江苏省淮安市淮安中学高中物理 磁感应强度、安培力复习学案 新人教版选修31.doc

1 磁感应强度 安培力磁感应强度 安培力 学习目标 磁感应强度 安培力的大小和方向 自主学习 一 磁感应强度 1 比值定义 b 其中 导线与磁场 f 为 b 为导线所在处的 b 的大小与 i l f 由 决定 2 b 是矢量 计算时遵循 二 安培力 1 大小 如图 一根长为 l 的直导线 处于磁感应强度为 b 的匀强磁场中且与 b 的夹角为 当通过电流 i 时 安培力的大小可表示为 f 当 90 时 安培力最大 fmax 当 0 或 180 时 安培力为 2 方向 用左手定则判定 安培力始终垂直于 和 所决定 的平面 但 和 不一定垂直 若它二者中任一量反向 f 将 典型例题 1 在纸面上有一个等边三角形 abc 其顶点 处都通有相同电流的三根长直导线垂直于纸面位置 电流方向如图所示 每根通电导线在三角形的中心 o 产生的磁感应强度大小为 b0 则中 心 o 处的磁感应强度大小为 2 在同一平面内有四根彼此绝缘的通电直导线 如图所示 四根导线中电流 i4 i3 i2 i1 要使 o 点磁场增强 则应切断 哪一根导线中的电流 b 2 a i1 b i2 c i3 d i4 3 如图 一通电直导线位于蹄形磁铁 磁极的正上方 当通以电流 i 时 试判断导线的运动情况 4 如图所示 a 为一水平旋转的橡胶盘 带有大量均 匀分布的负电荷 在圆盘正上方水平放置一通电直导线 电 流方向如图 当圆盘高速绕中心轴 oo 转动时 通电直导 线所受磁场力的方向是 a 竖直向上b 竖直向下c 水平向里d 水平向外 5 如图所示 两根平行放置的导电轨道 间距为 l 倾角为 轨道间接有电动势 为 e 内阻不计 的电源 现将一根质量为 m 电阻为 r 的金属杆 ab 与轨道垂直放于导 电轨道上 轨道的摩擦和电阻均不计 要使 ab 杆静止 所加匀强磁场的磁感应强度至 少多大 什么方向 针对训练 1 下列说法中正确的是 a 电荷在某处不受电场力的作用 则该处电场强度为零 b 一小段通电导线在某处不受磁场力作用 则该处磁感应强度一定为零 c 表征电场中某点电场的强弱 是把一个检验电荷放在该点时受到的电场力 与 检验电荷本身电荷量的比值 s n ab 3 d 表征磁场中某点磁场的强弱 是把一小段通电导线放在该点时受到的磁场 力 与该小段导体长度和电流乘积的比值 2 在球体上分别沿经 纬两个方向互相垂直的套有两个绝缘导线环 aa 和 bb 环中通有相同大小的恒定电流 如图 则球心处磁感应强度的方向为 aa 面水平 bb 面垂直纸面竖直 a 指向左上方 b 指向右下方 c 竖直向上 d 水平向右 3 如图所示 原来静止的圆形通电线圈通以逆时针方向的电流 i 在其直径 ab 上 靠近 b 点放一根垂直于线圈平面的固定不动的长直导线 通过如图所示的方向的电流 i 在磁场力作用下圆线圈将 a 向左运动 b 向右运动 c 以直径 ab 为轴运动 d 静止不动 4 质量为 m 的通电细杆 ab 置于倾角为 的导轨上 导轨宽度为 d 杆 ab 与导轨间 的动摩擦因数为 有电流时 ab 恰好能在导轨上静止 如图所示 它的四个侧视图中 标出四种可能的匀强磁场方向 其中杆 ab 又与导轨之间的摩擦力可能为零的图是 a 图 b 图 c 图 d 图 4 a b c d 5 一根长度 0 1 米的均匀金属杆 两端焊接等长的细软导线 悬挂在同一水平的 两点上 abcd 所在的区域内有一竖直方向的匀强磁场 当 ab 中通 以如图所示电流时 金属杆 ab 偏离原来的位置到两根悬线和竖直方 向的夹角为 30 时保持平衡 如果金属杆 ab 的质量为 0 0866 千克 其中通过电流强度为 10 安 求匀强磁场的磁感应强度 g 取 10 米 秒 2 能力训练 1 下列叙述正确的是 a 放在匀强磁场中的通电导线受到恒定的磁场力 b 沿磁感线方向 磁场逐渐减弱 c 磁场的方向就是通电导体所受磁场力的方向 d 安培力的方向一定垂直磁感应强度和直导线所决定的平面 2 如图 o 为圆心 kn lm 是半径分别为 on om 的同心圆 若 o 处垂直纸面放置 一载流直导线 电流垂直纸面向外 用一条导线围成如图所示回路 klmn 当回路中沿图 示方向通以电流时 此回路将 a 向左平动 b 在纸面向绕过 o 点垂直于纸面的轴转动 c kl 边向外 mn 边向里运动 d kl 边向里 mn 边向外运动 3 如图所示 一重为 g1的通电圆环置于水平桌面 环中电流方向为顺时针方向 从上往下看 在环的正上方用轻绳悬挂一条形磁铁 磁铁的中心轴线通过圆环中心 磁铁的上端为 n 极 下端为 s 极 磁铁自身重为 g2 则下列关于圆环对桌面压力 f 磁 铁对轻绳拉力 f 的大小正确的是 a f g1 f g2 b f g1 f g2 5 c f g1 f g2 d f g1 f g2 4 如图所示 水平桌面上放一根条形磁铁 磁铁正中央上方吊着跟磁铁垂直的导 线 当导线中通入指向纸内的电流时 a 悬线上的拉力将变大 b 悬线上的拉力将变小 c 条形磁铁对水平桌面的压力将变大 d 条形磁铁对水平桌面的压力将不变 5 载流导线 l1 l2处在同一平面内 l1是固定的 l2可绕垂直纸面的固定转轴 o 转动 各自的电流方向如图所示 则下列说法中正确的是 a 因不受磁场力作用 故 l2不动 b 因 l2所受的磁场力对轴 o 的力矩相平衡 故 l2不动 c l2绕轴 o 按顺时针方向转动 d l2绕轴 o 按逆时针方向转动 6 如图所示 ab 是两根靠在一起的平行通电直导线 其中电流分别为 ia和 ib 已 知 ia ib 电流方向如图 当垂直于 a b 所在的平面加一个磁感应强度为 b 的匀强磁 场 导线 a 恰好能处于平衡状态 则导线 b 的受力情况与加磁场 b 以前相比 a 不再受磁场力作用 b 所受磁场力是原来的 2 倍 c 所受磁场力小于原来的 2 倍 d 所受磁场力大于原来的 2 倍 7 如图所示 闭合导线 aba 中通入电流 i 方向如图 匀强磁场 b 垂直纸面向里 且与闭 合导线平面垂直 直导线 ab 长为 l 则闭合导 线受到的安培力大小是 弯曲导线 ab 受到的安培力的大小是 方向 直导线 ab 受到的安培力大小 6 是 方向 8 如图所示 在同一水平面的两导轨相互平行 并在竖直向上的磁场中 一根质 量为 3 6kg 有效长度 2m 的金属棒放在导轨上 当金属棒中的电流为 5a 时 金属棒做 匀速运动 当金属棒中的电流强度增大到 8a 时 金属棒能获得 2m s2的加速度 则磁场 的磁感应强度为多少 9 如图所示 有一根导线 ab 紧靠在竖直导轨上 它们之间的摩擦因数为 0 5 匀强磁场方向竖直向上 磁感应强度 b 0 4t 如果导线的质量为 m 0 010kg 长度 l 0 20m 问在导线 ab 上至少要通以多大的电流才能使它保持静止 电流方向如何 g 取 10m s2 10 如图所示 将长 50cm 质量为 10g 的均匀金属棒 ab 的两端用两只相同的弹簧 悬挂成水平状态 位于垂直纸面向里的匀强磁场中 当金属棒中通过 0 4a 电流时 弹 簧恰好不伸长 求 1 匀强磁场中磁感应强度是多大 2 当金属棒通过 0 2a 由 a 到 b 的电流时 弹簧伸长 1 厘米 如果电流方向由 b 到 a 而电流大小不变 弹簧伸 长又是多少 学后反思 7 参考答案 典型例题 1 o 2 d 3 由上往下看导线