089安培力作用下的运动 精讲精练-2022届高三物理一轮复习疑难突破微专题
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2025-01-03
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089 安培力作用下的运动
一.必备知识
1．方法概述
判断通电导体在安培力作用下的运动或运动趋势，首先要弄清导体所在位置
的磁场分布情况，然后利用左手定则判定导体的受力情况，进而确定导体的运动
方向或运动趋势的方向。
2．常用判断方法
(1)电流元法：把整段弯曲导线分为多段直线电流元，先用左手定则判断每段
电流元的受力方向，然后判断整段导线所受合力的方向，从而确定导线运动方向。
(2)特殊位置法：通电导线转动到某个便于分析的特殊位置时，判断其所受安
培力的方向，从而确定其运动方向。
(3)等效法：环形电流可等效成小磁针，通电螺线管可以等效成条形磁体或多
个环形电流。然后根据同极相斥、异极相吸判断相互作用情况。
(4)结论法：两平行直线电流在相互作用过程中，无转动趋势，同向电流互相
吸引，反向电流互相排斥；两不平行的直线电流相互作用时，有转到平行且电流
方向相同的趋势。
(5)转换研究对象法：定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动或运动趋势的
问题时，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后根据牛顿第三定律，确
定磁体所受电流磁场的作用力，从而确定磁体受力及运动情况。
3．解题思路
确定研究对象→判断其所在处合磁场情况→根据左手定则判断受力→确定运
动情况。
二.典型例题
题型一：运动情况定性判定
例 1.一个可以自由运动的线圈
L
1和一个固定的线圈
L
2互相绝缘垂直放置，且两个线圈的
圆心重合，如图所示。当两线圈中通以图示方向的电流时，从左向右看，线圈
L
1将 ( )
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089 安培力作用下的运动
A．不动 B．顺时针转动
C．逆时针转动 D．在纸面内平动
答案：B
解析：基础解法：(电流元法) 把线圈 L1沿水平转
动轴分成上下两部分，每一部分又可以看成无数段直线
电流元，电流元处在 L2产生的磁场中，根据安培定则可知各电流元所在处的磁场方向向上，
由左手定则可得，上半部分电流元所受安培力均指向纸外，下半部分电流元所受安培力均指
向纸内，因此从左向右看线圈 L1将顺时针转动。
能力解法一：(等效法) 把线圈 L1等效为小磁针，该小磁针刚好处于环形电流 I2的中心，
小磁针的 N极应指向该点环形电流 I2的磁场方向，由安培定则知 I2产生的磁场方向在其中心
处竖直向上，而 L1等效成小磁针后，转动前，N极指向纸内，因此小磁针的 N极应由指向纸
内转为向上，所以从左向右看，线圈 L1将顺时针转动。
能力解法二：(结论法) 环形电流 I1、I2之间不平行，则必有相对转动，直到两环形电流
同向平行为止。据此可得，从左向右看，线圈 L1将顺时针转动。
题型二：定量计算
例2： (多选)电磁轨道炮工作原理如图所示。待发射弹体可在两水平平行轨
道之间自由移动，并与轨道保持良好接触。电流 I从一条轨道流入，通过导电弹
体后从另一条轨道流回。轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场(可视为匀
强磁场)，磁感应强度的大小与 I成正比。通电的弹体在轨道上受到安培力的作用
而高速射出。现欲使弹体的出射速度增加至原来的 2倍，理论上可采用的办法是(
)
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089 安培力作用下的运动
A．只将轨道长度 L变为原来的 2倍
B．只将电流 I增加至原来的 2倍
C．只将弹体质量减至原来的一半
D．将弹体质量减至原来的一半，轨道长度 L变为原来的 2倍，其他量不变
答案 BD
解析 弹体所受安培力为 F安＝BIl，由动能定理得：BIlL＝mv2－0。只将轨道长
度L变为原来的 2倍，弹体的出射速度将增加至原来的倍，A错误；只将电流 I增
加至原来的 2倍，磁感应强度也随之增加至原来的 2倍，弹体的出射速度将增加
至原来的 2倍，B正确；只将弹体质量减至原来的一半，弹体的出射速度将增加
至原来的倍，C错误；将弹体质量减至原来的一半，轨道长度 L变为原来的 2倍，
弹体的出射速度将增加至原来的 2倍，D正确。
三.举一反三，巩固练习
1. 如图所示，直导线 ab 与圆线圈的平面垂直且隔有一小段距离，其中直导线
固定，线圈可自由运动(不计重力)，当同时通有图示方向电流时，从左向右看，
线圈将( )
A．不动
B．顺时针转动，同时靠近导线
C．逆时针转动，同时离开导线
D．逆时针转动，同时靠近导线
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摘要：
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089安培力作用下的运动一.必备知识1．方法概述判断通电导体在安培力作用下的运动或运动趋势，首先要弄清导体所在位置的磁场分布情况，然后利用左手定则判定导体的受力情况，进而确定导体的运动方向或运动趋势的方向。2．常用判断方法(1)电流元法：把整段弯曲导线分为多段直线电流元，先用左手定则判断每段电流元的受力方向，然后判断整段导线所受合力的方向，从而确定导线运动方向。(2)特殊位置法：通电导线转动到某个便于分析的特殊位置时，判断其所受安培力的方向，从而确定其运动方向。(3)等效法：环形电流可等效成小磁针，通电螺线管可以等效成条形磁体或多个环形电流。然后根据同极相斥、异极相吸判断相互作用情况。(4)结...
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