安培力习题2.ppt

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1、安培定则的应用安培定则的应用 1.安培定则的应用安培定则的应用 在运用安培定则判定直线电流和环形电流的磁场时在运用安培定则判定直线电流和环形电流的磁场时应分清应分清“因因”和和“果果”。大拇指大拇指四指四指环形电流的磁场环形电流的磁场四指四指大拇指大拇指直线电流的磁场直线电流的磁场结果结果(磁场绕向磁场绕向)原因原因(电流方向电流方向) 例例1(2012全国高考全国高考)如图如图816所示，两根互相平行的长直导线过纸面所示，两根互相平行的长直导线过纸面上的上的M、N两点，且与纸面垂直，导线两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。中通有大小相等、方向相反的电流。a、O、b在在M、

2、N的连线上，的连线上，O为为MN的中点，的中点，c、d位于位于MN的中垂线上，且的中垂线上，且a、b、c、d到到O点的距离均相等。关于以上几点处的磁场，下列说法正点的距离均相等。关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是确的是 AO点处的磁感应强度为零点处的磁感应强度为零Ba、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反两点处的磁感应强度大小相等，方向相反Cc、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同两点处的磁感应强度大小相等，方向相同Da、c两点处磁感应强度的方向不同两点处磁感应强度的方向不同 本题考查磁场的叠加和安培定则的应用，解决此类本题考查磁场的叠加和安培定则的应用，解决此类问题应注意以下几点：问

3、题应注意以下几点： (1)根据安培定则确定通电导线周围磁感线的方向。根据安培定则确定通电导线周围磁感线的方向。 (2)磁场中每一点磁感应强度的方向为该点磁感线的磁场中每一点磁感应强度的方向为该点磁感线的切线方向。切线方向。 (3)磁感应强度是矢量，多个通电导体产生的磁场叠磁感应强度是矢量，多个通电导体产生的磁场叠加时，合磁场的磁感应强度等于各场源单独存在时在该点加时，合磁场的磁感应强度等于各场源单独存在时在该点磁感应强度的矢量和。磁感应强度的矢量和。1.1.画出导线所在处的磁场方向画出导线所在处的磁场方向2.2.确定电流方向确定电流方向3.3.根据左手定则确定受安培力的方向根据左手定则确定受安

4、培力的方向4.4.根据受力情况判断运动情况根据受力情况判断运动情况判断通电导线在安培力作用下判断通电导线在安培力作用下 的运动方向问题的基本方法的运动方向问题的基本方法 磁场对通电导线的作用力（习题课）磁场对通电导线的作用力（习题课） 【方法与知识感悟方法与知识感悟】判定安培力作用下导体运动情判定安培力作用下导体运动情况的常用方法况的常用方法例例1 1 如图如图3-203-20所示，两根互相绝缘、垂直放置的直导线所示，两根互相绝缘、垂直放置的直导线abab和和cdcd，分别通有方向如图，分别通有方向如图的电流，若通电导线的电流，若通电导线abab固定不不动，导线固定不不动，导线cdcd能自由运

5、动，则它的运动情况是能自由运动，则它的运动情况是( ( ).).A A顺时针转动，同时靠近导线顺时针转动，同时靠近导线ababB B顺时针转动，同时远离导线顺时针转动，同时远离导线ababC C逆时针转动，同时靠近导线逆时针转动，同时靠近导线ababD D逆时针转动，同时远离导线逆时针转动，同时远离导线abab固定固定FF 自由自由同向相吸同向相吸 例例1 1 如图如图3-203-20所示，两根互相绝缘、垂直放置的直导线所示，两根互相绝缘、垂直放置的直导线abab和和cdcd，分别通有方向如图，分别通有方向如图的电流，若通电导线的电流，若通电导线abab固定不不动，导线固定不不动，导线cdcd

6、能自由运动，则它的运动情况是能自由运动，则它的运动情况是( ( ).).A A顺时针转动，同时靠近导线顺时针转动，同时靠近导线ababB B顺时针转动，同时远离导线顺时针转动，同时远离导线ababC C逆时针转动，同时靠近导线逆时针转动，同时靠近导线ababD D逆时针转动，同时远离导线逆时针转动，同时远离导线ababC结论法：两平行直线电流在结论法：两平行直线电流在相互作用过程中，无转动趋相互作用过程中，无转动趋势，同向电流互相吸引，反势，同向电流互相吸引，反向电流互相排斥；两不平行向电流互相排斥；两不平行的直线电流相互作用时，有的直线电流相互作用时，有转动到平行且电流方向相同转动到平行且电

7、流方向相同的趋势。的趋势。FF同向相吸同向相吸 异向相斥异向相斥结论法：两平行直线电流在相互作用过程中，无转动趋结论法：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，有转动到平行且电流方向相同的直线电流相互作用时，有转动到平行且电流方向相同的趋势。的趋势。等效法分析运动等效法分析运动例例4、如图两个同样的导线环同轴平行悬挂，相隔一小段、如图两个同样的导线环同轴平行悬挂，相隔一小段距离，当同时给两导线环通以同向电流时，两导线环将：距离，当同时给两导线环通以同向电流时，两导线环将：( )

8、A、吸引、吸引 B、排斥、排斥C、保持静止、保持静止 D、边吸引边转、边吸引边转动动结论法：结论法：同向电流互相吸引同向电流互相吸引ANNSS电流微元法电流微元法BF F方向方向 F F方向方向BBF F例例2 2 如图所示，有一通电直导线放在蹄形电磁铁的正上方，导线可以自如图所示，有一通电直导线放在蹄形电磁铁的正上方，导线可以自由移动，当电磁铁线圈与直导线中通以图示的电流是时，有关直导线运由移动，当电磁铁线圈与直导线中通以图示的电流是时，有关直导线运动情况的说法中正确的是（从上往下看）（动情况的说法中正确的是（从上往下看）（ ）A A、顺时针方向转动，同时下降、顺时针方向转动，同时下降 B

9、B、顺时针方向转动，同时上升、顺时针方向转动，同时上升C C、逆时针方向转动，同时下降、逆时针方向转动，同时下降 D D、逆时针方向转动，同时上升、逆时针方向转动，同时上升NS 特殊位置法分析运动特殊位置法分析运动CSN等效法分析运动等效法分析运动NS例3 如图所示，在条形磁铁S极附近悬挂一个线圈，线圈与水平磁铁位于同一平面内，当线圈中电流沿图示方向流动时，将会出现( ) A线圈向磁铁平移 B线圈远离磁铁平移 C从上往下看，线圈顺时针转动，同时靠近磁铁 D从上往下看，线圈逆时针转动，同时靠近磁铁电流微元法电流微元法 特殊位置法特殊位置法FFFF I I方向方向 I I方向方向DSN电流微元法、

10、特殊位置法、等效法分析运动电流微元法、特殊位置法、等效法分析运动电流微元法、电流微元法、 特殊位置法分析运动特殊位置法分析运动NSBF F方向方向 F F方向方向BBF FNSF（1）绳子拉力_ (变大,变小,不变)（2）桌面对磁铁的支持力_（3）桌面对磁铁的摩擦力_(有,无).变大变小无NSF桌面对磁铁的摩擦力 _(有,无) 方向_.有有水平向右Ff反馈练习1如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，则（ ） A、磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用 B、磁铁对桌面压力减小，受到桌面的摩擦力作用 C、磁铁对桌面压力增

11、大，不受桌面的摩擦力作用D、磁铁对桌面压力增大，受到桌面的摩擦力作用 BFFA1.1.画出导线所在处的磁场方向画出导线所在处的磁场方向2.2.确定电流方向确定电流方向3.3.根据左手定则确定受安培力的方向根据左手定则确定受安培力的方向4.4.根据受力情况判断运动情况根据受力情况判断运动情况判断通电导线在安培力作用下判断通电导线在安培力作用下 的运动方向问题的基本方法的运动方向问题的基本方法 磁场对通电导线的作用力（习题课）磁场对通电导线的作用力（习题课） 2通电导线在磁场中的平衡和加速问题的分析思通电导线在磁场中的平衡和加速问题的分析思路路 (1)选定研究对象；选定研究对象； (2)变三维为二

12、维，如侧视图、剖面图或俯视图等变三维为二维，如侧视图、剖面图或俯视图等，并画出平面受力分析图，其中安培力的方向要注意，并画出平面受力分析图，其中安培力的方向要注意F安安B、F安安I； (3)列平衡方程或牛顿第二定律的方程式进行求解列平衡方程或牛顿第二定律的方程式进行求解。 典例典例(2012泉州模拟泉州模拟)如图如图8110所示，两平行金属导轨间的距离所示，两平行金属导轨间的距离L0.40 m，金属导轨所在的平面与水平，金属导轨所在的平面与水平面夹角面夹角37，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B0.50 T，方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场，金属，方向垂直

13、于导轨所在平面的匀强磁场，金属导轨的一端接有电动势导轨的一端接有电动势E4.5 V、内阻、内阻r0.50 的直流的直流电源。现把一个质量电源。现把一个质量m0.04 kg的导体棒的导体棒ab放在金属导放在金属导轨上，导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良轨上，导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R02.5 ，金属导轨电阻不计，金属导轨电阻不计，g取取10 m/s2。已知。已知sin 370.60，cos 370.80，求：，求： (1)通过导体棒的电流；通过导体棒的电流； (2)导体棒受到的安培力的大小；

14、导体棒受到的安培力的大小； (3)导体棒受到的摩擦力。导体棒受到的摩擦力。 (3)导体棒所受重力沿导轨所在导体棒所受重力沿导轨所在平面向下的分力平面向下的分力F1mgsin 370.24 N，由于，由于F1小于安培力，故导小于安培力，故导体棒受沿导轨所在平面向下的摩擦体棒受沿导轨所在平面向下的摩擦力力Ff，如图，如图8111所示，根据共所示，根据共点力平衡条件点力平衡条件mgsin 37FfF安安，解得：，解得：Ff0.06 N。 答案答案(1)1.5 A(2)0.3 N(3)0.06 N，方向，方向沿导轨向下沿导轨向下图图8111(2)导体棒受到的安培力：导体棒受到的安培力：F安安BIL0.

15、3 N。 4、在倾角为在倾角为的光滑斜面上，置一通有电流的光滑斜面上，置一通有电流I I，长，长L L质量质量为为m m的导体棒，如图试求：的导体棒，如图试求：（1 1）欲使棒静止在斜面上，外加匀强磁场的磁感应强度）欲使棒静止在斜面上，外加匀强磁场的磁感应强度B B的最小值和方向的最小值和方向B1min （1 1） B B1min1minILIL =F=F安安minmin= mg= mgsinsin B B1min1min方向垂直斜面向上方向垂直斜面向上mgNFNF安合安合=mgF安安min四、磁通量四、磁通量1.1.定义：在磁感应强度为定义：在磁感应强度为B B的匀的匀强磁场中，有一个与磁场

16、方向垂强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为直的平面，面积为S S，我们把，我们把B B与与S S的乘积叫做穿过这个面积的磁的乘积叫做穿过这个面积的磁通量，简称磁通通量，简称磁通. .用字母用字母表示表示磁通量磁通量. .2.2.物理意义：磁通量表示穿过这物理意义：磁通量表示穿过这个面的磁感线条数个面的磁感线条数. . 3.3.在匀强磁场中，公式为在匀强磁场中，公式为 =BS=BS（ S S表示某一面积在垂表示某一面积在垂直于磁场方向上的投影面）直于磁场方向上的投影面）4.4.单位：在单位：在SISI制中是韦伯，简称韦，符号制中是韦伯，简称韦，符号WbWb，1Wb=1Tm1Wb=1Tm2

17、 25.5.磁通量是有正负的，若在某个面积上有方向相反的磁场磁通量是有正负的，若在某个面积上有方向相反的磁场通过，求磁通量时，应考虑相反方向抵消以后所剩余的磁通过，求磁通量时，应考虑相反方向抵消以后所剩余的磁通量，即应求该面积各磁通量的代数和通量，即应求该面积各磁通量的代数和. .6.6.磁通密度：磁通密度：B=B=/S/S表示表示磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量. . 1T=1Wb/m 1T=1Wb/m2 2=1N/(Am)=1N/(Am)7.7.磁通量的变化磁通量的变化注意注意: :不能用不能用( (BB) )/ /( (SS) )计算计算磁通量的变化一

18、般有三种形式：磁通量的变化一般有三种形式： (1)B(1)B不变，不变，S S变化；变化； (2)B(2)B变化，变化，S S不变；不变； (3)B(3)B和和S S同时变化同时变化. .2 21 1即即取决于末状态的磁通量取决于末状态的磁通量2 2与初状态的磁通量与初状态的磁通量1 1的代数差的代数差. .=B S8.8.如图所示如图所示, ,通电导线附近的一矩形线框通电导线附近的一矩形线框, ,从从abcdabcd位置移位置移动到动到abcdabcd位置的过程中位置的过程中, ,关于穿过线框的磁通量关于穿过线框的磁通量情况下列叙述正确的是情况下列叙述正确的是( (线框平行于纸面移动线框平行

19、于纸面移动)( ) )( ) A.A.一直增加一直增加B.B.一直减少一直减少C.C.先增加后减少先增加后减少D.D.先增加先增加, ,再减少直到零再减少直到零, ,然后再增加然后再增加, ,然后再减少然后再减少adcbabdcD D7.7.如图所示，两个同心放置的共面金属圆环如图所示，两个同心放置的共面金属圆环a a和和b b，一条形，一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直，则穿过两环的磁通量磁铁穿过圆心且与环面垂直，则穿过两环的磁通量a a和和b b( (有方向有方向) )的关系为的关系为( )( )A.A.均向上，均向上，a ab b B.B.均向下，均向下，a ab bC.C.均向上，均向上，

20、a ab b D.D.均向下，无法比较均向下，无法比较A A磁电式电流表的原理磁电式电流表的原理zxxk2 2、电流表的工作原理、电流表的工作原理: : 1、当电流通过线圈时线圈左右两边都要受到方向相反安培力，使线圈发生转到，线圈转动使螺旋弹簧被扭动，反线圈转动。3、蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐射分布的，不管通电线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感应线平行2 2、电流越大，安培力就越大，螺旋弹簧的形变也就越大、电流越大，安培力就越大，螺旋弹簧的形变也就越大。所以，从线圈偏转的角度就能判断通过电流的大小。所以，从线圈偏转的角度就能判断通过电流的大小II试一试试一试3(2013渭南质检渭南质检)

21、如图如图815所示，长方形所示，长方形线框线框abcd通有电流通有电流I，放在直线电流，放在直线电流I附近，附近，以下关于线框四个边受到安培力的说法正以下关于线框四个边受到安培力的说法正确的是确的是 ()A线框只有两个边受力，合力向左线框只有两个边受力，合力向左B线框只有两个边受力，合力向右线框只有两个边受力，合力向右C线框四个边都受力，合力向左线框四个边都受力，合力向左D线框四个边都受力，合力向右线框四个边都受力，合力向右图图815解析：利用左手定则可判断出线框四个边都受力，由于解析：利用左手定则可判断出线框四个边都受力，由于左侧边所在处磁感应强度最大，所以合力向左，选项左侧边所在处磁感应强度最大，所以合力向左，选项C正确。正确。答案：答案：C