广东省高中物理第一轮总复习 第9章第2讲磁场对电流的作用课件 粤教版 新课标.ppt

安培力：磁场对电流的作用力(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,bilsin,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，f将反向.,bil,0,磁场,电流,磁场,电流,反向,主题(1)安培力的大小及方向的判定通电直导线a与圆形通电导线环b固定放置在同一水平面上，通有如图9-2-1所示的电流时，,图9-2-1,通电直导线a受到水平向的安培力作用.当a、b中电流大小保持不变，但同时改变方向时，通电直导线a受到的安培力方向水平向.,右,右,安培力的方向判定左手定则右手螺旋定则判断出通电环b的外部是“叉”磁场，然后再用左手定则判断出a的受力方向向右.当a、b中的电流大小保持不变，同时改变方向时，用上面的方法判断的结果是：通电导线a所受安培力的方向是不变的，仍向右.,要认识到圆形通电导线环b产生磁场，而对通电直导线a有安培力作用.,对圆形通电导线环b产生的磁场要有立体认识.,(单选)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9-2-2所示.,图9-2-2,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,c,本题考查了左手定则的应用.导线a在c处产生的磁场方向由安培定则可判断，即垂直ac向左，同理导线b在c处产生的磁场方向垂直bc向下，则由平行四边形定则，过c点的合磁场方向平行于ab，根据左手定则可判断导线c受到的安培力垂直ab边，指向左边.,（单选）如图9-2-3，一段导线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,图9-2-3,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abcd段所受到的磁场的作用力的合力(),a.方向沿纸面向上，大小为(+1)ilbb.方向沿纸面向上，大小为(-1)ilbc.方向沿纸面向下，大小为(+1)ilbd.方向沿纸面向下，大小为(-1)ilb本题考查安培力的大小与方向的判断.该导线可以用a和d之间的直导线长为(+1)l来等效代替,根据f=bil,可知大小为(+1)ilb,方向根据左手定则.a正确.,a,主题(2)安培力作用下导体的平衡问题（单选）如图9-2-4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,图9-2-4,中通入指向纸内的电流时磁铁仍然保持静止()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,a,结合安培力考点的动态平衡问题按常规思路分析导线对磁铁的作用力,很难展开思路.可以先判断磁铁对导线的安培力，由安培定则，导线受向下的安培力,则导线对磁铁的作用力向上.再由磁铁受力平衡，可知条形磁铁对水平桌面的压力将变小.涉及安培力的问题，还是力学问题，作好受力分析是关键.,（单选）如图9-2-5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iaib)，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,图9-2-5,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倍导线a恰好能处于平衡状态，则外加磁场对a向左的安培力f1与b对a向右的吸引力大小相等.而iaib,故外加磁场对b向左的安培力f2小于f1,也小于a对b向左的吸引力.故选c.,c,(双选)质量为m的通电导体棒ab置于倾角为q的导轨上，如图926所示已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为，在下图所加各种磁场中，导体均静止，则导体棒与导轨间摩擦力为零的可能情况是(),图926,ab,如果n=0，必有f=0.图中b选项中安培力的方向竖直向上，与重力的方向相反，可能使n=0，b是正确的；如果n0，则导体棒除受静摩擦力f以外的其他力的合力只要为零，那么f=0.在图a选项中，导体棒所受到的重力g、支持力n及安培力f安三力合力可能为零，则导体棒所受静摩擦力可能为零图中的c、d选项中，从导体棒所受到的重力g、支持力n及安培力f安三力的方向分析，合力不可能为零，所以导体棒所受静摩擦力不可能为零故正确的选项应为a、b.,主题(3)安培力作用下导体的运动问题据报道，已研制出一种可投入使用的电磁,图9-2-7,轨道炮，其原理如图9-2-7所示.炮弹(可视为长方形导体)置于两固定的平行导轨之间，并与轨道壁密接.开始时炮弹在导轨的一端，通以电流后炮弹会被磁力加速，最后从位于导轨另一端的出口高速射出.,设两导轨之间的距离d=0.10m，导轨长l=5.0m，炮弹质量m=0.30kg.导轨上的电流i的方向如图中箭头所示.可以认为，炮弹在轨道内运动时，它所在处磁场的磁感应强度始终为b=2.0t，方向垂直于纸面向里.若炮弹出口速度为v=2.0103m/s，求通过导轨的电流i.忽略摩擦力与重力的影响.结合安培力考点的受力分析与运动分析,在导轨通有电流i时，炮弹作为导体受到磁场施加的安培力为f=idb设炮弹的加速度的大小为a，则有f=ma炮弹在两导轨间做匀加速运动，因而v2=2al联立式得代入题给数据得：i=6105a本题中安培力是动力，由受力分析求出合力，再由牛顿第二定律求出加速度，即可由运动学公式得解.,如图9-2-8所示，质量为m，长度为l的均匀金属棒mn，通过两细金属丝悬挂在绝缘架pq上，pq又和已充电的电压为u、电,图9-2-8,容量为c的电容及开关s相连，整个装置处于磁感应强度为b，方向竖直向上的匀强磁场中，先接通s，当电容器在极短时间内放电结束时，立即断开电键s，则金属棒mn能摆起的最大高度为多大？,在电容器放电的极短时间t内，导线中有从nm的电流，此电流受到垂直纸面向里的安培力作用，由于时间极短，在t内可近似认为水平方向只受安培力作用，根据动量定理得：bilt=mv其中v是导体棒获得的速度.,s断开后导体在拉力t和重力作用下上升，只有重力做功，机械能守恒，有：mv2/2=mgh又：it=qc=q/u由解得,主题(4)通电导体在磁场中的偏转问题(单选)如图9-2-9，一通电直导线位于蹄形磁铁的磁极的正上方，当通以电流i时，试判断导线的运动情况()a.由上往下看导线，逆时,图9-2-9,针转动的同时向下运动b.由上往下看导线，顺时针转动的同时向上运动c.由上往下看导线，逆时针转动的同时向上运动d.由上往下看导线，顺时针转动的同时向下运动,a,对磁场立体分布的认识及安培力方向的判定由蹄形磁铁磁场的立体分布,知道磁感线从a端向上穿过,再从b端向下穿过.由左手定则，a端受向外的安培力,b端受向内的安培力.导线开始转动后，电流有向里的分量，在向右的磁场中，受向下的安培力.故由上往下看导线，逆时针转动的同时向下运动.本题中要正确判断磁感线和电流的空间关系.,（单选）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9-2-9所示，则下列说,图9-2-9,法中正确的是()