高三物理安培力.ppt

安培力,一、安培力的大小:,在匀强磁场中，在通电直导线与磁场方向垂直的情况下电流所受的安培力F等于磁感应强度B、电流I和导线长度L三者的乘积FILB,通电导线方向与磁场方向不垂直时的安培力,把磁感应强度B分解为两个分量：一个是跟通电导线方向平行的分量B1Bcos另一个是跟通电导线方向垂直的分量B2BsinB1与通电导线方向平行，对电流没有作用力，电流受到的力是由B2决定的，即FILB2将B2=Bsin代入上式，得到FILBsin,=0F=0=90F=ILB,二、安培力的方向,用左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流的方向，那么，大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向,用“同性相斥，异性相吸”（只适用于磁铁之间或磁体位于螺线管外部时）。,用“同向电流相吸，反向电流相斥”（适用于两电流互相平行时）。可以把条形磁铁等效为长直螺线管（不要把长直螺线管等效为条形磁铁）。,只要两导线不是互相垂直的，都可以用“同向电流相吸，反向电流相斥”判定相互作用的磁场力的方向；当两导线互相垂直时，用左手定则分别判定每半根导线所受的安培力。,028.上海普陀区08年1月期末调研试卷5,5、如图所示，用两条一样的弹簧秤吊着一根铜棒，铜棒所在的虚线框范围内有垂直纸面的匀强磁场，棒中通入自左向右的电流。当棒静止时，两弹簧秤示数均为F1；若将棒中电流反向，当棒静止时,两弹簧秤的示数均为F2，且F2F1，根据上面所给的信息，可以确定：（）A、磁场的方向B、磁感应强度的大小C、安培力的大小D、铜棒的重力,ACD,024.上海市徐汇区07年第一学期期末试卷17,17如图所示，铜棒ab长0.1m，质量为0.06kg，两端与长为0.15m的轻铜线相连，静止于竖直平面上，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B0.5T，现接通电源，使铜棒中保持有恒定电流通过，铜棒发生摆动。已知最大偏转角为37，则在摆到最大偏角的过程中铜棒的重力势能增加了_J，恒定电流的大小为_A（不计空气阻力）。,0.018,4,036.江苏泰州市0708学年度第二学期期初联考4,4如图（甲）所示，两平行导轨与水平面成角倾斜放置，电源、电阻、金属细杆及导轨组成闭合回路，细杆与导轨间的摩擦不计。整个装置分别处在如图（乙）所示的匀强磁场中，其中可能使金属细杆处于静止状态的是(),B,051.北京西城区08年4月物理一模17,17如图所示，两根间距为d的平行光滑金属导轨间接有电源E，导轨平面与水平面间的夹角=30。金属杆ab垂直导轨放置，导轨与金属杆接触良好。整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中。当磁场方向垂直导轨平面向上时，金属杆ab刚好处于静止状态。若将磁场方向改为竖直向上，要使金属杆仍保持静止状态，可以采取的措施是（）A减小磁感应强度BB调节滑动变阻器使电流减小C减小导轨平面与水平面间的夹角D将电源正负极对调使电流方向改变,C,003.南京师大物理之友电学综合(一)17,如图甲所示，质量为m=50g，长l=10cm的铜棒，用长度亦为l的两根轻软导线水平悬吊在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=1/3T。未通电时，轻线在竖直方向，通入恒定电流后，棒向外偏转的最大角度37，求此棒中恒定电流的大小。,同学甲的解法如下：对铜棒进行受力分析，通电时导线向外偏转，说明安培力方向垂直电流和磁场方向向外，受力如图乙所示（侧视图）。当最大偏转角37时，棒受力平衡，有：,答：,乙同学的解法正确，甲同学的错误,错误原因：认为物体速度为零时，一定处于平衡状态，或者认为偏角最大的是平衡位置。,031.上海市静安区07-08学年第一学期期末检测17,17、如图所示，两根平行的长直导线a和b中通有大小相等、方向相反的电流，此时导线a受到的磁场力大小为F1，当再加入一个与导线所在平面垂直的匀强磁场后，导线a受到的磁场力大小变为F2，若把所加的匀强磁场反向，则此时导b受到的磁场力大小变为()A、F2，B、F1F2，C、F1F2，D、2F1F2。,D,解见下页,解:,原来导线a受到的磁场力大小为F1，,则导线b受到的磁场力大小也为F1，,加入匀强磁场后，导线a受到的磁场力大小变为F2，导线b受到的磁场力大小也为F2，,外加匀强磁场对导线的磁场力为,F外=F2F1,加入反向的匀强磁场后，外加的磁场力反向，由力的合成法则，导线b受到的磁场力大小为F3，,F3=F1F外=2F1F2,gk012.2008年高考理综宁夏卷14,14、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,解见下页,【解析】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。,gk015.2008年高考理综四川延考区卷23,23（14分）图为一电流表的原理示意图。质量为m的均质细金属棒MN的中点处通过一绝缘挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连，弹簧劲度系数为k。在矩形区域abcd内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外。与MN的右端N连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数，MN的长度大于。当MN中没有电流通过且处于平衡状态时，MN与矩形区域的cd边重合：当MN中有电流通过时，指针示数可表示电流强度。,（1）当电流表示数为零时，弹簧伸长多少？（重力加速度为g）（2）若要电流表正常工作，MN的哪一端应与电源正极相接？（3）若k=2.0N/m，,B=0.20T，此电流表的量程是多少？（不计通电时电流产生的磁场的作用）（4）若将量程扩大2倍，磁感应强度应变为多大？,解：（1）,设弹簧的伸长为x，则有mg=kx,由式得,（2）