安培力题型 - 答案

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1、通电导线处在磁场中，只要导线中的电流方向不与磁场方向相同或相反，总会受到磁场的安培力作用。通电导线在安培力与其它力的共同作用下可处于平衡态，也可处于变速运动过程。 非匀强磁场中的安培力问题，多为定性分析问题，分析求解的关键是安培力方向的确定，分析求解的关键是导线所处位置的磁场方向的确定及大小辨析。匀强磁场中的安培力问题，多为定量计算问题，分析求解的关键是安培力方向的确定，安培力大小的计算或列出安培力大小的表达式。在计算通电折线或曲线在匀强磁场中所受的安培力时，若导线平面与磁场平面垂直，可将其等效为长度等于折线或曲线在磁场部分的端点距离的直导线。 安培

2、力问题，也常与电磁感应问题相结合，这类问题的关键，在于对感应电流方向的正确判断。 1．安培力大小及方向判断问题 通电导体在磁场中所受安培力的方向既与电流方向垂直，又与磁场的磁感应强度方向垂直，也就是说，安培力方向垂直于电流方向与磁感应强度方向所决定的平面。在电流方向与磁场方向垂直时，安培力的大小为。安培力方向与电流方向、磁感应强度方向之间满足左手定则。已知通电导体中的电流方向、磁场的磁感应强度方向、安培力方向中的任意两个方向，可由左手定则判断出另一个方向。 1．如图1所示，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2，且I1＞I2。a、b、

3、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点，且a、b、c与两导线截面共线，b点在两导线之间，b、d的连线与导线所在的平面垂直。现将另一通电直导线分别放置在a、b、c、d并与原来的导线平行，则它所受安培力可能为零的位置是  A．a点      B．b点    C．c点      D．d点 解析：a、b、c、d各点的磁感应强度等于电流I1、I2各自产生的磁场的磁感应强度的矢量和。通电直导线平行与两道线放置在a、b、c、d个点时，其中的电流方向不可能与磁场方向相同或相反，若在某处是所受安培力为零，肯定是该处磁感应强度为零。磁感应强度为零处，两导线中的电流I1和

4、I2在该点的磁感应强度大小相等方向相反。由通电直导线磁场中的磁感线分布规律、安培定则和平行四边形定则知，b、d两点合磁感应强度一定不为零。两电流在a、c两点的磁感应强度方向相反，又I1＞I2，因此，a点合磁感应强度不可能为零，c点合磁感应强度可能为零，因此，平行另一通电直导线平行放置在c点时，所受安培力可能为零。本题选C。 【点评】本题也可通过判断另一通电直导线在各位置所受安培力的合力，进行分析判断。 【变式练习1】通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内，电流的方向如图2所示，ab边与MN平行，关于MN的磁场对线框的作用，下列叙述正

5、确的是  A．线框有两条边所受的安培力方向相同 B．线框各边所中，不可能有两条边受的安培力大小相等 C．线框所受安培力的合力朝左 D．线框所受安培力的合力为零 解析：由安培定则及直线电流的磁场分布规律可知，导线MN中的电流在其右方产生的磁场方向垂直纸面向里，但力导线越远处磁感强度越小。由左手定则可知线框ab、cd边所受安培力方向分别向左、向右。由公式可知，线框ab边所受的向左安培力大于cd边所受的向右安培力，这两个力的合力向左；用力可判知，线框bc、ad边所受安培力方向分别向上、向下，这两边上离导线MN距离相等的电流元处的磁感应强度相等，由此这两边所

6、受安培力大小相等，这两个力的合力等于零。本题选C。 2．共点力平衡问题 通电导体在安培力及其它力的共同作用下处于静止状态或匀速运动状态，则安培力与其它力的合力为零，可对受力导体运用共点力平衡条件分析求解。问题若涉及静摩擦力，应注意对静摩擦力方向的正确判断。 例3．一条形磁铁放在水平桌面上，它的上方靠S极一侧吊挂一根与它垂直的导电棒，图3中只画出此棒的截面图，并标出此棒中的电流是流向纸内的，在通电后磁铁仍静止在水平桌面，则相比于通电之前  A．磁铁对桌面的压力减小 B．磁铁对桌面的压力增大 C．磁铁受到向右的静摩擦力 D．磁铁受到向左的静摩擦力 解析：

7、由条形磁体磁场分布及左手定则可判知，通电导体棒受到斜向左下方的安培力，如图4所示。由牛顿第三定律知，磁铁受到通电导体棒中电流的磁场的作用力应斜向右上方。对磁铁由共点力平衡条件及牛顿第三定律可知，相比于通电前，磁铁对桌面的压力减小，磁铁受到向左的摩擦力。A、D正确。本题选AD。  【点评】此题也可通过判断条形磁铁受到电流的磁场的作用力，分析判断。 【变式练习2】如图5所示，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ。如果仅改变下列某一个条件，θ角的相应变化情况是  A．棒中

8、的电流变大，θ角变大 B．两悬线等长变短，θ角变小 C．金属棒质量变大，θ角变大 D．磁感应强度变大，θ角变