2012高考物理二轮复习 专项突破 安培力.ppt

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1、安培力—磁场对电流的作用力通电导线在磁场中所受的安培力1.安培力的大小:2.安培力的方向:3.磁力矩:4.题选P146/练1练习1P145/例1例1例2例3例4例5P146/例300年上海402年上海1301年全国7例62005年上海卷1A通电导线在磁场中所受的安培力1.安培力的大小:在匀强磁场中，在通电直导线与磁场方向垂直的情况下．电流所受的安培力F等于磁感应强度B、电流I和导线长度L三者的乘积．F＝ILB通电导线方向与磁场方向不垂直时的安培力B1BB2IθθB把磁感应强度B分解为两个分量：一个是

2、跟通电导线方向平行的分量B1＝Bcosθ另一个是跟通电导线方向垂直的分量B2＝Bsinθ．B1与通电导线方向平行，对电流没有作用力，电流受到的力是由B2决定的，即F＝ILB2．将B2=Bsinθ代入上式，得到F＝ILBsinθ．θ=0°F=0θ=90°F=ILB用左手定则来判定：伸开左手．使大拇指跟其余四个手指垂直．并且都跟手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流的方向，那么，大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向．2.安培力的方向:3.磁力矩:M

3、=NBIScosθ如图示在匀强磁场中，N匝矩形线框abcd通入电流I绕轴转动到图示位置时，线框平面跟磁场方向夹角为θ,aL1L2BbO1O2IcdBacθab受力F1=IL1BF1cd受力F2=IL1BF2M=NF1L2cosθ/2+NF2L2cosθ/2==NBIScosθ磁力矩的大小与线圈的形状、所选取的转轴的位置无关P146/练1.如图所示，条形磁铁放在水平粗糙桌面上，它的左端上方固定一根与条形磁铁垂直的长直导线，导线中通以如图示方向的电流时，和原来没有电流通过时相比较，磁铁受到的支持力N和摩

4、擦力f()（A）N减小，f向左;（B）N减小，f向右;（C）N增大，f向左;（D）N增大，f向右.解：NIS画出电流所在处的磁感应线及该点的磁场方向如图：B由左手定则，磁场力F方向如图:F由牛顿第三定律，磁铁受到等大反向的力FF对磁铁进行受力分析可知支持力N增大，摩擦力f向左C练习1、如图所示，条形磁铁放在水平粗糙桌面上，它的正中间上方固定一根长直导线，导线中通过方向垂直纸面向里（即与条形磁铁垂直）的电流，和原来没有电流通过时相比较，磁铁受到的支持力N和摩擦力f将()（A）N减小，f=0;（B）N减

5、小，f≠0;（C）N增大，f=0;（D）N增大，f≠0.SNI解：画出电流所在处的磁感应线及该点的磁场方向如图：B由左手定则，磁场力F方向如图:F由牛顿第三定律，磁铁受到等大反向的力FF对磁铁进行受力分析：可知支持力N增大，摩擦力f=0CP145/例1、如图所示，在条形磁铁的N极附近悬挂一个线圈。磁铁水平放置。其轴线与线圈平面垂直并通过线圈的圆心。当线圈中电流沿图示方向流动时，线圈将（）（A）不动（B）转动（C）向左摆动（D）向右摆动SNI解；画出电流所在处的磁感应线如图，并正交分解B2B1B1B2

6、B1对电流的作用力F1沿半径向外，互相抵消。F1F1B2对电流的作用力F2沿轴向向左。合力向左。F2F2所以线圈向左摆动。选C又解：把环形电流等效为小磁针，左侧为S极，异名磁极相吸，所以线圈向左摆动。C例1.如图所示，在水平方向的匀强磁场中，用两根柔软的细线将金属棒ab悬持在水平位置上，金属棒中通入由a到b的稳定电流I，这时两根细线被拉紧，现要想使两根细线对金属棒拉力变为零，可采用哪些方法（）(A)适当增大电流I(B)将电流反向并适当改变大小(C)适当增大磁场(D)将磁场反向并适当改变大小baIAC

7、例.两条长直导线AB和CD相互垂直，彼此相隔一很小距离，通以图所示方向的电流，其中AB固定，CD可以其中心为轴自由转动或平动，则CD的运动情况是（）(A)顺时针方向转动，同时靠近导线AB(B)顺时针方向转动，同时离开导线AB(C)逆时针方向转动，同时靠近导线AB(D)逆时针方向转动，同时离开导线ABIIBADCC例2.如图所示,在磁感应强度为1T的匀强磁场中,有两根相同的弹簧,下面挂一条长0.5m,质量为0.1kg的金属棒MN,此时弹簧伸长10cm,欲使弹簧不伸长则棒上应通过的电流的大小和方向如何?

8、解:未通电时,两弹簧的弹力之和等于重力.mgTT通电后,弹簧不伸长,则安培力等于重力.mgFBIL=mgI=mg/BL=1/0.5=2A由左手定则,电流方向应向右.NMB例3.一根长为a的金属棒用长为b的两根导线悬挂起来，如图所示，通以电流I，金属棒静止在某一匀强磁场中，此时导线与竖直方向夹角为θ，则保持这一状态并使磁感应强度B取最小值时，磁场的方向应与竖直向上的方向成角，此时金属棒所受到的磁力矩为。aθθbI解：画出金属棒的左视图并分析受力如图：F×θTmg金属棒受