知識點1 安培力
1．安培力
（1）定義：通電導線在磁場中受到的力．
（2）大小：
①當兩兩垂直時，．若與的夾角為，則．
②彎曲導線的有效長度，等於兩端點所連線段的長度；相應的電流方向，沿由始端流向末端．因為任意形狀的閉合線圈，其有效長度，所以閉合通電線圈在勻強磁場中，受到安培力的向量和一定為零．如圖所示，甲、乙、丙三段導線的形狀和長度不等，但兩端點之間的有效直線距離相等，當通以相同的電流時，在同樣的磁場中安培力大小相等，而丁圖中導線圈閉合，則其安培力合力為零．
③公式的適用條件：一般只適用於勻強磁場．
（3）方向判斷：
①左手定則：伸出左手，使大拇指跟其餘四個手指垂直，並且都跟手掌在同乙個平面內，把手放入磁場中，讓磁感線垂直穿入手心，並使伸開的四指指向電流的方向，那麼，大拇指所指的方向就是通電導體在磁場中受到的安培力的方向．
②同向電流相互吸引，反向電流相互排斥．
（4）特點：，，即垂直於和決定的平面．（注意：和可以有任意夾角）
2．磁電式電流錶
磁電式儀表最基本的組成部分是磁鐵和放在磁鐵兩極之間的線圈．當電流通過線圈時，導線受到安培力的作用．由左手定則可以判定，線圈左右兩邊所受的安培力的方向相反，於是架在軸上的線圈就要轉動．線圈轉動時，圖甲中的螺旋彈簧變形，反抗線圈的轉動．電流越大，安培力就越大，螺旋彈簧的形變也就越大．所以，從線圈偏轉的角度就能判斷通過電流的大小．
從圖乙和圖丙可以看出，安培力總與磁感應強度的方向垂直．為了使電流錶表盤的刻度均勻，兩磁極間裝有極靴，極靴中間又有乙個鐵質圓柱．這樣，極靴與圓柱間的磁場都沿半徑方向，線圈無論轉到什麼位置，它的平面都跟磁感線平行（圖丙），表盤的刻度就是均勻的了．
【安培力】
【例1】 關於通電直導線所受的安培力、磁感應強度和電流三者方向之間的關係，下列說法中正確的是（ ）
a．的三者必定均相互垂直
b．必定垂直於，但不一定垂直於
c．必定垂直於，但不一定垂直於
d．必定垂直於，但不一定垂直於
【例2】 在圖中，表示電流、磁場和磁場對電流作用力三者的方向關係正確的是（ ）
【例3】 在如圖所示各圖中，表示磁場方向、電流方向及導線受力方向的圖示正確的是
【例4】 一段通電導線，放在同一勻強磁場中的四個不同的位置，如圖所示，則（ ）
a．情況下導線不受安培力
b．情況下導線都不受安培力
c．情況下導線受的安培力大於情況下導線受的安培力
d．情況下，導線受的安培力大小相等
【例5】 一根容易形變的彈性導線，兩端固定導線中通有電流，方向如圖中箭頭所示．當沒有磁場時，導線呈直線狀態：當分別加上方向豎直向上、水平向右或垂直於紙面向外的勻強磁場時，描述導線狀態的四個圖示中正確的是
【例6】 在磁場中某一點放入一通電導線，導線與磁場垂直，導線長，電流為，所受磁場力為．求：
（1）這點的磁感應強度是多大?若電流增加為，所受磁場力為多大?
（2）若讓導線與磁場平行，這點的磁感應強度多大?通電導線受到的磁場力多大?
【例7】 一根長、電流為的通電導線，放在磁感應強度為的勻強磁場中，受到磁場力的大小可能是（ ）
abcd．
【例8】 磁場中某區域的磁感線如圖所示，則（ ）
a．、兩處的磁感應強度的大小不等，
b．、兩處的磁感應強度的大小不等，
c．同一通電導線放在處受力一定比放在處受力大
d．同一通電導線放在處受力一定比放在處受力小
【例9】 如圖，長為的直導線折成邊長相等，夾角為的形，並置於與其所在平面相垂直的勻強磁場中，磁感應強度為，當在該導線中通以電流強度為的電流時，該形通電導線受到的安培力大小為（ ）
a．0bcd．
【磁電式電流錶】
【例1】 關於磁電式電流錶內的磁鐵和鐵芯間的矩形線圈與該磁場的關係，下列正確的有
a．通電線圈旋轉的角度不同，它所在位置的磁感應強度大小也不同
b．不管通電線圈轉到什麼位置，它所在位置的磁感應強度大小都相等
c．通電線圈旋轉的角度不同，它的平面與磁感線的夾角也不同
d．不管通電線圈轉到什麼位置，它的平面都與磁感線相平行
【例2】 磁電式電流錶中通以相同電流時，指標偏轉角度越大，表示電流錶靈敏度越高，若其餘條件都相同，則靈敏度高的電流錶具有（ ）
c． 比較小的通電線圈的橫截面積b．比較「硬」的兩個螺旋彈簧
c．比較少的通電線圈匝數d．比較強的輻向分布的磁場
【例3】 實驗室經常使用的電流錶是磁電式儀表．這種電流錶的構造如圖甲所示．蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是均勻地輻向分布的．當線圈通以如圖乙所示的電流，下列正確的是（ ）
a．線圈轉到什麼角度，它的平面都跟磁感線平行
b．線圈轉動時，螺旋彈簧被扭動，阻礙線圈轉動
c．當線圈轉到如圖乙所示的位置，端受到的安培力方向向上
d．當線圈轉到如圖乙所示的位置，安培力的作用使線圈沿順時針方向轉動
【磁鐵磁場中的導線】
【例1】 如圖所示，一條形磁鐵放在水平桌面上，在磁鐵右上方固定一根與磁鐵垂直的長直導線．當導線中通以由外向內的電流時（ ）
a．磁鐵受到向左的摩擦力，磁鐵對桌面的壓力減小
b．磁鐵受到向右的摩擦力，且對桌面的壓力減小
c．磁鐵受到向左的摩擦力，且對桌面的壓力增大
d．磁鐵不受摩擦力，對桌面的壓力不變
【例2】 如圖所示，一根條形磁棒靜止在斜面上，磁棒中心正上方固定著一根水平直導線，通以垂直於紙面向裡的恆定電流．現將電流的方向改為垂直於紙面向外，電流的大小不變，發現磁棒仍靜止在斜面上，則磁棒對斜面的壓力（ ）
a．增大
b．不變
c．減小
d．缺少條件無法判斷
【例3】 如圖所示，台秤上放一光滑平板，其左邊固定一擋板，一輕質彈簧將擋板和一條形磁鐵連線起來，此時台秤讀數為，現在磁鐵上方中心偏左位置固定一通電導線，電流方向如圖，當加上電流後，台秤讀數為，則以下說法正確的是（ ）
a．，彈簧長度將變長
b．，彈簧長度將變短
c．，彈簧長度將變長
d．，彈簧長度將變短
【例4】 如圖甲所示，把一通電直導線放在蹄形磁鐵磁極的正上方，導線可以自由移動．當導線通過電流時，如果只考慮安培力的作用，則從上往下看，導線的運動情況（ ）
a．順時針方向轉動，同時下降
b．順時針方向轉動，同時上公升
c．逆時針方向轉動，同時下降
d．逆時針方向轉動，同時上公升
【多根通電導線】
【例1】 如圖所示，兩根平行放置的長直導線和載有大小相同，方向相反的電流，受到的磁場力大小為．當加入一與導線所在平面垂直的勻強磁場後，受到的磁場力大小變為，則此時受到的磁場力大小變為（ ）
abcd．
【例2】 在等邊三角形的三個頂點、、處，各有一條長直導線垂直穿過紙面，導線中通有大小相等的恆定電流，方向如圖．過點的導線所受安培力的方向（ ）
a．與邊平行，豎直向上
b．與邊平行，豎直向下
c．與邊垂直，指向左邊
d． 與邊垂直，指向右邊
e． 通電直導線a與圓形通電導線環b固定放置在同一水平面上，通有如圖所示的電流時，通電直導線a受到水平向______的安培力作用．當a、b中電流大小保持不變，但同時改變方向時，通電直導線a受到的安培力方向水平_____．
【例3】 如圖所示，是一條水平放置的固定長直導線，通電電流大小為，方向如圖，是乙個通有電流的與共面的金屬環，圓環在磁場作用下（ ）
a．沿紙面向上運動
b．沿紙面向下運動
c．上半部垂直於紙面向外，下半部垂直於紙面向裡運動
d．上半部垂直於紙面向裡，下半部垂直於紙面向外運動
【例4】 如圖，為圓心，是半徑分別為的同心圓，若處垂直紙面放置一載流直導線，電流垂直紙面向外．用一條導線圍成如圖所示迴路，當迴路中沿圖示方向通以電流時，此迴路將（ ）
a．向左平動
b．在紙面向繞過點垂直於紙面的軸轉動
c．邊向外，邊向裡運動
d．邊向裡，邊向外運動
【平衡問題】
【例1】 如圖所示，一根質量為的金屬棒，用軟線懸掛在磁感應強度為的勻強磁場中，電流方向由，此時懸線張力不為零，欲使懸線張力為零，必須（ ）
a．改變電流方向，並適當增加電流強度
b．不改變電流方向，適當增加電流強度
c．改變磁場方向，並適當增大磁感應強度
d．不改變磁場方向，適當減少磁感應強度
【例2】 質量為的通電細桿置於傾角為的平行導軌上，導軌寬度為，杆與導軌間的摩擦因數為，有電流時恰好在導軌上靜止，如圖所示，下圖是方向觀察時的四個平面圖，標出四種不同的勻強磁場方向，其中杆與導軌間摩擦力可能為零的是（ ）
【例3】 如圖所示，兩根間距為的平行光滑金屬導軌間接有電源，導軌平面與水平面間的夾角．金屬桿垂直導軌放置，導軌與金屬桿接觸良好．整個裝置處於磁感應強度為的勻強磁場中．當磁場方向垂直導軌平面向上時，金屬桿剛好處於靜止狀態．若將磁場方向改為豎直向上，要使金屬桿仍保持靜止狀態，可以採取的措施是（ ）
a．減小磁感應強度
b．調節滑動變阻器使電流減小
c．減小導軌平面與水平面間的夾角
d．將電源正負極對調使電流方向改變
【例4】 如圖所示，通電直導線質量為、長為，水平的放置在傾角為的光滑斜面上，通以圖示方向的電流，電流強度為，要求導線靜止在斜面上．
（1）若磁場的方向豎直向上，則磁感應強度為多大？
（2）若要求磁感應強度最小，則磁感應強度如何？
【例5】 如圖所示，質量、電阻不計的金屬桿放在寬為，傾角為的導軌上，導軌電阻也不計，其上端接電動勢為、內阻為零的直流電源和可變電阻．磁感應強度的勻強磁場豎直向上穿過導軌平面．金屬桿與導軌間的最大靜摩擦力為．欲使棒靜止在導軌上不動，求可變電阻的取值範圍．
【綜合問題】
【例1】 電磁道道炮工作原理如圖所示．待發射彈體可在兩平行軌道之間自由移動，並與軌道保持良好接觸．電流i從一條軌道流入，通過導電彈體後從另一條軌道流回．軌道電流可形成在彈體處垂直於軌道面得磁場（可視為勻強磁場），磁感應強度的大小與i成正比．通電的彈體在軌道上受到安培力的作用而高速射出．現欲使彈體的出射速度增加至原來的2倍，理論上可採用的方法是（ ）
a．只將軌道長度l變為原來的2倍
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