平行,电流就会受到安培力.()(4)磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量.()(5)若穿过某平面的磁通量为零,则该处的磁感应强度一定为零.()(6)磁通量有大小,有正负、它是矢量.()【提示】(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×(6)×2.下列各图中,表示磁场方向、电流方向及导线所受安培力方向的相互关系,其中正确的是()C[A图,电流的方向向上,让磁场垂直于掌心向里穿过,根据左手定则可得,安培力的方向向左,故A错误;B图,电流的方向与磁场的方向平行,电流不受到安培力的作用,故B错误;C图,电流的方向向右,让磁场垂直于掌心向里穿过,根据左手定则可得,安培力的方向向上,故C正确;D图,电流的方向向里,让磁场垂直于掌心选项穿过,根据左手定则可得,安培力的方向向左,故D错误;故选:C.]3.如图221所示,长度为L的通电直导线位于匀强磁场中,导线与磁场方向垂直.当导线中的电流为I时,导线所受安培力的大小为F.则该匀强磁场的磁感应强度大小为()【导学号:37032037】图221A.B.C.FILD.FIA[电流与磁场垂直,安培力最大,为F,电流大小为I,长度为L,故磁感应强度大小为:B=,故B、C、D错误,A正确;故选A.]4.将面积为0.50m2的单匝线圈放在磁感应强度为2.0×102T的匀强磁场中,线圈与磁场垂直,下列说法正确的是()A.穿过线圈的磁通量为0B.穿过线圈的磁通量为100WbC.穿过线圈的磁通量为200WbD.穿过线圈的磁通量为400WbB[当线圈平面与磁感线垂直时,穿过线圈的磁通量:Φ=BS=2.0×102×0.50Wb=1.0×102Wb,故B正确.][合作探究·攻重难]安培力的大小和方向1.安培力大小的计算(1)若B与I(L)垂直时,F=BIL,此时所受的安培力最大;(2)若B与I(L)平行时,F=0;(3)在计算安培力时,若放入磁场中的导线是弯曲导线,其安培力求解时应用其长度的有效值,即两端点所连直线的长度.如图222所示:图222(4)当导线方向与磁场方向斜交时,所受到的安培力介于零和最大值之间.2.安培力方向的判断(1)安培力的方向既与磁场方向垂直,又与电流方向垂直,但磁场方向与电流方向不一定垂直,由此可知安培力的方向总是垂直于磁场和电流所决定的平面.(2)当磁场方向、电流方向、安培力方向两两垂直时,只要已知其中任意两个力的方向,就可以判断第三个力的方向.(3)当不能确定磁场方向和电流方向是否垂直时,若已知磁场方向(或电流方向)与安培力的方向,电流方向(或磁场方向)不唯一.将长度为20cm、通有0.1A电流的直导线放入一匀强磁场中,电流与磁场的方向如图223所示,已知磁感应强度为1T.试求出下列各图中导线所受...