《2025年步步高精准讲练物理选择性必修第二册》

一、安培力的方向
按照如图所示装置进行如下实验，并思考有关问题：

1. 接通电源后会观察到原来静止的导体棒发生了摆动，其原因是什么？
通电导体棒受到磁场对它的安培力作用
2. 交换磁极位置以改变磁场方向，导体棒受力方向是否改变？
是
3. 改变导体棒中电流的方向，导体棒受力方向是否改变？
是
4. 通电导体棒在磁场中受力方向与哪些因素有关？请尝试把以上三种情况下磁场方向、电流方向、导体受力方向画出来，并进行归纳分析，找出规律。
与磁场方向和电流方向有关；规律为左手定则（伸开左手，拇指与四指垂直且共面，磁感线穿掌心，四指指电流方向，拇指指安培力方向）。

答案： 1. 通电导体棒受到磁场对它的安培力作用；2. 是；3. 是；4. 与磁场方向和电流方向有关；规律为左手定则（伸开左手，拇指与四指垂直且共面，磁感线穿掌心，四指指电流方向，拇指指安培力方向）。

「梳理与总结」
1. 安培力：________在磁场中受的力。
2. 安培力的方向与________、________有关。
3. 左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线________，并使四指指向________，这时________所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。
说明：安培力方向既________于电流方向，又________于磁场方向，即________于电流$I$和________所决定的平面。

答案： 1. 通电导线
2. 磁场方向；电流方向
3. 从掌心进入；电流的方向；拇指；垂直；垂直；垂直；$\vec{B}$

1. 两条平行的通电直导线通过磁场会发生相互作用，分析甲、乙图中两导线受力情况（图中箭头方向为电流方向），你能得出什么结论？

在甲图中，两条导线电流方向相同，根据左手定则判断，两条导线所受安培力方向均指向对方，即相互吸引；
在乙图中，两条导线电流方向相反，根据左手定则判断，两条导线所受安培力方向均背离对方，即相互排斥。
结论：当两条平行通电直导线中电流方向相同时，两导线相互吸引；当电流方向相反时，两导线相互排斥。

答案： 在甲图中，两条导线电流方向相同，根据左手定则判断，两条导线所受安培力方向均指向对方，即相互吸引；
在乙图中，两条导线电流方向相反，根据左手定则判断，两条导线所受安培力方向均背离对方，即相互排斥。
结论：当两条平行通电直导线中电流方向相同时，两导线相互吸引；当电流方向相反时，两导线相互排斥。

2. 当电流方向和磁场方向不垂直时（夹角为$\theta$），如何判定安培力的方向呢？
将磁场方向分解为垂直于电流方向的分量$B_{\perp}=B\sin\theta$和平行于电流方向的分量$B_{//}=B\cos\theta$；平行分量$B_{//}$对电流无安培力作用；安培力方向由垂直分量$B_{\perp}$与电流方向根据左手定则判定。

答案： 将磁场方向分解为垂直于电流方向的分量$B_{\perp}=B\sin\theta$和平行于电流方向的分量$B_{//}=B\cos\theta$；平行分量$B_{//}$对电流无安培力作用；安培力方向由垂直分量$B_{\perp}$与电流方向根据左手定则判定。