02 第六讲 磁场 安培力（学生版）.doc

高二物理教案集（复习课）第六讲 磁场 安培力【知识要点一】磁场、磁感线和磁感应强度一、磁场1、磁场是传递磁体与磁体、磁体与电流、电流与电流之间的相互作用的媒介物质。2、产生磁场的源：磁体产生磁场；电流产生磁场。3、磁场的基本特性：对放入其中的磁体和电流产生力的作用。4、磁场的方向：小磁针北极在磁场中受力方向即小磁针静止时北极所指的方向。二、磁感线1、磁感线的疏密表示磁场强弱，磁感线的切线方向表示该点的磁场方向。2、磁感线是闭合曲线。在磁体外部，磁感线从北极发出，南极进入；在磁体内部由南极回到北极。3、电流的磁场方向安培定则（右手螺旋定则）三、磁感应强度1、定义：，电流与磁场方向垂直；电流元。2、磁感应强度是矢量。磁感线的疏密表示磁感应强度的大小；磁场方向即磁感线的切线方向表示磁感应强度的方向。【例1】（磁场的方向）如图所示，水平放置一螺旋管，现在管内、外的相应位置放两个小磁针A和B，试确定通电后A、B小磁针静止时两端极性，其中小磁针A的右端为_极，小磁针B的右端为_极【例2】（安培定则）一束电子流沿水平面自西向东运动，在电子流的正上方有一点P，由于电子流运动产生的磁场在P点的方向为A竖直向上B竖直向下AI1I3I2C水平向南D水平向北【例3】（磁场的叠加）如图所示，三根长直导线都通有垂直纸面向外的电流，且，则与三根导线等距离的A点的磁场方向为A向上B向右ab12C向左D向下【例4】（磁感应强度的叠加）如图所示，同一平面内有两根互相平行的长直导线1和2，通有大小相等、方向相反的电流，a、b两点与两导线共面，a点在两导线的中间与两导线的距离均为r，b点在导线2右侧，与导线2的距离也为r现测得a点磁感应强度的大小为B，则去掉导线1后，b点的磁感应强度大小为_，方向_【知识要点二】安培力磁场对电流的作用力IB一、安培力1、大小：2、方向：左手定则（注意：四指应指向电流方向）3、特点：无论I、B是否垂直，F总垂直于I、B决定的平面FIB二、安培力的应用1、通电导线受安培力而运动的定性判断方法一：电流元法；方法二：等效法；方法三：极端法；方法四：转换研究对象法。2、通电导线受安培力而平衡的定量计算（1）正确计算安培力的大小；（2）用左手定则判断安培力方向，并注意安培力总垂直I、B决定的平面；（3）正确分析通电导线的受力情况，画出受力图。【例1】（磁感应强度、安培力）下列说法中正确的是A把安培定则用于通电螺线管时，大拇指所指的方向就是螺线管外部磁感线的方向B由定义式B=F/IL可知，一小段通电导线在空间某处不受磁场力的作用，那么该处的磁感应强度一定为零C若有一小段长为L，通以电流为I的导体，在磁场中某处受到的磁场力为F，则该处的磁感应强度的大小一定为F/ILD电流方向与磁场方向可能垂直，也可能不垂直，但安培力方向一定与磁场方向和电流方向垂直【例2】（电流间的相互作用）PyxRQ如图所示，三根通电长直导线P、Q、R互相平行，通过正三角形的三个顶点，三条导线通入大小相等，方向垂直纸面向里的电流已知通电长直导线产生磁场的磁感应强度B=kI/r，I为通电导线的电流强度，r为距通电导线的垂直距离，k为常数；则R受到的磁场力的方向是A垂直于R，指向y轴负方向B垂直于R，指向y轴正方向C垂直于R，指向x轴正方向D垂直于R，指向x轴负方向INS【例3】（等效法）如图所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在条形磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直线圈平面。当线圈内通入如图所示的电流后，它将如何运动？【例4】（电流元法和极端法）DAICIB如图所示，两根直导线相互垂直，但相隔一个小距离，其中一根AB是固定的，另一根CD能自由转动。当直流电流按图示方向通入两根导线时，CD导线将A顺时针方向转动，同时靠近导线ABB顺时针方向转动，同时远离导线ABC逆时针方向转动，同时远离导线ABD逆时针方向转动，同时靠近导线AB【例5】（转换研究对象法）如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其上方右侧固定一根导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流时，设磁铁仍保持静止。则NSIA磁铁对桌面的压力减小，不受桌面的摩擦力B磁铁对桌面的压力增大，受到桌面的摩擦力方向向右C磁铁对桌面的压力增大，受到桌面的摩擦力方向向左D磁铁对桌面的压力减小，受到桌面的摩擦力方向向右【例6】（安培力的计算）如图，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。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A方向沿纸面向上，大小为IaabacdaB方向沿纸面向上，大小为C方向沿纸面向下，大小为D方向沿纸面向下，大小为【例7】（通电直导线受安培力而平衡）I如图所示，在倾角为的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L，质量为m的直导体棒，在导体棒中的电流I垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，可在直导线和斜面体所决定的竖直平面内加上匀强磁场，磁场的磁感应强度B的大小和方向应满足AB=mgsin/IL，方向垂直斜面向上BB=mgcos/IL，方向垂直斜面向下CB=mg/IL，方向水平向左DB=mg/IL，方向垂直斜面向上【例8】（安培力与电路问题的综合）如图所示，金属棒MN质量m=0.005kg，放在宽度为L=1m的两根光滑的平行金属导轨最右端上，导轨处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.5T，电容器的电容C=200F，电源电动势E=20V，导轨平面离地高为h=0.8m，单刀双掷开关S先掷于1位置，然后掷向2位置，金属棒因安培力作用被水平抛出，落到距轨道末端水平距离s=0.064m的位置，取g=10m/s2，求电容器放电后的电压多大?【例9】（安培力的应用电磁炮）电磁炮是利用磁场对电流的作用力，把电能转变成机械能，使炮弹发射出去的。如图所示，把两根足够长且互相平行的铜制轨道放在磁场中，两轨道间的距离为L，轨道上面横放着质量为M，长度为L的金属杆，金属杆上放有质量为m的炮弹，金属杆与炮弹在运动过程中所受的总阻力与速度平方成正比。当有大的电流通过轨道和金属