邱高三复习;磁场对电流的作用

1、1磁感线磁感线在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的_方向都跟这点的磁感应强度的方向一致方向都跟这点的磁感应强度的方向一致2几种常见的磁场几种常见的磁场(1)条形磁铁和蹄形磁铁的磁场条形磁铁和蹄形磁铁的磁场(如图如图812所示所示)切线切线图图812直线电流的直线电流的磁场磁场通电螺线管的通电螺线管的磁场磁场环形电流的环形电流的磁场磁场横截横截面图面图N极极(4)单位：单位：_，符号，符号T.特斯拉特斯拉第二节第二节 磁场对电流的作用磁场对电流的作用安培力安培力三、安培力的大小和方向三、安培力的大小和方向1大小大小(1)FBILsin(其中其中为为B与与I

2、之间的夹角之间的夹角)(2)磁场和电流垂直时磁场和电流垂直时F_.(3)磁场和电流平行时磁场和电流平行时F0.BIL图图8131、安培力的大小、安培力的大小IIII / 磁场时磁场时F安安=0I 磁场时磁场时F安安最大最大I 与磁场斜交时与磁场斜交时0F安安F安安最大最大一、安培力的方向一、安培力的方向左手左手 定则定则2方向方向(1)用左手定则判定：伸开左手，使拇指与其余四用左手定则判定：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向磁感线从掌心进入，并使四指指向_的方的方向，这时向，这时_所指的方向

3、就是通电导线在磁所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向场中所受安培力的方向(2)安培力的方向特点：安培力的方向特点：FB，FI，即，即F垂直于垂直于B和和I决定的平面决定的平面(注意：注意：B和和I可以有任意夹角可以有任意夹角)电流电流拇指拇指I磁场磁场FFI磁场磁场即时应用即时应用二、安培力的方向二、安培力的方向向右运动向右运动向左运动向左运动向右运动向右运动 北京时间北京时间2010年年12月月12日消息，美国研发的强力日消息，美国研发的强力武器电磁轨道炮离成功再迈进一步。海军在前日武器电磁轨道炮离成功再迈进一步。海军在前日的试射中，将电磁炮以音速的试射中，将电磁炮以音速5倍的极速

4、，击向倍的极速，击向200公里外目标，射程为海军常规武器的公里外目标，射程为海军常规武器的10倍，且破倍，且破坏力惊人，是至今试射的最佳成果。坏力惊人，是至今试射的最佳成果。电磁炮的效果图电磁炮的效果图四、磁电式电流表的工作原理四、磁电式电流表的工作原理1磁场特点磁场特点(1)方向：沿方向：沿_均匀辐射地分布均匀辐射地分布(2)大小：在距轴线等距离处的磁感应强度大小大小：在距轴线等距离处的磁感应强度大小_2安培力的特点安培力的特点(1)方向：安培力的方向与线圈平面方向：安培力的方向与线圈平面_(2)大小：安培力的大小与通过的电流成大小：安培力的大小与通过的电流成_径向径向相等相等垂直垂直正比正

5、比3表盘刻度特点表盘刻度特点由于导线在安培力作用下带动线圈转动，螺旋弹簧变形，反抗由于导线在安培力作用下带动线圈转动，螺旋弹簧变形，反抗线圈的转动，电流越大，安培力越大，形变就线圈的转动，电流越大，安培力越大，形变就_，所以指针，所以指针偏角与通过线圈的电流偏角与通过线圈的电流I成成_，表盘刻度，表盘刻度_越大越大正比正比均匀均匀 (2011年江苏徐州模拟年江苏徐州模拟)如图所示，把轻质导线圈如图所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心，且垂直于线圈平面，当线圈中通入如图方向的电流圆心，且垂直于线圈平面，当线圈中通

6、入如图方向的电流后，线圈的运动情况是后，线圈的运动情况是()A线圈向左运动线圈向左运动B线圈向右运动线圈向右运动C从上往下看顺时针转动从上往下看顺时针转动D从上往下看逆时针转动从上往下看逆时针转动A解析：解析：选选A.法一：电流元法首先将圆形线圈分成很法一：电流元法首先将圆形线圈分成很多小段，每一段可看作一直线电流，取其中上、下两多小段，每一段可看作一直线电流，取其中上、下两小段分析，其截面图和受安培力情况如图甲所示根小段分析，其截面图和受安培力情况如图甲所示根据对称性可知，线圈所受安培力的合力水平向左，故据对称性可知，线圈所受安培力的合力水平向左，故线圈向左运动只有选项线圈向左运动只有选项A

7、正确正确 (2011年湖南长沙市一中月考年湖南长沙市一中月考)通有电通有电流的导线流的导线L1、L2处在同一平面处在同一平面(纸面纸面)内，内，L1是是固定的，固定的，L2可绕垂直纸面的固定转轴可绕垂直纸面的固定转轴O转动转动(O为为L2的中心的中心)，各自的电流方向如图所，各自的电流方向如图所示下列哪种情况将会发生示下列哪种情况将会发生()A因因L2不受磁场力的作用，故不受磁场力的作用，故L2不动不动B因因L2上、下两部分所受的磁场力平衡，上、下两部分所受的磁场力平衡，故故L2不动不动CL2绕轴绕轴O按逆时针方向转动，同时靠近按逆时针方向转动，同时靠近L1DL2绕轴绕轴O按顺时针方向转动，同

8、时远离按顺时针方向转动，同时远离L1安培力作用下物体运动方向的判断安培力作用下物体运动方向的判断L1L2CB1F2P201 (2009年高考全国卷年高考全国卷)如图如图817所示，一段所示，一段导线导线abcd位于磁感应强度大小为位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁的匀强磁场中，且与磁场方向场方向(垂直于纸面向里垂直于纸面向里)垂直线段垂直线段ab、bc和和cd的长度均的长度均为为L，且，且abcbcd135.流经导线的电流为流经导线的电流为I，方向，方向如图中箭头所示导线段如图中箭头所示导线段abcd所受到的磁场的作用力的合所受到的磁场的作用力的合力力()A方向沿纸面向上，大小为方向沿

9、纸面向上，大小为( 1)ILBB方向沿纸面向上，大小为方向沿纸面向上，大小为( 1)ILBC方向沿纸面向下，大小为方向沿纸面向下，大小为( 1)ILBD方向沿纸面向下，大小为方向沿纸面向下，大小为( 1)ILB2222解析：解析：选选A.ab、bc、cd所受安培力所受安培力的大小均为的大小均为FBIL，bc边所受安培边所受安培力的方向垂直于力的方向垂直于bc向上，向上，ab、cd边边所受安培力的方向如图所示，由几所受安培力的方向如图所示，由几何关系可知何关系可知ab与与cd边所受安培力方边所受安培力方向之间的夹角为向之间的夹角为90，合力大小，合力大小F BIL，方向垂直于，方向垂直于bc向上

10、，向上，且与且与bc边所受安培力在一条直线上，边所受安培力在一条直线上，因此因此abcd所受磁场的作用力的合力所受磁场的作用力的合力为为F合合FF( 1)ILB，方向，方向沿纸面垂直沿纸面垂直bc向上向上22(2011年北京东城区检测年北京东城区检测)如图如图8111所示，在倾角为所示，在倾角为30的斜面上，固定一宽的斜面上，固定一宽L0.25 m的平行金属导轨，在的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器导轨上端接入电源和滑动变阻器R.电源电动势电源电动势E12 V，内阻内阻r1 ，一质量，一质量m20 g的金属棒的金属棒ab与两导轨垂直并与两导轨垂直并接触良好整个装置处于磁感应强度接触

11、良好整个装置处于磁感应强度B0.80 T、垂直于、垂直于斜面向上的匀强磁场中斜面向上的匀强磁场中(导轨与金属棒的电阻不计导轨与金属棒的电阻不计)金属金属导轨是导轨是光滑光滑的，取的，取g10 m/s2，要保持金属棒在导轨上静，要保持金属棒在导轨上静止，求：止，求：安培力作用下物体的平衡安培力作用下物体的平衡(1)金属棒所受到的安培力大小；金属棒所受到的安培力大小；(2)通过金属棒的电流；通过金属棒的电流；(3)滑动变阻器滑动变阻器R接入电路中的阻值接入电路中的阻值解解题样板规范步骤，该得的分一分不丢！解解题样板规范步骤，该得的分一分不丢！(1)F安安mgsin30，得，得F安安0.1 N(2分

12、分)(2)金属棒静止在金属轨道上受力平衡，如图金属棒静止在金属轨道上受力平衡，如图8112所示所示。如图所示，在倾角为如图所示，在倾角为30的的斜面上，固定一宽斜面上，固定一宽L0.25 m的平的平行金属导轨，在导轨上端接入电行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器源和滑动变阻器R.电源电动势电源电动势E12 V，内阻不计，一质量，内阻不计，一质量m20 g的金属棒的金属棒ab与两导轨与两导轨垂直并接触良好，它与杆件的动摩擦因数为垂直并接触良好，它与杆件的动摩擦因数为 整个整个装置处于磁感应强度装置处于磁感应强度B0.80 T、垂直于斜面向上的匀强、垂直于斜面向上的匀强磁场中磁场中(导轨与金

13、属棒的电阻不计导轨与金属棒的电阻不计)当调节滑动变阻器当调节滑动变阻器R在什么范围内时，可使金属棒在导轨上静止？取在什么范围内时，可使金属棒在导轨上静止？取g10 m/s2P20163解解:ab所受的最大静摩擦力为：所受的最大静摩擦力为：) 1-cosf（mgf当当ab棒有沿斜面向上滑动的趋势时，受力如图：棒有沿斜面向上滑动的趋势时，受力如图：金属棒静止在金属轨道上受力平衡，根据力的平金属棒静止在金属轨道上受力平衡，根据力的平衡得：衡得：）（安2-infFmgs安培力：安培力：）（安3-BILFab棒棒中的电流为：中的电流为：）（4-REI 联立（联立（1）（）（2）（）（3）（）（4）式，得

14、：）式，得：)5(-1.63mg4BELR当当ab棒有沿斜面向下滑动的趋势时，受力如图：棒有沿斜面向下滑动的趋势时，受力如图：f由图可知：由图可知：）（安6-infFmgs联立（联立（1）（）（3）（）（4）（）（6）式，得：）式，得：)7(-4.8mg4BELR由（由（5）（）（7）式，得滑动变阻器的调节范围是：）式，得滑动变阻器的调节范围是：4.8R6 .1 如图所示，在光滑水平面上一如图所示，在光滑水平面上一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时磁铁对水平面的压力为起来，此时磁铁对水平面的压力为N1，现在磁铁左上方位置固定一导，现在磁铁左上方位置固定一导体

15、棒，当导体棒中通以垂直纸面向体棒，当导体棒中通以垂直纸面向里的电流后，里的电流后，磁铁磁铁对水平面的压力对水平面的压力为为N2 ，则以下说法正确的是（，则以下说法正确的是（ ） A弹簧长度将变长弹簧长度将变长 B弹簧长度将变短弹簧长度将变短 CN1 N2 DN1N2 BFBC 在等边三角形的三个顶点在等边三角形的三个顶点a、b、c处，各有一条长直处，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，导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向垂直于纸面向里。过方向垂直于纸面向里。过c点的导线所受安培力的方向点的导线所受安培力的方向 A.与与ab边平行，竖直向上边平行，竖直向上

16、 B.与与ab边平行，竖直向下边平行，竖直向下 C.与与ab 边垂直，指向左边边垂直，指向左边 D.与与ab边垂直，指向右边边垂直，指向右边 【解析解析】 方法一方法一:导线导线a在在c处产生的磁场方向由安培定则可判断处产生的磁场方向由安培定则可判断,即垂直即垂直ac向左下向左下,同理导线同理导线b在在c处产生的磁场方向垂直处产生的磁场方向垂直bc向右下向右下,则由平行四边形定则则由平行四边形定则,过过c点的合磁点的合磁场方向平行于场方向平行于ab,根据左手定则可判断导线根据左手定则可判断导线c受到的安培力垂直受到的安培力垂直ab边边,指向左边指向左边. 方法二方法二:根据根据”同向电流相吸同

17、向电流相吸,异向电流相斥异向电流相斥”的原理分析更为简便的原理分析更为简便,a、b、c的电的电流方向相同流方向相同,a对对c的作用力由的作用力由c指向指向a,b对对c的作用力由的作用力由c指向指向b,二力大小相等二力大小相等,合力合力垂直垂直ab指向左边指向左边,所以应选所以应选C. 【答案答案】 C B1B2CFB在如图所示电路中，电池均相同，当电键在如图所示电路中，电池均相同，当电键S分分别置于别置于a、b两处时，导线两处时，导线MM与与NN之间的安培力的之间的安培力的大小分别为大小分别为fa、fb，可判断这两段导线（，可判断这两段导线（ ） A.相互吸引，相互吸引，fafb B.相互排斥

18、，相互排斥，fafbC.相互吸引，相互吸引，fafb D.相互排斥，相互排斥，fafb。D如图所示，如图所示，PQ和和MN为水为水平、平行放置的金属导轨，相距平、平行放置的金属导轨，相距L=1m，导体棒，导体棒ab跨放在导轨上，跨放在导轨上，棒的质量为棒的质量为m=0.2kg，棒的中点用，棒的中点用细线经滑轮与物体相连，物体的质细线经滑轮与物体相连，物体的质量量M=0.3kg，棒与导轨的动摩擦因，棒与导轨的动摩擦因数数=0.5，匀强磁场的磁感应强度，匀强磁场的磁感应强度B=2T，方向竖直向下，方向竖直向下.为使物体为使物体匀速匀速上升上升，应在棒中通入多大的电流？，应在棒中通入多大的电流？方向

19、如何？（方向如何？（g取取10m/s2）解：解：物体匀速上升，物体匀速上升，abab棒匀速向左运动棒匀速向左运动 对导体对导体abab，由平衡条件得，由平衡条件得 F FN N-mg=0-mg=0 BIL-f-F=0 BIL-f-F=0 f=F f=FN N 对物体，由平衡条件得对物体，由平衡条件得F-Mg=0F-Mg=0联立四式解得联立四式解得I=2AI=2A，由，由左手定则左手定则知电流方向知电流方向应为由应为由a a到到b.b.FfBIL BIL 如图所示，如图所示，MN、PQ为平行光滑导轨，其为平行光滑导轨，其电阻忽略不计，与地面成电阻忽略不计，与地面成30角固定角固定N、Q间接一电间接一电阻阻R=1.0，M、P端与电池组和开关组成回路，电动端与电池组和开关组成回路，电动势势E=6V，内阻，内阻r=1.0，导轨区域加有与两导轨所在，导轨区域加有与两导轨所在平面垂直的匀强磁场现将一条质量平面垂直的匀强磁场现将一条质量m=40g，电阻，电阻R=1.0的金属导线置于导轨的金属导线置于导轨 上，并保持导线上，并保持导线ab水平水平 已知导轨间距已知导轨间