磁场安培力有关试题

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1、］、安培力、（1）口定义：磁场对电流的作用力叫安培力。（2）安培力的大小与导线放置令关。图1B同一通电导线，按不同方式放在同一磁场中，如图1、图2、图3所示，三种情况下,导线少磁场方向垂宜时安培力最大，取为臨滾；当导线少磁场方向平行时，安培力报小,F=o:其他情况下，0

2、）安培力的大小安培力的大小可由F=BIL求出（I丄B）,使用此式时应注意儿点：①导线L所处的磁场应为匀强磁场。②L为有效长度，如图4所示，半径为「的半圆形导线与磁场B垂直放置，当导线中通以电流I时，安培力F=2BIro（2）安培力的方向——左手定则仲开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在同一平面内，把手放入磁场，让磁感线穿过手心，让伸开的四指指向电流方向，那么大拇指所指方向即为安培力方向。说明：不管电流方向与磁场方向是否垂直，安培力方向总垂直于电流方向与磁场方向所在的平血0注意：左手定则判定的是磁场对电流作用力的方向，而不一定是载流导体运

3、动的方向。载流导体是否运动，要看它所处的具体情况而定。例如：两端固定的载流导体，即使受磁场力作用，它也不能运动。（3）两平行通电直导线的相互作用同向电流相互吸引，反向电流相互排斥。I设两导线中都通以向上的同向电流，如图5所示。M*根据女培定则，导线a中的电流产牛的磁场，在H右侧都垂直纸面向内。这个磁场对通电导线b的作用力F血的方向山左于定则可知，在纸面内向左。同理，导线b屮的电流产生的磁场在其左侧都垂直纸面向外，它对导线a的作用力F"的方向在纸血内向右。结果，两导线互相吸引。若其屮b导线的电流反向（即两导线屮通以反向电流），则a导线的右边垂直纸面向内

4、t的磁场对b导线的作用力F必的方向在纸而内向右；同理b导线的左边垂直纸而向内的磁场f对a导线的作用氐的方向在纸面内向左。结果，两导线互相排斥，如图6所示。3、判断安培力作川下物体的运动方向的常规方法:（1）电流元法：即把整段电流等效为多段直线电流元运川左手定则判断出每小段电流元受安培力的方向，从而判断出整段电流所受合力的方向，最后确定运动方向。（2）特殊位置法：把电流或磁铁转到一个便于分析的特殊位置后再判断所受安培力方向，从血确定运动方向。（3）等效法：环形电流和矯电螺线管都可以等效成条形磁铁，条形磁铁也可等效成环形电流或通电螺线管。通电螺线管也可以

5、等效成很多匝的环形电流来分析。（4）利用结论法：①两电流相互平行时无转动趋势，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥；②两电流不平行时，有转动到相互平行且方向相同的趋势，利用这些结论分析，可事半功倍。4：°安培力作用下的物体平衡：（1）有安培力参与的物体平衡，此平衡与前而所讲的物体平衡一样，也是利用物体平等条件解题，其中安培力是众多受力中的一个。（2）与闭合电路欧姆定律相结合的题口。主要应用：①全电路欧姆定律；②安培力求解公式F=BIL；③物体平衡条件。（3）在安培力作用下的物体平衡的解题步骤和前而我们学习的共点力平衡相似，一般也是先进行受力分析，再根据

6、共点力平衡的条件列出平衡方程。其中重要的是在受力分析过程中不要漏掉了安培力。女培力作为通电导线所受的外力参与受力分析，产牛了通电导体在磁场中的平衡、加速及做功问题，这类问题与力学知识联系很紧，解题时，把安培力等同于重力、弹力、摩擦力等性质力；对物体进行受力分析时，注意安培力大小和方向的确定；求解吋注意运用力学中静力学、动力学及功和能等有关知识解此类题可以有效地培养综合运川能力，必须引起重视。【典型例题】问题1・对于安培力计算式的深层理解：例1•如图7,在匀强磁场中放有下列各种形状的通电导线，电流强度为I,磁感应强度为B,求各导线所受到的安培力。图7解

7、析：木题考査对安培力人小计算公式的正确理解，F=BILsin6i=BJL,B丄为磁场在垂直导线电流方向的分量，B为有效磁场，或者F=BIL丄，其屮L丄为垂直于磁场方向的有效长度。A图中FA=BILcosa,这时不能死记公式，而写成sinci,要理解公式本质是有效长度或有效磁场，正确分解。B图中，B丄I,不论导线再怎么放，也在纸平而内，故Fa=BILoC图是两根导线组成的折线abc,整体受力实质上是两部分宜导线分別受力的矢量和，其有效长度为ac（即从lc的电流）。故Fa=J?EIL。同理，从a-b的半圆形电流，分析圆弧上对称的每一小段电流，受力抵消合并

8、后，其有效长度为ab,Fa=2BIR。所以，Fa=BILsu10,可以推广到任意形状的导线在匀强磁场中的受力