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《江苏专版2019年高考物理总复习第36讲磁吃通电导线的作用力讲义》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、第36讲磁场对通电导线的作用力考情剖析考查内容考纲要求考查年份考查详情能力要求通电直导线和通电线圈周围磁场的方向、安培力I、II14年713—计算,考查导体棒在安培力作用下的共点力平衡分析综合、数学运算15年74—选择,考查导体棒在安培力作用下的共点力平衡理解、推理知识幣合I1-安培力的大小若I〃B时,F=;若I丄B时,F=2.安培力的方向(1)左手定则来判定安培力的方向:伸开左手,使大拇指跟其余四个手指,并且都跟手常在,把手放入磁场中,让磁感线,使伸开的四指指向的方向,那么,所指的方向就是通电导线在磁场中的受力方向.(2)安培
2、力的方向总垂直于所决定的平面,即一定垂直于B和I(F丄B,F丄I),但B与I不一定垂直.3.两平行通电导线间的作用:同向电流相互,反向电流相互・方法技巧考点1安培力1.安培力大小(1)当I丄B时,F=BIL.⑵当I〃B时,F=0.1.对安培力公式F=BIL的理解(1)公式的适用范围:B与L垂直;(2儿是有效长度,即垂直磁感应强度方向的长度;如弯曲导线的有效长度L等于两端点所连直线的长度(如图所示),相应的电流方向沿Lrf]始端流向末端.因此任意形状的闭合线圈,其有效长度为零,受到安培力的矢量和为零.XXXXXXXX【典型例题1]
3、如图所示,一根导线位于磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场中,其中AB=BC=CD=DE=1,且ZC=120°、ZB=ZD=150°•现给这根导线通入由A至E的恒定电流I,则导线受到磁场作用的合力大小为()A.2羽BT1B.(2+字)BT1C.(2+V3)BIlD.4BI1【典型例题2]如图所示的天平可用来测量磁场的磁感应强度.天平的右臂下面挂一个矩形线圈,宽为L,共N匝,线圈的下部悬在匀强磁场中,磁场方向垂直于纸面.当线圈中通有电流T(方向如图所示)时,在天平两边加上质量分别为⑷、叫的祛码时,天平平衡;当电流反向(大
4、小不变)时,右边再加上质量为m的祛码后,天平又重新平衡.由此可知()A.磁感应强度方向垂直纸面向里,大小为mi—m2NILgB.磁感应强度方向垂直纸面向里,大小为mg2NILC.磁感应强度方向垂直纸面向外,大小为mi—msNILgD.磁感应强度方向垂氏纸面向外,大小为mg2N1L考点2通电导线在安培力作用下的平衡和加速运动的分析方法1•解决有关通电导体在磁场中的平衡问题,关键是受力分析,只不过比纯力学屮的平衡问题要多考虑一个安培力.2.画好辅助图(如斜面),标明辅助方向(如B的方向、[的方向等)是画好受力分析图的关键.2.由于安
5、培力F、电流I、磁感应强度B的方向之间涉及三维空间,所以在受力分析时要善于把立体图转化成平面图.3.处理通电导线在安培力作用下的平衡和加速运动的问题的一般步骤.(1)确定研究对象,对研究对象进行受力分析.(2)画出受力平面图.对于空间的立体问题,应利用视图将立体问题转化为平而问题进行分析.通常是将导线看成点,线圈看成一条边.(3)依据平衡条件或牛顿第二定律列方程.【典型例题3】如图所示,两平行金属导轨间的距离1=0.40刃,金属导轨所在的平面与水平面夹角()=37°,在导轨所在平面内,分布着磁感应强度B=0.50T、方向垂直于导
6、轨所在平面的匀强磁场.金属导轨的一端接有电动势E=4.5V.内阻r=0.50。的直流电源.现把一个质量m=0.040kg的导体棒MN放在金属导轨上,导体棒恰好静止.导体棒与金属导轨垂直、且接触良好,导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻Ro=2.5Q,金属导轨电阻不计,g取10m/s.B知s,〃37°=0.60,cos37°=0.80,求:(1)通过导体棒的电流大小;(2)导体棒受到的安培力大小;(3)导体棒受到的摩擦力.0变式训练1•如图所示,用两根细线将一长1、质量为m的通电直导线悬挂,直导线垂直纸面且电流向里,大小为T,加一垂
7、直电流的匀强磁场恰能使细线偏离竖直方向e处于静止,重力加速度为g.(1)在图上标出所加磁场方向的范围.(2)确定所加磁场磁感应强度最小值及其方向.考点3安培力作用下导体运动方向判定的常用方法电流元法分割为电流元f左手定则f安培力方向f整段导体所受合力方向f运动方向特殊位置法在特殊位置f安培力方向f运动方向等效法环形电流等效为磁针或条形磁铁通电螺线管等效于多个坏形电流结论法同向电流互相吸引,异向电流互相排斥;两不平行的直线电流相互作用时,有转到平行且电流方向相同的趋势转换研究对象法定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动或运动趋势的问
8、题,可先分析电流在磁体磁场屮所受的安培力,然后由牛顿第三定律,确定磁体所受电流磁场的作用力,从而确定磁体所受合力及运动方向【典型例题4】如图所示,把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁两极的正上方,导线可以自由转动,当导线通入图示方向电流I时,导线的运动情况是