高三物理一轮复习 第8章 第2节 磁场对电流的的作用精品课件 新人教版.ppt

第2节磁场对电流的作用 考点1 安培力大小的计算 例1 如图8 2 3 一段导线abcd位于磁感应强度大小为b的匀强磁场中 且与磁场方向 垂直于纸面向里 垂直 线段ab bc和cd的长度均为l 且 abc bcd 135 流经导线的电流为i 方向如图中箭头所示 导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力 图8 2 3 切入点 安培力大小的计算公式f bil 答案 a点评 计算匀强磁场中的直导线受到的安培力 要注意两种特例的前提条件 如果b l 安培力最大 f bil 如果b l 安培力为零 会利用矢量分解的方法计算导线与磁感应强度成任意角时受到的安培力 对于非直导线 要理解用 等效长度 替代非直导线长度的等效思想 考点2 通电导体在磁场中的运动方向的判断 例2 如图8 2 4所示 用细橡皮筋悬吊一轻质线圈 置于一固定直导线上方 两者在同一竖直平面内 线圈可以自由运动 当给两者通以图示电流时 线圈将 a 靠近直导线 两者仍在同一竖直平面内b 远离直导线 两者仍在同一竖直平面内c 靠近直导线 同时旋转90 d 远离直导线 同时旋转90 图8 2 4 切入点 电流元分析法 解析 将线圈分割成许多小段 由左手定则可以确定 每一小段受到的安培力均在纸平面内 沿半径方向背离圆心 线圈上半截受到的安培力的合力竖直向上 下半截受到的安培力的合力竖直向下 但是线圈下半截靠近直导线 磁感应强度较大 安培力也较大 所以 整个线圈受到的安培力的合力竖直向下 答案 a点评 应用左手定则判断安培力的方向 一定要明确磁感线的立体分布情况 要有空间想象力 特别是对于动态过程 一定要明确导线处于不同位置时磁场的方向和电流的方向 这样才能正确判断出安培力的方向 题型一 安培力作用下物体的平衡问题 例3 质量为m 长度为l的导体棒mn静止于水平导轨上 通过mn的电流为i 匀强磁场的磁感应强度为b 其方向与导轨平面成 角斜向上 如图8 2 5所示 求mn受到的支持力和摩擦力 图8 2 5 解析 由于mn静止 根据如图所示的导体棒mn的受力分析图 可得 mg fcos nfsin f又f ilb 从而n mg ilbcos f ilbsin 点评 解决安培力作用下物体的平衡问题 关键是正确分析受力 建立平衡方程 在画受力分析图时 为了更清晰的表示各个力之间的关系 要善于将立体空间的受力情况转化为平面受力图 题型二 安培力与电路的综合问题 1 金属棒所受到的安培力 2 通过金属棒的电流 3 滑动变阻器r接入到电路中的阻值 图8 2 6 点评 解答此类问题的关键是 1 电路分析 2 受力分析 将立体空间的受力情况转化为平面受力图 1 2012 天津 如图8 2 7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 如果仅改变下列某一个条件 角的相应变化情况是 a 棒中的电流变大 角变大b 两悬线等长变短 角变小c 金属棒质量变大 角变大d 磁感应强度变大 角变小 2 2010 上海物理 如图8 2 8所示 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 图8 2 8 c 解析 导线在磁场内有效长度为2lsin30 l 故该v形通电导线受到安培力大小为f bil 选项c正确 本题也可以用另一种解法 先求出每段长为l的直导线受到的安培力大小分别为f1 f2 bil 而f1与f2的夹角为120 所以f1与f2的合力大小为f bil 3 在图8 2 9所示电路中 电池均相同 当电键s分别置于a b两处时 导线mm 与nn 之间的安培力的大小分别为fa fb 判断这两段导线 a 相互吸引 fa fbb 相互排斥 fa fbc 相互吸引 fa fbd 相互排斥 fa fb 图8 2 9 d 解析 电键s分别置于a b两处时 电源分别为一节干电池 两节干电池 而电路中灯泡电阻不变 则电路中电流ia ib mm 和nn 处的磁感应强度ba bb 应用安培力公式f bil可知fa fb 又mm 与nn 电流方向相反 则相互排斥 4 2010 南通模拟 如图8 2 10所示 均匀绕制的螺线管水平放置 在其正中心的上方附近用绝缘线水平吊起通电直导线a a与螺线管垂直 表示导线中电流的方向垂直于纸面向里 电键s闭合后 a受到通电螺线管磁场的作用力的方向是 a 水平向左b 水平向右c 竖直向下d 竖直向上 图8 2 10 c 解析 电键闭合后根据安培定则可判定导线所在位置处磁感线的方向为水平向右 再由左手定则判定导线受到安培力的方向为竖直向下 c项正确 5 2012 湖南师大附中 如图所示 通电直导线ab质量为m 长度为l 水平地放置在倾角为 的光滑斜面上 通以图示方向的电流 电流强度为i 要求导线ab静止在斜面上 1 若磁场的方向竖直向上 则磁感应强度为多大 2 若要求磁感应强度最小 则磁感应强度方向如何 图8