磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用-安培力(習(xí)題課)

磁場(chǎng)對(duì)電流的作用—安培力（習(xí)題課）1.畫(huà)出導(dǎo)線所在處的磁場(chǎng)方向2.確定電流方向3.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(yùn)動(dòng)情況一、判斷通電導(dǎo)線在安培力作用下的運(yùn)動(dòng)方向問(wèn)題例1

如圖3-20所示，兩根互相絕緣、垂直放置的直導(dǎo)線ab和cd，分別通有方向如圖的電流，若通電導(dǎo)線ab固定不不動(dòng)，導(dǎo)線cd能自由運(yùn)動(dòng)，則它的運(yùn)動(dòng)情況是( ).A．順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近導(dǎo)線abB．順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)遠(yuǎn)離導(dǎo)線abC．逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近導(dǎo)線abD．逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)遠(yuǎn)離導(dǎo)線ab固定FF

˙××××××˙˙˙˙˙自由同向相吸例1

如圖3-20所示，兩根互相絕緣、垂直放置的直導(dǎo)線ab和cd，分別通有方向如圖的電流，若通電導(dǎo)線ab固定不不動(dòng)，導(dǎo)線cd能自由運(yùn)動(dòng)，則它的運(yùn)動(dòng)情況是( ).A．順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近導(dǎo)線abB．順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)遠(yuǎn)離導(dǎo)線abC．逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近導(dǎo)線abD．逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)遠(yuǎn)離導(dǎo)線abC結(jié)論法：兩平行直線電流在相互作用過(guò)程中，無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)，同向電流互相吸引，反向電流互相排斥；兩不平行的直線電流相互作用時(shí)，有轉(zhuǎn)動(dòng)到平行且電流方向相同的趨勢(shì)。FF同向相吸異向相斥結(jié)論法：兩平行直線電流在相互作用過(guò)程中，無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)，同向電流互相吸引，反向電流互相排斥；兩不平行的直線電流相互作用時(shí)，有轉(zhuǎn)動(dòng)到平行且電流方向相同的趨勢(shì)。二、特殊位置分析法例2：如圖所示，把一重力不計(jì)的通電直導(dǎo)線水平放在蹄形磁鐵磁極的正上方，導(dǎo)線可以自由移動(dòng)，當(dāng)導(dǎo)線通過(guò)圖示方向電流時(shí)，導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)情況是（從上往下看）（）A、順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)下降B、順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)上升C、逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)下降D、逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)上升C

NSF（1）繩子拉力_______(變大,變小,不變)（2）桌面對(duì)磁鐵的支持力_______（3）桌面對(duì)磁鐵的摩擦力________(有,無(wú)).變大變小無(wú)NSF桌面對(duì)磁鐵的摩擦力

_______(有,無(wú))

方向_______.有水平向右三、轉(zhuǎn)換研究對(duì)象法例3F′二、判斷線圈在安培力作用下的運(yùn)動(dòng)例4：把輕質(zhì)導(dǎo)線圈用絕緣細(xì)線懸掛在磁鐵N極附近，磁鐵的軸線穿過(guò)線圈的圓心且垂直于線圈平面。當(dāng)線圈內(nèi)通入如圖方向的電流后，判斷線圈如何運(yùn)動(dòng)？NS從右向左看電流逆時(shí)針流方法一、電流元分析法根據(jù)中心對(duì)稱(chēng)性線圈所受安培力的合力水平向左故線圈向磁鐵運(yùn)動(dòng)NSNS從右向左看電流逆時(shí)針流方法二、等效分析法環(huán)形電流等效為小磁針NS通電螺線管等效為多個(gè)環(huán)形電流、條形磁鐵NS從右向左看電流逆時(shí)針流條形磁鐵或小磁針等效為環(huán)形電流圖3-23例5.一個(gè)可以自由運(yùn)動(dòng)的線圈L1和一個(gè)固定的線圈L2互相絕緣垂直放置，且兩個(gè)圓線圈的圓心重合，當(dāng)兩線圈都通有如圖3-23所示方向的電流時(shí)，則從左向右看，線圈L1將( )A．不動(dòng)

B．順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)C．逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) D．向紙外平動(dòng)×BFFC例6、把一根柔軟的螺旋形彈簧豎直懸掛起來(lái),使它的下端剛好跟杯里的水銀面接觸,并使它組成如圖所示的電波,當(dāng)開(kāi)關(guān)接通后,將看到的現(xiàn)象是()A.彈簧向上收縮B.彈簧被拉長(zhǎng)C.彈簧上下振動(dòng)D.彈簧仍靜止不動(dòng)SC例7、如圖所示，向一根松弛的導(dǎo)體線圈中通以電流,線圈將會(huì)()A.縱向收縮,徑向膨脹B.縱向伸長(zhǎng),徑向膨脹C.縱向伸長(zhǎng),徑向收縮D.縱向收縮,徑向收縮縱向例7、如圖所示，向一根松弛的導(dǎo)體線圈中通以電流,線圈將會(huì)()

Ａ.縱向收縮，徑向膨脹；Ｂ.縱向伸長(zhǎng)，徑向收縮；Ｃ.縱向收縮，徑向伸長(zhǎng)；Ｄ.縱向伸長(zhǎng)，徑向膨脹。A螺線管通電后，在軸向上有收縮趨勢(shì)；在徑向上有擴(kuò)張趨勢(shì)．S

NIB2B1B1B2F1F1F2F2三、對(duì)安培力公式的理解：★不僅與B、I、L有關(guān)，還與放置方式有關(guān)★L(fēng)是有效長(zhǎng)度，不一定是導(dǎo)線實(shí)際長(zhǎng)度例8：如果與磁感線垂直的平面內(nèi)的通電導(dǎo)線為一等邊直角三角形的兩條直角邊，此時(shí)電流受到的安培力怎樣求？大小多少？方向怎樣？如果是一閉合回路受力又是多少?例9：在傾斜角為θ的光滑斜面上,置一通有電流I,長(zhǎng)為L(zhǎng),質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒，如圖所示,在豎直向上的磁場(chǎng)中靜止，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B為_(kāi)________.

Xθ四、力學(xué)和電學(xué)結(jié)合問(wèn)題：解：靜止于斜面說(shuō)明受力平衡NXθmgFθF=

mgtgθ=BILB=mgtgθ/IL質(zhì)量為m的通電細(xì)桿ab置于傾角為θ的導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌的寬度為d，桿ab與導(dǎo)軌間的摩擦因數(shù)為μ.有電流時(shí)，ab恰好在導(dǎo)軌上靜止，如圖3-24所示.圖(b)中的四個(gè)側(cè)視圖中，標(biāo)出了四種可能的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向，其中桿ab與導(dǎo)軌之間的摩擦力可能為零的圖是( ).圖3-24ABmgmgmgmgFNFFNFN引申1：欲使它靜止在斜面上,外加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B

的最小值為_(kāi)_______,

方向________.引申2：欲使它靜止在斜面上,且對(duì)斜面無(wú)壓力,外加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值為_(kāi)________,方向________.XθGNFθB

mgsinθ=BILB=mgsinθ/ILmg=BILB=mg/ILXθGFB例10、如圖所示:在磁感強(qiáng)度為2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,一與水平面成37度角的導(dǎo)電軌道,軌道上放一可移動(dòng)的金屬桿ab，電源電動(dòng)勢(shì)為E=10伏,內(nèi)阻r=1Ω,ab長(zhǎng)L=0.5m,質(zhì)量m為0.2kg,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R在什么范圍內(nèi),可使ab桿在軌道上保持靜止?(桿與軌道的電阻不計(jì))bGFNf(1)R很大時(shí)I很小所以F安很小，摩擦力沿斜面向上:mgsinθ=Fcosθ+fN=mgcosθ+Fsinθf(wàn)=uNθθ