高三物理磁場對電流的作用力復(fù)習(xí)

1、第第2 2課時課時 磁場對電流的作用力磁場對電流的作用力考點自清考點自清一、安培力的大小和方向一、安培力的大小和方向1.安培力的大小安培力的大小（1）F =F = （如圖（如圖1所示）所示）.（2）磁場和電流垂直時）磁場和電流垂直時:F = F = .（3）磁場和電流平行時）磁場和電流平行時:F =F =0.圖圖1BILBILsinsinBILBIL2 2.安培力的方向安培力的方向（1 1）用左手定則判定）用左手定則判定:伸開左手伸開左手,使拇指與其余使拇指與其余四個手指垂直四個手指垂直,并且都與手掌在同一個平面內(nèi)并且都與手掌在同一個平面內(nèi).讓讓磁感線從掌心進入磁感線從掌心進入,并使四指指向并

2、使四指指向 ,這時拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場中所這時拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場中所受受 .（2 2）安培力的方向特點）安培力的方向特點:F FB B,F FI I,即即F F垂直于垂直于 決定的平面決定的平面.名師點撥名師點撥安培力的方向垂直于磁感應(yīng)強度安培力的方向垂直于磁感應(yīng)強度B B和電流和電流I I所決所決定的平面定的平面, ,但磁感應(yīng)強度與電流不一定垂直但磁感應(yīng)強度與電流不一定垂直. . 電流的方向電流的方向安培力的方向安培力的方向B B和和I I二、磁電式電流表二、磁電式電流表如圖如圖2 2所示所示,蹄形磁鐵和圓柱形鐵芯間的磁場是蹄形磁鐵和圓柱形鐵芯間的磁場是均勻輻向磁場

3、均勻輻向磁場,不管通電線圈在磁場中轉(zhuǎn)到什么不管通電線圈在磁場中轉(zhuǎn)到什么位置位置,線圈平面都跟磁場平行線圈平面都跟磁場平行,線圈中電流越大線圈中電流越大,偏轉(zhuǎn)角也越大偏轉(zhuǎn)角也越大,與與I I成正比成正比.因通電線圈中的電流因通電線圈中的電流方向改變時方向改變時,指針（或線圈）偏轉(zhuǎn)的方向隨之改指針（或線圈）偏轉(zhuǎn)的方向隨之改變變,故根據(jù)電流表指針偏轉(zhuǎn)方向可判定電路中的故根據(jù)電流表指針偏轉(zhuǎn)方向可判定電路中的電流方向電流方向.圖圖2 2交流與思考交流與思考: :磁電式電流表有什么優(yōu)缺點磁電式電流表有什么優(yōu)缺點? 提示提示:優(yōu)點是靈敏度高優(yōu)點是靈敏度高,能測出很弱的電流能測出很弱的電流.缺點缺點是線圈的導(dǎo)

4、線很細是線圈的導(dǎo)線很細,允許通過的電流很弱允許通過的電流很弱.熱點一熱點一 安培力的方向特點安培力的方向特點1 1.與電場力比較與電場力比較磁場和電場有很多相似之處磁場和電場有很多相似之處,但是但是,安培力比庫侖安培力比庫侖力復(fù)雜得多力復(fù)雜得多.點電荷在電場中受力方向和電場方點電荷在電場中受力方向和電場方向不是相同就是相反向不是相同就是相反;而電流元在磁場中受力的而電流元在磁場中受力的方向與磁場的方向不在同一條直線上方向與磁場的方向不在同一條直線上,而且還不而且還不在同一個平面內(nèi)在同一個平面內(nèi),安培力的方向與磁場方向和電安培力的方向與磁場方向和電流方向決定的平面垂直流方向決定的平面垂直.熱點聚

5、焦熱點聚焦2 2.方向確定方向確定（1 1）通電導(dǎo)線）通電導(dǎo)線I I放在磁場放在磁場B B之中之中,是安培力是安培力F F產(chǎn)生產(chǎn)生的原因的原因,所以所以F F的方向由的方向由I I、B B決定決定.（2 2）安培力）安培力F F的方向總與磁場的方向總與磁場B B方向和通電導(dǎo)線方向和通電導(dǎo)線電流電流I I的方向所決定的平面垂直的方向所決定的平面垂直,但磁場的方向但磁場的方向與電流的方向不一定垂直與電流的方向不一定垂直,可以成任意夾角可以成任意夾角.（3 3）由磁場）由磁場B B的方向和電流的方向和電流I I的方向確定安培力的方向確定安培力F F的方向是惟一的的方向是惟一的,但由但由F F和和B

6、B（或（或I I）方向確定，）方向確定，I I（或（或B B）的方向不惟一）的方向不惟一.特別提示特別提示不論導(dǎo)線與磁感線的夾角如何不論導(dǎo)線與磁感線的夾角如何, ,安培力的方向都安培力的方向都可以用左手定則判定可以用左手定則判定. .只不過當(dāng)導(dǎo)線與磁感線不只不過當(dāng)導(dǎo)線與磁感線不垂直時垂直時, ,磁感線應(yīng)斜穿過手心磁感線應(yīng)斜穿過手心, ,但四指一定指向但四指一定指向電流方向電流方向, ,拇指一定要垂直于磁場方向和電流方拇指一定要垂直于磁場方向和電流方向決定的平面向決定的平面. . 熱點二熱點二 安培力的大小和做功情況安培力的大小和做功情況1.1.應(yīng)用公式應(yīng)用公式F F= =BILBIL時需要注意

7、時需要注意（1 1）B B與與L L垂直垂直. .（2 2）L L是有效長度是有效長度, ,如圖如圖3 3曲線曲線ACBACB中如果通電電流為中如果通電電流為I I, ,則其受水平向則其受水平向左的安培力左的安培力F F = =BILBIL. .（3 3）B B并非一定是勻強磁場并非一定是勻強磁場, ,但一定但一定是導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強度是導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強度. .圖圖3 3（2 2）安培力做負功）安培力做負功: :是將其他形式的能是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能轉(zhuǎn)化為電能, ,儲存或再轉(zhuǎn)化為其他形式的儲存或再轉(zhuǎn)化為其他形式的能能. .2.2.安培力做功的實質(zhì)安培力做功的實質(zhì): :能量的轉(zhuǎn)化能量的

8、轉(zhuǎn)化（1 1）安培力做正功）安培力做正功: :是將電源的能量轉(zhuǎn)是將電源的能量轉(zhuǎn)化為導(dǎo)線的動能或其他形式的能化為導(dǎo)線的動能或其他形式的能. .題型題型1 1 通電導(dǎo)體在安培力作用下運動方向的判斷通電導(dǎo)體在安培力作用下運動方向的判斷 【例例1 1】 如圖如圖4 4所示所示, , 把輕質(zhì)導(dǎo)線圈用絕緣細線懸把輕質(zhì)導(dǎo)線圈用絕緣細線懸掛在磁鐵掛在磁鐵N N極附近極附近, ,磁鐵的軸線穿過線圈的圓心磁鐵的軸線穿過線圈的圓心且垂直線圈平面且垂直線圈平面. .當(dāng)線圈內(nèi)通以如圖方向的電流當(dāng)線圈內(nèi)通以如圖方向的電流后后, ,線圈的運動情況是線圈的運動情況是 （）A.A.線圈向左運動線圈向左運動B.B.線圈向右運動線

9、圈向右運動C.C.從上往下看順時針轉(zhuǎn)動從上往下看順時針轉(zhuǎn)動D.D.從上往下看逆時針轉(zhuǎn)動從上往下看逆時針轉(zhuǎn)動題型探究題型探究圖圖4 4思路點撥思路點撥 解答本題可用兩種思考方法解答本題可用兩種思考方法: :（1 1）把）把環(huán)形電流看成小磁針環(huán)形電流看成小磁針; ;（2 2）把環(huán)形電流看作很多）把環(huán)形電流看作很多直線電流組成的直線電流組成的, ,分析每小段直線電流的受力分析每小段直線電流的受力. .解析解析 解法一解法一 電流元法電流元法. .首先首先將圓形線圈分成很多小段將圓形線圈分成很多小段, ,每一每一段可看做一直線電流段可看做一直線電流, ,取其中上、取其中上、下兩小段分析下兩小段分析,

10、,其截面圖和受安培力情況如右圖所其截面圖和受安培力情況如右圖所示示. .根據(jù)對稱性可知根據(jù)對稱性可知, ,線圈所受安培力的合力水平線圈所受安培力的合力水平向左向左, ,故線圈向左運動故線圈向左運動. .只有選項只有選項A A正確正確. .解法二解法二 等效法等效法. .將環(huán)形電流等效成一條形磁鐵將環(huán)形電流等效成一條形磁鐵, ,如下圖所示如下圖所示, ,據(jù)異名磁極相吸引知據(jù)異名磁極相吸引知, ,線圈將向左運線圈將向左運動動, ,選選A.A.也可將左側(cè)條形磁鐵等效成一環(huán)形電流也可將左側(cè)條形磁鐵等效成一環(huán)形電流, ,根據(jù)結(jié)論根據(jù)結(jié)論“同向電流相吸引同向電流相吸引, ,異向電流相排斥異向電流相排斥”.

11、 .也可判斷出線圈向左運動也可判斷出線圈向左運動, ,選選A.A.答案答案 A方法提煉方法提煉判斷通電導(dǎo)體在安培力作用下的運動方向判斷通電導(dǎo)體在安培力作用下的運動方向: :清楚導(dǎo)線所在位置的磁場分布情況清楚導(dǎo)線所在位置的磁場分布情況, ,然后結(jié)合然后結(jié)合左手定則準(zhǔn)確判斷導(dǎo)線的受力情況或?qū)⒁l(fā)生的左手定則準(zhǔn)確判斷導(dǎo)線的受力情況或?qū)⒁l(fā)生的運動運動. .往往采用以下幾種方法往往采用以下幾種方法: : 電流電流元法元法 把整段導(dǎo)線分為多段直電流元把整段導(dǎo)線分為多段直電流元, ,先用先用左手定則判斷每段電流元受力的方左手定則判斷每段電流元受力的方向向, ,然后判斷整段導(dǎo)線所受合力的方然后判斷整段導(dǎo)線所

12、受合力的方向向, ,從而確定導(dǎo)線運動方向從而確定導(dǎo)線運動方向等效等效法法環(huán)形電流可等效成小磁針環(huán)形電流可等效成小磁針, ,通電螺線通電螺線管可以等效成條形磁鐵或多個環(huán)形管可以等效成條形磁鐵或多個環(huán)形電流電流, ,反過來等效也成立反過來等效也成立 特殊位特殊位置法置法 通過轉(zhuǎn)動通電導(dǎo)線到某個便于分析的特殊通過轉(zhuǎn)動通電導(dǎo)線到某個便于分析的特殊位置位置, ,然后判斷其所受安培力的方向然后判斷其所受安培力的方向, ,從而從而確定其運動方向確定其運動方向 結(jié)論法結(jié)論法 兩平行直線電流在相互作用過程中兩平行直線電流在相互作用過程中, ,無轉(zhuǎn)無轉(zhuǎn)動趨勢動趨勢, ,同向電流互相吸引同向電流互相吸引, ,反向電

13、流互相反向電流互相排斥排斥; ;兩不平行的直線電流相互作用時兩不平行的直線電流相互作用時, ,有有轉(zhuǎn)動到平行且電流方向相同的趨勢轉(zhuǎn)動到平行且電流方向相同的趨勢 轉(zhuǎn)換研究轉(zhuǎn)換研究對象法對象法 定性分析磁體在電流磁場作用下如何運動定性分析磁體在電流磁場作用下如何運動的問題的問題, ,可先分析電流在磁體磁場中所受可先分析電流在磁體磁場中所受的安培力的安培力, ,然后由牛頓第三定律然后由牛頓第三定律, ,確定磁體確定磁體所受電流磁場的反作用力所受電流磁場的反作用力, ,從而確定磁體從而確定磁體所受合力及運動方向所受合力及運動方向 變式練習(xí)變式練習(xí)1 1 如圖如圖5所示所示, , 用細橡用細橡皮筋懸吊一

14、輕質(zhì)線圈皮筋懸吊一輕質(zhì)線圈, ,置于一固定置于一固定直導(dǎo)線上方直導(dǎo)線上方, ,線圈可以自由運動線圈可以自由運動. .當(dāng)給兩者通以圖示電流時當(dāng)給兩者通以圖示電流時, ,線圈將線圈將（ ）A.A.靠近直導(dǎo)線靠近直導(dǎo)線, ,兩者仍在同一豎直平面內(nèi)兩者仍在同一豎直平面內(nèi)B.B.遠離直導(dǎo)線遠離直導(dǎo)線, ,兩者仍在同一豎直平面內(nèi)兩者仍在同一豎直平面內(nèi)C.C.靠近直導(dǎo)線靠近直導(dǎo)線, ,同時旋轉(zhuǎn)同時旋轉(zhuǎn)9090D.D.遠離直導(dǎo)線遠離直導(dǎo)線, ,同時旋轉(zhuǎn)同時旋轉(zhuǎn)9090圖圖5解析解析 由安培定則知由安培定則知, ,通電直導(dǎo)線通電直導(dǎo)線在線圈處產(chǎn)生的磁場垂直于紙面向在線圈處產(chǎn)生的磁場垂直于紙面向外外. .為了判定

15、通電線圈在這一磁場為了判定通電線圈在這一磁場內(nèi)的受力方向內(nèi)的受力方向, ,不妨將它分成足夠不妨將它分成足夠多的等份來處理多的等份來處理, ,這樣每一小段便這樣每一小段便可看做是一小段通電直導(dǎo)線可看做是一小段通電直導(dǎo)線. .結(jié)合結(jié)合左手定則可判定出各段受力皆背離圓心左手定則可判定出各段受力皆背離圓心, ,如右圖所如右圖所示示. .但由于直線電流的磁場不均勻但由于直線電流的磁場不均勻, ,靠近直導(dǎo)線的靠近直導(dǎo)線的部分磁場較強部分磁場較強, ,因而線圈靠近直導(dǎo)線的部分受力較因而線圈靠近直導(dǎo)線的部分受力較大大. .考慮對稱性特點考慮對稱性特點, ,將各段受力合成時將各段受力合成時, ,合力方向合力方向

16、一定豎直向下一定豎直向下, ,這樣線圈必定靠近直導(dǎo)線這樣線圈必定靠近直導(dǎo)線, ,并仍處并仍處于豎直平面內(nèi)于豎直平面內(nèi). .答案答案 A題型題型2 2 安培力與力學(xué)知識的綜合應(yīng)用安培力與力學(xué)知識的綜合應(yīng)用例例2 2 如圖如圖6 6所示所示, , 在傾角在傾角=30=30的斜面上的斜面上, ,固定一金屬框固定一金屬框, ,寬寬L L=0.25 m,=0.25 m,接入電動勢接入電動勢E E=12 V,=12 V,內(nèi)阻不計的電源內(nèi)阻不計的電源, ,垂直框面放垂直框面放有一根質(zhì)量有一根質(zhì)量m m=0.2 kg=0.2 kg的金屬的金屬棒棒abab, ,它與框架的動摩擦因數(shù)它與框架的動摩擦因數(shù)= ,=

17、,整個裝置放在磁感應(yīng)強度整個裝置放在磁感應(yīng)強度B B =0.8 T,=0.8 T,垂直框面向垂直框面向上的勻強磁場中上的勻強磁場中. .當(dāng)調(diào)節(jié)滑動變阻器當(dāng)調(diào)節(jié)滑動變阻器R R的阻值在的阻值在什么范圍內(nèi)時什么范圍內(nèi)時, ,可使金屬棒靜止在框架上可使金屬棒靜止在框架上? ?框架框架與棒的電阻不計與棒的電阻不計, ,g g取取10 m/s10 m/s2 2. .圖圖6 663思維導(dǎo)圖思維導(dǎo)圖解析解析 （1 1）當(dāng)變阻器）當(dāng)變阻器R R取值較取值較大時大時, ,I I 較小較小, ,安培力安培力F F較小較小, ,在在金屬棒重力分力金屬棒重力分力mgmgsinsin 作作用下用下, ,使棒有沿框架下滑

18、趨勢使棒有沿框架下滑趨勢, ,框架對棒的摩擦力框架對棒的摩擦力F F1 1沿框面向上沿框面向上, ,如右圖所示如右圖所示. .金金屬棒剛好不下滑時滿足平衡條件屬棒剛好不下滑時滿足平衡條件. .B LB L+ +mgmgcoscos- -mgmgsinsin=0=0得得R R= = = = =4.8 =4.8 RE)cos(sinmgBEL)23635 . 0(102 . 025. 0128 . 0（2 2）當(dāng)變阻器）當(dāng)變阻器R R取值較小時取值較小時, ,I I較大較大, ,安培力安培力F F較大較大, ,會使金屬棒產(chǎn)生沿框面上滑趨勢會使金屬棒產(chǎn)生沿框面上滑趨勢. .因此因此, ,框架對棒框架

19、對棒的摩擦力的摩擦力F F2 2沿框面向下沿框面向下, ,如右圖所示如右圖所示. .金屬棒剛好金屬棒剛好不上滑時滿足平衡條件不上滑時滿足平衡條件. .B LB L- -mgmgcoscos- -mgmgsinsin=0=0得得R R= = = =1.6 =1.6 所以滑動變阻器所以滑動變阻器R R的取值范圍為的取值范圍為1.6 1.6 R R4.8 .4.8 .答案答案 1.6 1.6 R R4.8 4.8 RE)cos(sinmgBEL)23635 . 0(102 . 025. 0128 . 0規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié)解決安培力與力學(xué)綜合問題的關(guān)鍵解決安培力與力學(xué)綜合問題的關(guān)鍵: :（1 1）首先正

20、確畫出通電導(dǎo)體受力的平面圖（或側(cè)）首先正確畫出通電導(dǎo)體受力的平面圖（或側(cè)視圖）視圖）, ,注意電流方向和磁場方向的正確畫出注意電流方向和磁場方向的正確畫出. .（2 2）受力分析時安培力的方向必須用左手定則正）受力分析時安培力的方向必須用左手定則正確判定確判定, ,注意安培力方向既跟磁感應(yīng)強度的方向垂注意安培力方向既跟磁感應(yīng)強度的方向垂直又和電流方向垂直直又和電流方向垂直. . 變式練習(xí)變式練習(xí)2 2 如圖如圖7 7所示所示, , 通電細通電細桿桿abab質(zhì)量為質(zhì)量為m m, ,置于傾角為置于傾角為的導(dǎo)的導(dǎo)軌上軌上, ,導(dǎo)軌和桿間不光滑導(dǎo)軌和桿間不光滑. .通有電通有電流時流時, ,桿靜止在導(dǎo)

21、軌上桿靜止在導(dǎo)軌上. .下圖是四下圖是四個側(cè)視圖個側(cè)視圖, ,標(biāo)出了四種勻強磁場的標(biāo)出了四種勻強磁場的方向方向, ,其中摩擦力可能為零的是（其中摩擦力可能為零的是（ ）圖圖7解析解析 因為桿靜止在導(dǎo)軌上因為桿靜止在導(dǎo)軌上, ,所受合力為零所受合力為零, ,如果如果桿和導(dǎo)軌無擠壓或者桿相對于導(dǎo)軌無滑動的趨勢桿和導(dǎo)軌無擠壓或者桿相對于導(dǎo)軌無滑動的趨勢, ,則摩擦力為零則摩擦力為零. .根據(jù)左手定則根據(jù)左手定則, ,四指指向電流方向四指指向電流方向, ,磁感線垂直穿過手心磁感線垂直穿過手心, ,則大拇指指向為安培力的方則大拇指指向為安培力的方向向, ,所以所以A A中中F F水平向右水平向右,B,B

22、中中F F豎直向上豎直向上,C,C中中F F豎直向豎直向下下,D,D中中F F水平向左水平向左,A,A、B B滿足題意滿足題意. .答案答案 AB題型題型3 “3 “導(dǎo)體棒導(dǎo)體棒”模型模型【例例3】 如圖如圖8 8所示是一個所示是一個可以用來測量磁感應(yīng)強度可以用來測量磁感應(yīng)強度的裝置的裝置,一長方體絕緣容器一長方體絕緣容器內(nèi)部高為內(nèi)部高為L L,厚為厚為d d,左右兩管左右兩管等高處裝有兩根完全相同等高處裝有兩根完全相同的開口向上的管子的開口向上的管子a a、b b,上、上、下兩側(cè)裝有電極下兩側(cè)裝有電極C C（正極）和（正極）和D D（負極）（負極）,并經(jīng)開并經(jīng)開關(guān)關(guān)S S與電源連接與電源連接

23、.容器中注滿能導(dǎo)電的液體容器中注滿能導(dǎo)電的液體,液體液體的密度為的密度為.將容器置于一勻強磁場中將容器置于一勻強磁場中,磁場方向磁場方向垂直紙面向里垂直紙面向里.當(dāng)開關(guān)斷開時當(dāng)開關(guān)斷開時,豎直管子豎直管子a a、b b中中圖圖8 8的液面高度相同的液面高度相同;開關(guān)開關(guān)S S閉合后閉合后,a a、b b管中液面將管中液面將出現(xiàn)高度差出現(xiàn)高度差.若閉合開關(guān)若閉合開關(guān)S S后后,a a、b b管中液面將出管中液面將出現(xiàn)高度差為現(xiàn)高度差為h h,電路中電流表的讀數(shù)為電路中電流表的讀數(shù)為I I,求磁感應(yīng)求磁感應(yīng)強度強度B B的大小的大小.解析解析 開關(guān)開關(guān)S S閉合后閉合后, ,導(dǎo)電液體中有電流由導(dǎo)電

24、液體中有電流由C C流向流向D D, ,根據(jù)左手定則可知導(dǎo)電液體要受到向右的安培力根據(jù)左手定則可知導(dǎo)電液體要受到向右的安培力F F的作用的作用, ,在液體中產(chǎn)生附加壓強在液體中產(chǎn)生附加壓強p p, ,這樣這樣a a、b b管中液管中液面將出現(xiàn)高度差面將出現(xiàn)高度差. .設(shè)液體中產(chǎn)生附加壓強為設(shè)液體中產(chǎn)生附加壓強為p p, ,則則: :p p= =p p= =ghghF F= =BILBILS S= =LdLd所以磁感應(yīng)強度的大小為所以磁感應(yīng)強度的大小為B B= =答案答案SFIghdIghd【評分標(biāo)準(zhǔn)評分標(biāo)準(zhǔn)】 本題共本題共1212分分. .其中其中式各式各2 2分分, ,式式4 4分分. .【

25、名師導(dǎo)析名師導(dǎo)析】由于習(xí)慣于理想的物理模型由于習(xí)慣于理想的物理模型, ,學(xué)生往往迷惑于新穎學(xué)生往往迷惑于新穎陌生的實際問題陌生的實際問題. .解題的關(guān)鍵要利用原型啟發(fā)、類解題的關(guān)鍵要利用原型啟發(fā)、類比、聯(lián)想等思維方法比、聯(lián)想等思維方法, ,通過對題給情境的分析來獲通過對題給情境的分析來獲知其原理知其原理, ,建立起熟悉的物理模型建立起熟悉的物理模型. .自我批閱自我批閱（12分）如圖分）如圖9所示所示, 半徑為半徑為R R的的絕緣輕質(zhì)細圓環(huán)上均勻分布著電絕緣輕質(zhì)細圓環(huán)上均勻分布著電荷量為荷量為Q Q的正電荷的正電荷,將環(huán)垂直放入將環(huán)垂直放入磁感應(yīng)強度為磁感應(yīng)強度為B B的勻強磁場中的勻強磁場中

26、,若若環(huán)能承受的最大拉力為環(huán)能承受的最大拉力為F F,問環(huán)至問環(huán)至少以多大的角速度旋轉(zhuǎn)時可將圓環(huán)拉斷少以多大的角速度旋轉(zhuǎn)時可將圓環(huán)拉斷?解析解析 設(shè)圓環(huán)旋轉(zhuǎn)的角速度為設(shè)圓環(huán)旋轉(zhuǎn)的角速度為, ,則圓環(huán)電荷隨圓則圓環(huán)電荷隨圓環(huán)轉(zhuǎn)動形成的電流為環(huán)轉(zhuǎn)動形成的電流為I I= =（4 4分）分）圖圖92QTQ取半圓為研究對象取半圓為研究對象, ,受力如圖所示受力如圖所示F F安安= =BILBIL= =B B 2 2R R= =（4 4分）分）當(dāng)當(dāng)F F安安=2=2F F時環(huán)可被拉斷時環(huán)可被拉斷, ,則則 =2=2F F（2 2分）分）則有則有= =（2 2分）分）答案答案 2QRBQRBQBQRF2BQ

27、RF21.1.下列關(guān)于通電直導(dǎo)線在勻強磁場中受安培力的下列關(guān)于通電直導(dǎo)線在勻強磁場中受安培力的說法說法, ,正確的有正確的有 （ ）A.A.安培力的方向與磁場方向垂直安培力的方向與磁場方向垂直, ,同時又與電流同時又與電流 方向垂直方向垂直B.B.若某段導(dǎo)線在磁場中取某一方向時受到的安若某段導(dǎo)線在磁場中取某一方向時受到的安 培力最大培力最大, ,此時導(dǎo)線必與磁場方向垂直此時導(dǎo)線必與磁場方向垂直C.C.若導(dǎo)線受到的安培力為若導(dǎo)線受到的安培力為0,0,導(dǎo)線所在處的磁感導(dǎo)線所在處的磁感 應(yīng)強度必為應(yīng)強度必為0 0D.D.安培力的大小只跟磁場的強弱和電流大小有關(guān)安培力的大小只跟磁場的強弱和電流大小有關(guān)

28、素能提升素能提升解析解析 因為因為F F安安既垂直于磁場既垂直于磁場, ,又垂直于電流方又垂直于電流方向向, ,故故A A正確正確; ;只有當(dāng)只有當(dāng)I IB B時時, ,導(dǎo)線所受安培力才導(dǎo)線所受安培力才最大最大, ,故故B B正確正確; ;當(dāng)當(dāng)I IB B時時, ,F F安安=0=0但但B B0,0,故故C C錯誤錯誤; ;由于由于F F安安還與磁場與電流方向的夾角有關(guān)還與磁場與電流方向的夾角有關(guān), ,故故D D錯錯誤誤. .答案答案 AB2. 2. 兩條導(dǎo)線互相垂直兩條導(dǎo)線互相垂直, ,但相隔一小段但相隔一小段距離距離, ,其中其中ABAB固定固定, ,CDCD可自由運動可自由運動, ,當(dāng)通

29、以圖當(dāng)通以圖1010所示方向電流后所示方向電流后, ,CDCD導(dǎo)導(dǎo)線將線將（）A.A.順時針方向轉(zhuǎn)動順時針方向轉(zhuǎn)動, ,同時靠近同時靠近ABABB.B.逆時針方向轉(zhuǎn)動逆時針方向轉(zhuǎn)動, ,同時離開同時離開ABABC.C.順時針方向轉(zhuǎn)動順時針方向轉(zhuǎn)動, ,同時離開同時離開ABABD.D.逆時針方向轉(zhuǎn)動逆時針方向轉(zhuǎn)動, ,同時靠近同時靠近ABAB圖圖10解析解析 固定直導(dǎo)線固定直導(dǎo)線ABAB產(chǎn)生的磁場產(chǎn)生的磁場, ,在其右方垂直在其右方垂直紙面向里紙面向里, ,左方垂直紙面向外左方垂直紙面向外, ,使使CDCD導(dǎo)線的左段導(dǎo)線的左段受到向下的安培力受到向下的安培力, ,右段受到向上的安培力右段受到向上

30、的安培力, ,導(dǎo)導(dǎo)線線CDCD將以中點為軸逆時針轉(zhuǎn)動將以中點為軸逆時針轉(zhuǎn)動, ,直到與導(dǎo)線直到與導(dǎo)線ABAB平平行時行時, ,兩導(dǎo)線中電流方向相同兩導(dǎo)線中電流方向相同, ,同向電流相互吸同向電流相互吸引引, ,CDCD向向ABAB靠攏靠攏, ,故故D D正確正確. .答案答案 D3. 3. 如圖如圖1111所示為一種自動跳閘的閘刀開關(guān)所示為一種自動跳閘的閘刀開關(guān), ,O O是轉(zhuǎn)是轉(zhuǎn)動軸動軸, ,A A是絕緣手柄是絕緣手柄, ,C C是閘刀卡口是閘刀卡口, ,M M、N N接電源線接電源線, ,閘刀處于垂直紙面向里、閘刀處于垂直紙面向里、B B=1 T=1 T的勻強磁場的勻強磁場中中, ,COC

31、O間距離為間距離為10 cm,10 cm,當(dāng)磁場力為當(dāng)磁場力為0.2 N0.2 N時時, ,閘刀閘刀開關(guān)會自動跳開開關(guān)會自動跳開. .則要使閘刀開關(guān)能跳開則要使閘刀開關(guān)能跳開, ,COCO中中通過的電流的大小和方向為通過的電流的大小和方向為 （ ）A.A.電流方向電流方向C CO OB.B.電流方向電流方向O OC CC.C.電流大小為電流大小為1 A1 AD.D.電流大小為電流大小為0.5 A0.5 A解析解析 由左手定則由左手定則, ,電流的電流的方向方向O OC C, ,由由B B= = 得得I I = =2 A.= =2 A.圖圖11ILFBLFB4.4.如圖如圖1212所示所示, ,

32、 用三條細線懸掛的水平用三條細線懸掛的水平圓形線圈共有圓形線圈共有n n匝匝, ,線圈由粗細均勻、線圈由粗細均勻、單位長度的質(zhì)量為單位長度的質(zhì)量為2.5 g2.5 g的導(dǎo)線繞制的導(dǎo)線繞制而成而成, ,三條細線呈對稱分布三條細線呈對稱分布, ,穩(wěn)定時線穩(wěn)定時線圈平面水平圈平面水平. .在線圈正下方放有一個在線圈正下方放有一個圓柱形條形磁鐵圓柱形條形磁鐵, ,磁鐵的中軸線磁鐵的中軸線OOOO垂直于線圈平面且通過其圓心垂直于線圈平面且通過其圓心O O, ,測得線圈的導(dǎo)測得線圈的導(dǎo)線所在處磁感應(yīng)強度大小為線所在處磁感應(yīng)強度大小為0.5 T,0.5 T,方向與豎直方向與豎直線成線成3030角角, ,要使

33、三條細線上的張力為零要使三條細線上的張力為零, ,線圈線圈中通過的電流至少為中通過的電流至少為 （ ）A.0.1 AA.0.1 AB.0.2 AB.0.2 AC.0.05 AC.0.05 AD.0.01 AD.0.01 A圖圖1212A5.5.如圖如圖1313所示所示, , 有兩根長為有兩根長為L L、質(zhì)量為質(zhì)量為m m的細導(dǎo)體棒的細導(dǎo)體棒a a、b b, ,a a被水平放置在傾角為被水平放置在傾角為4545的的光滑斜面上光滑斜面上, ,b b被水平固定在被水平固定在與與a a在同一水平面的另一位置在同一水平面的另一位置, ,且且a a、b b平行平行, ,它們之間的距離為它們之間的距離為x

34、x. .當(dāng)兩細棒中均當(dāng)兩細棒中均通以電流強度為通以電流強度為I I的同向電流時的同向電流時, ,a a恰能在斜面上恰能在斜面上保持靜止保持靜止, ,則則b b的電流在的電流在a a處產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)處產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強度的說法錯誤的是強度的說法錯誤的是 （ ）圖圖1313A.A.方向向上方向向上B.B.大小為大小為C.C.若使若使b b下移下移, ,a a將不能保持靜止將不能保持靜止D.D.要使要使a a仍能保持靜止仍能保持靜止, ,而減小而減小b b在在a a處的磁感應(yīng)處的磁感應(yīng) 強度強度, ,可使可使b b上移上移解析解析 由安培定則可知由安培定則可知A A正確正確. .由由mgmgs

35、insin= =BILBILcoscos知知B B= =mgmg ,B,B錯誤錯誤. .若要使若要使B B最小最小, ,B B應(yīng)在平行斜面向上的方向上應(yīng)在平行斜面向上的方向上, ,所以所以C C、D D正確正確. .答案答案 BILmg22cossinILmg6.6.如圖如圖1414所示所示, , 臺秤上放一光滑平板臺秤上放一光滑平板, ,其左邊固定其左邊固定一擋板一擋板, ,一輕質(zhì)彈簧將擋板和一條形磁鐵連接起一輕質(zhì)彈簧將擋板和一條形磁鐵連接起來來, ,此時臺秤讀數(shù)為此時臺秤讀數(shù)為F F1 1, ,現(xiàn)在磁鐵上方中心偏左位現(xiàn)在磁鐵上方中心偏左位置固定一通電導(dǎo)線置固定一通電導(dǎo)線, ,電流方向如圖電流方向如圖, ,當(dāng)加上電流當(dāng)加上電流后后, ,臺秤讀數(shù)為臺秤讀數(shù)為F F2 2, ,則以下則以下說法說法正確的是正確的是 （ ）A.A.F F1 1F F2 2, ,彈簧長度將變長彈簧長度將變長B.B.F F1 1F F2 2, ,彈簧長度將變短彈簧長度將變短C.C.F