高考物理一轮总复习 第八章 磁场 第1节（课时2）磁场的描述及磁场对电流的作用：安培力的分析与计算课件 鲁科版.ppt

考点强化 对安培力的分析与计算 1 考点精讲 2 典例剖析 3 规律方法 4 跟踪训练 第八章磁场 5 真题演练 一 考点精讲 1 考点精讲 1 安培力的大小当磁感应强度b的方向与导线方向成 角时 f 这是一般情况下的安培力的表达式 以下是两种特殊情况 1 当磁场与电流 时 安培力最大 fmax 2 当磁场与电流 时 安培力等于零 ilbsin 垂直 ilb 平行 2 安培力的方向 1 左手定则 伸开左手 让拇指与其余四个手指 并且都与手掌在同一个平面内 让磁感线从掌心进入 并使四指指向 的方向 这时 所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向 垂直 拇指 吸引 排斥 电流 2 两平行的通电直导线间的安培力 同向电流互相 异向电流互相 二 典例剖析 2 典例剖析 例2 2015 陕西宝鸡质检 如图将一个半径为r的导电金属圆环串联接入电路中 电路的电流为i 接入点a b是圆环直径上的两个端点 流过圆弧acb和adb的电流相等 金属圆环处在磁感应强度为b的匀强磁场中 磁场方向与圆环所在平面垂直 则金属圆环受到的安培力为 a 0b birc 2 bird 2bir 显隐解析 用导线的等效长度进行分析 备选 通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线mn在同一平面内 电流方向如图所示 ad边与mn平行 关于mn中电流产生的磁场对线框的作用 下列叙述中正确的是 a 线框有两条边所受到的安培力方向相同b 线框有两条边所受到的安培力大小相同c 整个线框有向里收缩的趋势d 若导线mn向左微移 各边受力将变小 但合力不变 审题导析1 用安培定则判定出通电导线mn在其右侧产生的磁场特点 2 用左手定则分别分析ab bc cd da四段导线在此磁场中的受力情况 3 mn左微移 矩形框所在处磁场减弱 各边所受磁场力均发生变化 转解析 转原题 解析由直线电流产生磁场的特点可知 与导线距离相等的位置磁感应强度大小相等 因此ab与cd边受到的安培力大小相等 b对 由安培定则知mn中电流在导线框处产生的磁场垂直纸面向里 由左手定则可判定ab受力方向向下 cd受力方向向上 ad受力方向向左 bc受力方向向右 但ad受到的力大于bc受到的力 整个线框有向外扩张的趋势 a c错 若mn向左微移 则线框各边所在处磁场均减弱 故各边受力均变小 但ad边所在处减弱更多 故线框所受向左的合力变小 d错 答案b 三 规律方法 3 规律方法 应用安培力公式时应注意的问题安培力常用公式f bil 要求两两垂直 应用时要满足 1 b与l垂直 2 l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l由始端流向末端 因为任意形状的闭合线圈 其有效长度为零 所以闭合线圈通电后在匀强磁场中 受到的安培力的矢量和为零 均为有效长度 变式训练3 2015 江苏单科 4 如图示 用天平测量匀强磁场的磁感应强度 下列各选项所示的载流线圈匝数相同 边长mn相等 将它们分别挂在天平的右臂下方 线圈中通有大小相同的电流 天平处于平衡状态 若磁场发生微小变化 天平最容易失去平衡的是 解析由题意知 处于磁场中的导体受安培力作用的有效长度越长 根据f bil知受安培力越大 磁场发生微小变化 安培力变化最大 天平越容易失去平衡 由图知选项a中导体的有效长度最大 所以a正确 答案a 解析显隐 四 跟踪训练 4 跟踪训练 跟踪训练 在等边三角形的三个顶点a b c处 各有一条长直导线垂直穿过纸面 导线中通有大小相等的恒定电流 方向如图示 则过c点的导线所受安培力的方向 a 与ab边平行 竖直向上b 与ab边平行 竖直向下c 与ab边垂直 指向左边d 与ab边垂直 指向右边 解析根据直线电流的安培定则 a b在c处所激发的磁场方向分别如图中ba bb所示 应用平行四边形定则可知c导线所在处的合磁场方向如图所示 根据左手定则可知安培力f安的方向与a b连线垂直 指向左边 答案c 解析显隐 bb ba b f安 1 由安培定则判定通电导线a b在c处激发的磁场方向 2 由矢量合成法则确定合磁场方向 3 由左手定则判定c导线所受安培力方向 跟踪训练 如图所示 d为置于电磁铁两极间的一段通电直导线 电流方向垂直于纸面向里 在开关s接通后 导线d所受磁场力的方向是 a 向上b 向下c 向左d 向右 解析 由右手螺旋定则知 软铁芯在导线d处的磁场方向向左 由左手定则可判定导线d受到的磁场力方向向上 a正确 答案 a 解析显隐 五 真题演练 5 真题演练 真题 2010 上海高考 如图示 长为2l的直导线折成边长相等 夹角为60 的v形 并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中 磁感应强度为b 当在该导线中通以电流强度为i的电流时 该v形通电导线受到的安培力大小为 a 0b 0 5bilc bild 2bil 解析 v形导线通入电流i时 每条边受到的安培力大小均为bil 方向分别垂直于导线斜向上 再由平行四边形定则可得其合力f bil 答案为c 答案 c 解析显隐 f1 f2 真题 2014 新课标全国卷 15 关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力 下列说法正确的是 a 安培力的方向可以不垂直于直导线b 安培力的方向总是垂直于磁场的方向c 安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关d 将直导线从中点折成直角 安培力的大小