安徽省蕪湖市高考物理一輪復(fù)習(xí)第十章磁場第2講安培力教案

PAGE6-安培力班級__________座號_____姓名__________分?jǐn)?shù)__________一、學(xué)問清單1．安培力的大小安培力常用公式F＝BIL，要求兩兩垂直，應(yīng)用時(shí)要滿意：(1)B與L垂直；(2)L是有效長度，即垂直磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的長度。如彎曲導(dǎo)線的有效長度L等于兩端點(diǎn)所連直線的長度(如圖所示)，相應(yīng)的電流方向沿L由始端流向末端。因?yàn)殡S意形態(tài)的閉合線圈，其有效長度為零，所以閉合線圈通電后在勻強(qiáng)磁場中，受到的安培力的矢量和為零。2．安培力的方向(1)左手定則：伸開左手，讓拇指與其余四個(gè)手指垂直，并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi)；讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使四指指向電流的方向，這時(shí)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。(2)兩平行的通電直導(dǎo)線間的安培力：同向電流相互吸引，異向電流相互排斥。3．兩種電路連接方式所受安培力的區(qū)分F=BI1L+BI2L=BILF4．側(cè)視圖的畫法側(cè)視面：從垂直于直導(dǎo)線的一側(cè)平視所看到的平面。此時(shí)，金屬棒用圓代替，電流方向用“×”或“·”表示。立體圖側(cè)視圖5．安培力做功的特點(diǎn)和實(shí)質(zhì)：(1)安培力做功與路徑有關(guān)，不像重力、電場力做功與路徑無關(guān)。(2)安培力做功可起到能量轉(zhuǎn)化的作用。a.安培力做正功：將電能轉(zhuǎn)化為通電導(dǎo)線的動能或其他形式的能；b.安培力做負(fù)功：將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能后儲存起來或轉(zhuǎn)化為其他形式的能。二、例題精講6．如圖1所示，裝有導(dǎo)電液的玻璃器皿放在上端為S極的蹄形磁鐵的磁場中，器皿中心的圓柱形電極與電源負(fù)極相連，內(nèi)壁邊緣的圓環(huán)形電極與電源正極相連．電流方向與液體旋轉(zhuǎn)方向(從上往下看)分別是()A．由邊緣流向中心、順時(shí)針旋轉(zhuǎn)B．由邊緣流向中心、逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)C．由中心流向邊緣、順時(shí)針旋轉(zhuǎn)D．由中心流向邊緣、逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)7．在赤道上某處有一豎直直立的避雷針，當(dāng)帶有正電荷的烏云經(jīng)過避雷針的上方并通過避雷針形成電流時(shí)，地磁場對避雷針的作用力的方向?yàn)椋ǎ〢．向東 B．向南 C．向西 D．向北8．如圖所示，用粗細(xì)勻稱的電阻絲折成平面梯形框架abcd.其中ab、cd邊與ad邊夾角均為60°，ab＝bc＝cd＝L，長度為L的電阻絲電阻為R0，框架與一電動勢為E、內(nèi)阻r＝R0的電源相連接，垂直于框架平面有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，則梯形框架abcd受到的安培力的大小為（）A．0 B．eq\f(5BEL,11R0)C.eq\f(10BEL,11R0) D.eq\f(BEL,R0)9．如圖5所示，兩平行直導(dǎo)線cd和ef豎直放置，通以方向相反大小相等的電流，a、b兩點(diǎn)位于兩導(dǎo)線所在的平面內(nèi)．則（）A．b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零B．ef導(dǎo)線在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面對里C．cd導(dǎo)線受到的安培力方向向右D．同時(shí)變更兩導(dǎo)線的電流方向，cd導(dǎo)線受到的安培力方向不變10．（多選）如圖1所示，質(zhì)量為m、長為L的直導(dǎo)線用兩絕緣細(xì)線懸掛于O、O′，并處于勻強(qiáng)磁場中．導(dǎo)線中通以沿x軸正方向的電流I，懸線與豎直方向的夾角為θ，且導(dǎo)線保持靜止，則磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向和大小可能為() A．z軸正向，eq\f(mg,IL)tanθ B．y軸正向，eq\f(mg,IL)C．z軸負(fù)向，eq\f(mg,IL)tanθ D．沿懸線向上，eq\f(mg,IL)sinθ11．電磁炮是一種志向的兵器，它的主要原理如圖所示，利用這種裝置可以把質(zhì)量為m＝2.0g的彈體(包括金屬桿EF的質(zhì)量)加速到6km/s.若這種裝置的軌道寬d＝2m、長L＝100m、電流I＝10A、軌道摩擦不計(jì)且金屬桿EF與軌道始終垂直并接觸良好，則下列有關(guān)軌道間所加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁場力的最大功率結(jié)果正確的是（）A．B＝18T，Pm＝1.08×108WB．B＝0.6T，Pm＝7.2×104WC．B＝0.6T，Pm＝3.6×106WD．B＝18T，Pm＝2.16×106W三、自我檢測12．一根簡單形變的彈性導(dǎo)線，兩端固定．導(dǎo)線中通有電流，方向如下圖中箭頭所示．當(dāng)沒有磁場時(shí)，導(dǎo)線呈直線狀態(tài)；當(dāng)分別加上方向豎直向上、水平向右或垂直于紙面對外的勻強(qiáng)磁場時(shí)，描述導(dǎo)線狀態(tài)的四個(gè)圖示中正確的是（）13．(多選)如圖（a）所示，揚(yáng)聲器中有一線圈處于磁場中，當(dāng)音頻電流信號通過線圈時(shí)，線圈帶動紙盆振動，發(fā)出聲音。俯視圖（b）表示處于輻射狀磁場中的線圈（線圈平面即紙面）磁場方向如圖中箭頭所示，在圖（b）中（）A．當(dāng)電流沿順時(shí)針方向時(shí)，線圈所受安培力的方向垂直于紙面對里B．當(dāng)電流沿順時(shí)針方向時(shí)，線圈所受安培力的方向垂直于紙面對外C．當(dāng)電流沿逆時(shí)針方向時(shí)，線圈所受安培力的方向垂直于紙面對里D．當(dāng)電流沿逆時(shí)針方向時(shí)，線圈所受安培力的方向垂直于紙面對外14．如圖10所示，用天平測量勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度．下列各選項(xiàng)所示的載流線圈匝數(shù)相同，邊長MN相等，將它們分別掛在天平的右臂下方．線圈中通有大小相同的電流，天平處于平衡狀態(tài)．若磁場發(fā)生微小變更，天平最簡單失去平衡的是()15．關(guān)于通電直導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場中所受的安培力，下列說法正確的是()A．安培力的方向可以不垂直于直導(dǎo)線B．安培力的方向總是垂直于磁場的方向C．安培力的大小與通電直導(dǎo)線和磁場方向的夾角無關(guān)D．將直導(dǎo)線從中點(diǎn)折成直角，安培力的大小肯定變?yōu)樵瓉淼囊话?6．(多選)如圖，三根相互平行的固定長直導(dǎo)線L1、L2和L3兩兩等距，均通有電流I，L1中電流方向與L2中的相同，與L3中的相反，下列說法正確的是（）A．L1所受磁場作用力的方向與L2、L3所在平面垂直B．L3所受磁場作用力的方向與L1、L2所在平面垂直C．L1、L2和L3單位長度所受的磁場作用力大小之比為1∶1∶eq\r(3)D．L1、L2和L3單位長度所受的磁場作用力大小之比為eq\r(3)∶eq\r(3)∶117．如圖所示，兩根平行放置、長度均為L的直導(dǎo)線a和b，放置在與導(dǎo)線所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場中，當(dāng)a導(dǎo)線通有電流強(qiáng)度為I、b導(dǎo)線通有電流強(qiáng)度為2I，且電流方向相反時(shí)，a導(dǎo)線受到的磁場力大小為F1，b導(dǎo)線受到的磁場力大小為F2，則a通電導(dǎo)線的電流在b導(dǎo)線處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為()A.eq\f(F2,2IL)B.eq\f(F1,IL)C.eq\f(2F1－F2,2IL)D.eq\f(2F1－F2,IL)18．(多選)如圖所示，一質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒MN兩端分別放在兩個(gè)固定的光滑圓形導(dǎo)軌上，兩導(dǎo)軌平行且間距為L，導(dǎo)軌處在豎直方向的勻強(qiáng)磁場中，當(dāng)導(dǎo)體棒中通一自左向右的電流I時(shí)，導(dǎo)體棒靜止在與豎直方向成37°角的導(dǎo)軌上，取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，則（）A.磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=eq\f(3mg,4IL)；B.磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=C.每個(gè)圓導(dǎo)軌對導(dǎo)體棒的支持力大小FN=eq\f(5,8)mgD.每個(gè)圓導(dǎo)軌對導(dǎo)體棒的支持力大小FN=mg19．(多選)如右圖所示，在傾角為α的光滑斜面上，垂直斜面放置一根長為L、質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒，當(dāng)通以圖示方向電流I時(shí)，欲使導(dǎo)體棒靜止在斜面上，可加一平行于紙面的勻強(qiáng)磁場，當(dāng)外加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向由垂直斜面對上沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)至水平向左的過程中，下列說法中正確的是（）A．此過程中磁感應(yīng)強(qiáng)度B漸漸增大B．此過程中磁感應(yīng)強(qiáng)度B先減小后增大C．此過程中磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值為eq\f(mgsinα,IL)D．此過程中磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最大值為eq\f(mgtanα,IL)20．電磁炮有許多優(yōu)點(diǎn)，備受各國軍事家的重視，如圖12是導(dǎo)軌式電磁炮試驗(yàn)裝置的示意圖。兩根平行長直金屬導(dǎo)軌沿水平方向固定，其間安放金屬滑塊(即試驗(yàn)用彈丸)?；瑝K可沿導(dǎo)軌無摩擦滑行，且始終與導(dǎo)軌保持良好接觸。電源供應(yīng)的強(qiáng)大電流從一根導(dǎo)軌流入，經(jīng)過滑塊，再從另一導(dǎo)軌流回電源?；瑝K被導(dǎo)軌中的電流形成的磁場推動而放射。在放射過程中，滑塊所在位置始終可以簡化為勻強(qiáng)磁場，方向垂直于紙面，磁感應(yīng)強(qiáng)度與電流的關(guān)系為B＝kI，假如兩導(dǎo)軌內(nèi)側(cè)間距為l