安培力習(xí)題課1

1、磁場對通電導(dǎo)體的作用力磁場對通電導(dǎo)體的作用力習(xí)題課習(xí)題課復(fù)習(xí)：復(fù)習(xí)：1、安培力的方向的判斷、安培力的方向的判斷左手定則左手定則2、安培力的方向的特點：、安培力的方向的特點： 左手定則：伸開左手使拇指與其余四個手指垂伸開左手使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一平面內(nèi)。讓磁感應(yīng)線直，并且都與手掌在同一平面內(nèi)。讓磁感應(yīng)線從掌心進入，并使四指指向電流的方向，這時從掌心進入，并使四指指向電流的方向，這時拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場中所受安拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向。培力的方向。安培力方向既與電流方向垂直又與磁安培力方向既與電流方向垂直又與磁場方向垂直，即垂直于電流和磁

2、場所在的場方向垂直，即垂直于電流和磁場所在的平面平面3 3、安培力的大小、安培力的大小公式：公式： F=ILBsin F=ILBsin表示磁場方向與電流方向間的夾角表示磁場方向與電流方向間的夾角 在中學(xué)階段，此公式僅適用于勻強磁場在中學(xué)階段，此公式僅適用于勻強磁場公式中L為沿電流方向的有效長度彎曲導(dǎo)線的有效長度彎曲導(dǎo)線的有效長度L，等于連接兩端點的直線的，等于連接兩端點的直線的長度，相應(yīng)的電流由始端流向末端。長度，相應(yīng)的電流由始端流向末端。1、關(guān)于磁場對通電直導(dǎo)線的作用力,下列說法正確的是( )A.通電直導(dǎo)線在磁場中一定受到安培力的作用B.通電直導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向一定跟磁場方向垂直C

3、.通電直導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向一定跟電流方向垂直D.通電直導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向垂于由B和I所確定的平面課堂練習(xí)：課堂練習(xí)：2、磁場中某處的磁感線如圖所示( )A.a、b兩處的磁感應(yīng)強度的大小不等,BaBbB.a、b兩處的磁感應(yīng)強度的大小不等,BaBbC.同一通電導(dǎo)線放在a處受力一定比放在b處大D.同一通電導(dǎo)線放在a處受力一定比放在b處小ab3、如圖所示，通電直導(dǎo)線A與圓形通電導(dǎo)線環(huán)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(dǎo)線受到水平向 的安培力作用.當(dāng)A、B中電流大小保持不變,但同時改變方向時,通電直導(dǎo)線A所受的安培力方向水平向 .AIBI一、安培力作用下通電導(dǎo)體的

4、平衡一、安培力作用下通電導(dǎo)體的平衡 和高一力學(xué)平衡問題比較，只是受力分析時多了一個和高一力學(xué)平衡問題比較，只是受力分析時多了一個安培力，安培力，安培力是性質(zhì)力安培力是性質(zhì)力， 注意畫出通電導(dǎo)線受力的平面圖（正視圖或側(cè)視圖）注意畫出通電導(dǎo)線受力的平面圖（正視圖或側(cè)視圖） 先對導(dǎo)線進行受力分析先對導(dǎo)線進行受力分析,畫出導(dǎo)線的受力平面圖畫出導(dǎo)線的受力平面圖,然后依照然后依照F合合=0 列出相應(yīng)的方程，列出相應(yīng)的方程，必要時結(jié)合必要時結(jié)合閉合電路歐姆定律閉合電路歐姆定律等進行分析等進行分析基本思路：基本思路： 1、分析受到的安培力時、分析受到的安培力時,要善于要善于把立體圖改畫成易于分析受力的平把立體

5、圖改畫成易于分析受力的平面圖形面圖形 2、注意磁場和電流的方向是否、注意磁場和電流的方向是否垂直垂直注：應(yīng)用安培力應(yīng)注意的問題注：應(yīng)用安培力應(yīng)注意的問題bBa.FF=BIL.BFB.F=BIL bBaBFBBBBBF例題1 在圖在圖3中，勻強磁場磁感應(yīng)強度為中，勻強磁場磁感應(yīng)強度為B，有一段長，有一段長L，通有電流為，通有電流為I的直導(dǎo)線的直導(dǎo)線ab，電流方向從，電流方向從a到到b，則導(dǎo)線所受磁場力大小和方向如何？并將立體則導(dǎo)線所受磁場力大小和方向如何？并將立體圖改畫為平面圖。圖改畫為平面圖。 A B C F = F = F =方向方向 方向方向 方向方向_abBBababBCO450yxz

6、分析與解： 注意注意B與與L空間垂直，并善于將立體圖改畫為空間垂直，并善于將立體圖改畫為平面圖后，由平面圖后，由“左手定則左手定則”判定安培力方向。判定安培力方向。沿沿a至至b方向去看，改畫后的平面圖為：方向去看，改畫后的平面圖為： A B C 3 00BFBFF4 50Bxy IlBF 以上四種情況安培力大小均為 ，方向如圖例例2：在傾斜角為在傾斜角為的光滑斜面上的光滑斜面上,置一置一通有電流通有電流I,長為長為L,質(zhì)質(zhì) 量為量為m的導(dǎo)的導(dǎo) 體棒，體棒，如圖所示如圖所示,在豎直向上的磁場中靜止，在豎直向上的磁場中靜止，則磁感應(yīng)強度則磁感應(yīng)強度B為為 _. X解：靜止于斜面說明受力平衡解：靜止

7、于斜面說明受力平衡XmgNFF= mgtg=BIL B=mgtg/IL引申引申1：欲使它靜止在斜面上欲使它靜止在斜面上, 外加磁場的磁感應(yīng)強度外加磁場的磁感應(yīng)強度B 的最小值為的最小值為_, 方向方向_.引申引申2：欲使它靜止在斜面上欲使它靜止在斜面上,且對斜面無壓且對斜面無壓 力力, 外加磁場的磁感應(yīng)強度外加磁場的磁感應(yīng)強度B的最小值為的最小值為 _, 方向方向_.XGNFB mgsin=BIL B=mgsin/ILmg=BIL B=mg/ILXGFB 例例3、如圖所示如圖所示:在磁感強度為在磁感強度為2T的勻強磁場中的勻強磁場中,一與一與水平面成水平面成37度角的導(dǎo)電軌道度角的導(dǎo)電軌道,軌

8、道上放一可軌道上放一可 移動的移動的金屬桿金屬桿ab，電源電動勢為，電源電動勢為=10伏伏,內(nèi)阻內(nèi)阻r=1歐歐,ab長長L=0.5m,質(zhì)量質(zhì)量m為為0.2kg,桿與軌道間的摩擦因數(shù)桿與軌道間的摩擦因數(shù) u=0.1,求接在軌道中的可變電阻求接在軌道中的可變電阻R在什么范圍內(nèi)在什么范圍內(nèi), 可可使使ab桿在軌道上保持靜止桿在軌道上保持靜止?(桿與軌道的電阻不計桿與軌道的電阻不計) B ab X GFNf(1) 摩擦力沿斜面向上:mgsin =Fcos+fN=mgcos+Fsinf=uN(2) 摩擦力沿斜面向下 mgsin+f=Fcos N=mgcos+Fsin f=uNF=(mgsin+umgco

9、s)/(cos-usin)F=（mgsin-umgcos)/(cos+usin)練習(xí)1水平放置的兩個平行金屬軌道相距水平放置的兩個平行金屬軌道相距0.2m，上面有一質(zhì)量為，上面有一質(zhì)量為0.04kg的均的均勻金屬棒勻金屬棒ab，電源電動勢為，電源電動勢為V，內(nèi)阻為內(nèi)阻為0.5，滑動變阻器調(diào)到，滑動變阻器調(diào)到2.5時，要在金屬棒所在位置施加一個時，要在金屬棒所在位置施加一個垂直于垂直于ab且平行軌道平面的勻強磁且平行軌道平面的勻強磁場，才能使金屬棒場，才能使金屬棒ab對軌道的壓力對軌道的壓力恰好為零，求勻強磁場的大小和方恰好為零，求勻強磁場的大小和方向向若保持磁感應(yīng)強度若保持磁感應(yīng)強度B的大小不

10、變，的大小不變，方向順時針轉(zhuǎn)方向順時針轉(zhuǎn)37，此時，此時ab仍然靜仍然靜止，則軌道對止，則軌道對ab的支持力和摩擦力的支持力和摩擦力為多大？為多大？ab練習(xí)2ab的質(zhì)量為的質(zhì)量為m，電阻，電阻為為R，靜止在光滑斜，靜止在光滑斜金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌間金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌間距為距為d，電阻不計，傾，電阻不計，傾角為角為，系統(tǒng)處在磁感，系統(tǒng)處在磁感應(yīng)強度為應(yīng)強度為B豎直向上豎直向上的勻強磁場中，的勻強磁場中，ab靜靜止，止，r則電源電動則電源電動勢勢E的大小？的大小？mgFN練習(xí)3 ab質(zhì)量為質(zhì)量為m，置于傾角為，置于傾角為的導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌的寬度的導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌的寬度為為d，桿與導(dǎo)軌間的動摩，桿與導(dǎo)軌間的動摩擦

11、因素為擦因素為，有電流時，有電流時ab恰好靜止在導(dǎo)軌上，如圖恰好靜止在導(dǎo)軌上，如圖所示，它的四個側(cè)視圖中所示，它的四個側(cè)視圖中標(biāo)出的可能勻強場方向，標(biāo)出的可能勻強場方向，其中桿與導(dǎo)軌之間的摩擦其中桿與導(dǎo)軌之間的摩擦力可能為的圖是（力可能為的圖是（）BDAB1.畫出導(dǎo)線所在處的磁場方向畫出導(dǎo)線所在處的磁場方向2.確定電流方向確定電流方向3.根據(jù)左手定則確定受安培力的方向根據(jù)左手定則確定受安培力的方向4.根據(jù)受力情況判斷運動情況根據(jù)受力情況判斷運動情況二、判斷安培力作用下物體的運動方向二、判斷安培力作用下物體的運動方向（一）、基本思路：（一）、基本思路：（二）判斷安培力作用下物體的運動方向（二）判

12、斷安培力作用下物體的運動方向常用法常用法1、電流元法、電流元法即把整段電流等效為多段直線電流元，運用左手定則判斷出即把整段電流等效為多段直線電流元，運用左手定則判斷出每小段電流元受安培力的方向，從而判斷出整段電流所受合每小段電流元受安培力的方向，從而判斷出整段電流所受合力的方向，最后確定運動方向。力的方向，最后確定運動方向。2、特殊位置法、特殊位置法把電流或磁鐵轉(zhuǎn)到一個便于分析的特殊位置后再判斷把電流或磁鐵轉(zhuǎn)到一個便于分析的特殊位置后再判斷所受安培力的方向，從而確定運動方向。所受安培力的方向，從而確定運動方向。例題4NSNSIFFNSF3、等效法、等效法環(huán)形電流和通電螺線管都可以等效成條形磁鐵

13、。環(huán)形電流和通電螺線管都可以等效成條形磁鐵。條形磁鐵也可等效成環(huán)形電流或通電螺線管。條形磁鐵也可等效成環(huán)形電流或通電螺線管。通電螺線管也可以等效成很多匝的環(huán)形電流來分析通電螺線管也可以等效成很多匝的環(huán)形電流來分析4、利用結(jié)論法、利用結(jié)論法（1）兩電流相互平行時無轉(zhuǎn)動趨勢，同向電流相互吸）兩電流相互平行時無轉(zhuǎn)動趨勢，同向電流相互吸引，反向電流相互排斥。引，反向電流相互排斥。（2）兩電流不平行時，有轉(zhuǎn)動到互相平行且方向相同）兩電流不平行時，有轉(zhuǎn)動到互相平行且方向相同的趨勢。的趨勢。利用這些結(jié)論分析，可事半功倍利用這些結(jié)論分析，可事半功倍例題6 兩條導(dǎo)線互相垂直，但相隔一小段距離，其中ab固定，cd

14、可以自由活動，當(dāng)通以如圖所示電流后，cd導(dǎo)線將（）A.順時針方向轉(zhuǎn)動，同時靠近abB.逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時離開abC.順時針方向轉(zhuǎn)動，同時離開abD.逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時靠近ababcdD2.在光滑的水平桿上有兩個通有同方向的金在光滑的水平桿上有兩個通有同方向的金屬圓環(huán)，問：兩環(huán)將怎樣運動？（靠近或?qū)賵A環(huán)，問：兩環(huán)將怎樣運動？（靠近或遠(yuǎn)離）遠(yuǎn)離）A BNSF（1）繩子拉力_ (變大,變小,不變)（2）桌面對磁鐵的支持力_（3）桌面對磁鐵的摩擦力_(有,無).變大變小無NSF桌面對磁鐵的摩擦力 _(有,無) 方向_.有水平向右課堂練習(xí)課堂練習(xí)2、F4、如圖所示，一根有質(zhì)量的金屬棒MN，兩端用細(xì)軟

15、導(dǎo)線連接后懸于a、b兩點，棒的中部處于方向垂直紙面向里的勻強磁場中，棒中通有電流，方向從M流向N，些時懸線上有拉力，為了使拉力等于零，可以( )A.適當(dāng)減小磁感應(yīng)強度B.使磁場反向C.適當(dāng)增大電流D.使電流反向MNab例題例題6 6：如圖所示，在磁感應(yīng)強度為：如圖所示，在磁感應(yīng)強度為1T1T的勻強的勻強磁場中，有兩根相同的彈簧，下面掛一條長為磁場中，有兩根相同的彈簧，下面掛一條長為0.5m0.5m，質(zhì)量為，質(zhì)量為0.1kg0.1kg的金屬棒的金屬棒MNMN，此時彈簧伸，此時彈簧伸長長10cm10cm，欲使彈簧不伸長則棒上應(yīng)通過的電流，欲使彈簧不伸長則棒上應(yīng)通過的電流的大小和方向如何？的大小和方

16、向如何？MNIB2A2A，方向從，方向從M M到到N N例5、如圖所示，MN是一條水平放置的固定長直導(dǎo)線,導(dǎo)線中通有大小為I1,方向如圖所示的電流.P是一個通有電流I2的,與MN共面的金屬圓環(huán),圓環(huán)P在磁場作用下將( )A.沿紙面向上運動B.沿紙面向下運動C.上半部垂直紙面向外, 下半部垂直紙面向里轉(zhuǎn)動D.上半部垂直紙面向里, 下半部垂直紙面向外轉(zhuǎn)動MI1PI2N3、如圖所示，將通電導(dǎo)線圓環(huán)平行于紙面緩慢地堅直向下放入水平方向垂直紙面向里的勻強磁場中,則在通電圓環(huán)完全進入磁場的過程中,所受的安培力大小變化是( )BA.逐漸變大B.先變大后變小C.逐漸變小D.先變小后變大I1 1、如圖所示，蹄形磁體用懸線懸于、如圖所示，蹄形磁體用懸線懸于O O點，點，在磁鐵的正下方有一固定水平放置的長直導(dǎo)線，在磁鐵的正下方有一固定水平放置的長直導(dǎo)線，當(dāng)導(dǎo)線中通以由左向右的電流時，蹄形磁鐵的當(dāng)導(dǎo)線中通以由左向右的電流時，蹄形磁鐵的運動情況將是運動情況將是( )( )A A靜止不動靜止不動B B向紙外平動向紙外平動C CN N極向紙外，極向紙外，S S極向紙內(nèi)轉(zhuǎn)動極向紙內(nèi)轉(zhuǎn)動D DN N極向紙內(nèi)，極向紙內(nèi)，S S極向紙外轉(zhuǎn)動極向紙外轉(zhuǎn)動課堂練習(xí)課堂練習(xí)5、如圖所示，在傾角為的光滑斜面上，垂直紙面水平放置一根長為L、質(zhì)量為m的通電直導(dǎo)線，電流方向垂直紙面向里，欲使導(dǎo)線靜止在斜面上