磁场三节探究安培力四节安培力的应用习题

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1、第三节　探究安培力第四节　安培力的应用1．如图3－3－1所示，把轻质导电线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面．当线圈内通入如图方向的电流后，判断线圈如何运动？图3－3－1做一做解析：可以把圆形线圈分成很多小段，每一小段可以看成一段直线电流，取其中的上下两小段分析，其截面图和受安培力的情况如图所示．根据其中心对称性可知，线圈所受安培力的合力水平向左，故线圈向磁铁运动．答案：向磁铁运动2．如图3－3－2所示，把一通电直导线放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由移动，当导线中通过如图所示方向的电流I时，试

2、判断导线的运动情况．图3－3－2做一做3．将长为1m的导线ac，从中点b折成如图3－3－7所示形状，放入B＝0.08T的匀强磁场中，abc平面与磁场垂直．若在导线abc中通入25A的直流电，则整个导线所受安培力大小为________N.图3－3－7做一做答案：1.7324．如图3－3－8所示，导体杆ab的质量为m，电阻为R，放置在与水平面夹角为θ的倾斜金属导轨上，导轨间距为d，电阻不计，系统处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，电池内阻不计，问：若导线光滑，电源电动势E多大才能使导体杆静止在导轨上？图3－3－8做一做5．条形磁铁竖直

3、放置，闭合圆环水平放置，条形磁铁中心线穿过圆环中心，如图3－3－9所示，若圆环为弹性环，其形状由Ⅰ扩大到Ⅱ，那么圆环内磁通量的变化的情况是()图3－3－9做一做A．磁通量增大B．磁通量减小C．磁通量不变D．条件不足，无法确定答案：B类型一安培力方向的判断如图3－3－10所示，其中A、B图已知电流方向及其所受磁场力的方向，试判断并在图中标出磁场方向．C、D图已知磁场方向及其对电流作用力的方向，试判断电流方向并在图中标出．例1图3－3－101．请画出图3－3－11所示的各种情况下，导线受到的安培力的方向．图3－3－11变式训练解析：利用左手

4、定则判定导线受到的安培力的方向时，注意图形的转化，将抽象的图形转化为便于受力分析的图形．各个图形中导线受到的安培力的方向如图所示．答案：见解析如图3－3－12所示，一金属直杆MN两端接有导线，悬挂于线圈上方，MN与线圈轴线均处于竖直平面内，为使MN垂直纸面向外运动，可以(双选)()类型二通电导体在安培力作用下的运动问题例2图3－3－12A．将a、c端接在电源正极，b、d端接在电源负极B．将b、d端接在电源正极，a、c端接在电源负极C．将a、d端接在电源正极，b、c端接在电源负极D．以上判断都不正确【解析】按照A选项中接法，由安培定则知螺

5、线管上端为N极，MN中电流方向自左向右，由左手定则知MN垂直于纸面向外运动．B选项中的接法使螺线管上端为S极，MN中电流方向自左向右，故由左手定则可判断，MN垂直于纸面向外运动，所以A、B正确．而C选项中螺线管上端为S极，MN中电流方向自左向右，则由左手定则可判知，MN垂直于纸面向内运动，所以选项C不正确．【答案】AB2.如图3－3－13所示，两个相同的轻质铝环均能在一个光滑的绝缘圆柱体上自由移动，设大小不同的电流按如图所示的方向通入两铝环，则两环的运动情况是()图3－3－13变式训练A．都绕圆柱体转动B．彼此相向运动，且具有大小相等的

6、加速度C．彼此相向运动，电流大的加速度大D．彼此背向运动，电流大的加速度大解析：选B.两个相同的铝环受到的安培力是相互的，则加速度大小相等；由左手定则可以判断安培力的方向是相向的，故选项B正确．地球是个大磁体，在赤道附近，地磁场可以看成是沿南北方向的匀强磁场．如果赤道某处的磁感应强度大小为0.5×10－4T，在赤道上有根东西方向的直导线，长为200m，载有从东往西的电流3A，则地磁场对这根导线的作用力有多大？方向如何？类型三安培力大小的计算例3【解析】地磁场的磁感应强度为0.5×10－4T，方向由南向北；导线垂直于地磁场放置，长度为20

7、0m，通有电流3A，则其所受安培力为：F＝BIL＝0.5×10－4×3×200N＝3.0×10－2N.根据左手定则可以判断导线所受安培力的方向垂直指向地面．【答案】3×10－2N，方向垂直指向地面【点评】安培力的计算应用公式F＝BILsinθ，其中θ是B与I的夹角，同时注意L为有效长度．这要我们先搞清磁场方向与电流方向．3．如图3－3－14所示，在匀强磁场中放有下列各种形状的通电导线，通入导线的电流为I，磁感应强度为B，求各导线所受到的安培力．图3－3－14变式训练解析：对安培力公式F＝BILsinθ的应用，要注意θ为B与I的夹角，另外

8、要注意导线长度应为垂直于磁场方向的有效长度．图甲中F1＝BILcosα；图乙中F2＝BIL；图丙中F3＝BIR，此时abc的有效长度为ac的长度；图丁中F4＝2BIR，此时半圆形线圈的有效长度为直径，即2R