第1单元：磁场对电流的作用doc高中物理

1、第1单元：磁场对电流的作用doc高中物理一、内容黄金组：1、安培力的大小；2、安培力的方向；3、通电导线在安培力作用下运动情形的判定方法及其推论;4、安培力作用下导线受力运动咨询题的处理步骤；5、判定物体在安培力作用下的运动方向； 二、要点大揭密：一安培力的大小：1、定义：通电导线在磁场中受到的作用力叫做安培力。2、 安培力的大小：F = BIL/sin 0 ，式中的B为 B与I的夹角。3、注意：当0 =0时，即B与I平行，F = 0 ;当B与I垂直时，F最大，F = BIL 。 二安培力的方向：1、判定方法：用左手定那么判定；2、 安培力方向的特点：即F垂直于B和I所在的平面。三通电导线在安

2、培力作用下运动情形的判定的方法：1 、画出通电导线所在处的磁感线的方向；2、用左手定那么判定各段通电导线所受的安培力方向；3、确定导线的运动情形。由此可得出两个重要的推论：1、两平行导线的电流同向时吸引，反向时排斥，且无转动；2、两电流不平行时有转动到电流同向的趋势。四安培力作用下导线受力运动咨询题的处理步骤：1、 正确画出导线受力的投影平面图或侧视图；2、结合物体平稳条件、牛顿定律、闭合电路欧姆定律等进行分析解答。五判定物体在安培力作用下的运动，常用方法有以下四种：1、电流元受力分析法：即把整段电流等效为专门多段直流电流元，先用左手定那么判定 出每小段电流元受安培力方向，从而判定出整段电流所

3、受合力方向，最后确定运动方向。2、 专门值分析法：把电流或磁铁转到一个便于分析的专门位置如转90度后再判定所 受安培力方向，从而确定运动方向。3、等效分析法：环形电流能够等效成条形磁铁，条形磁铁也能够等效成环形电流、通电 螺线管可等效成专门多的环形电流来分析。4、推论分析法：1两电流相互平行时无转动趋势，方向相同相互吸引，方向相反相互 排斥；2两电流不平行时有转动的趋势且方向相同的趋势。例题1、如以下图:B=0.4T，l=0.2mI=10A，0 =30 0求：F= ?和方向【解】依照公式10-4F=IlBsin 0 =10 X0.2 >0.5=0.4 N方向垂直纸面指向里。例题2、如以下

4、图，一根长度为 L,质量为m的导线AB用软导线悬挂在方向水平的磁感强度为B的匀强磁场中，现要使悬线张力为零，那么AB导线通电方向如何样？电流强度是多大？B分析和解答：要使悬线张力为零，AB导线受到的磁场力必须是向上，由左手定那么可判定出电流方向是由A到B，设悬线张力刚好为零，由两力平稳得：ILB = mg ，因止匕 1= mg/L B例题3、如以下图，两根靠近的平行直导线通以方向相同的电流时， 它们之间的作用力的方向如何？假设两根细导线相互垂直且紧贴在一起,AB受同一平面内，把 AB固定，那么通电后 CD将如何样运动?分析和解答：两根电流之间的相互作用力是通过电流产生的磁场而作用的，要分析 力

5、，必须先画出cd产生的磁场方向,由左手定那么可判知 AB受到的磁场力指向 CD用同样 的方法先画出 AB产生的磁场，再判定 CD受到的磁场力方向指向 AB,因而两同向电流是相 互吸引的。在图2中CD受到的磁场力确实是 AB产生的磁场对 CD的作用力，AB产生的磁场如图3所 示，由左手定那么可知， CD的左半段和右半段所受力如图4所示，因而CD开始将逆时针方向转动，即交叉电流要转到同方向。三、好题解给你：一、本课预习题:B确定的平面内不断的绕同一方向转1、一通电直导线放在匀强磁场中，让导线在它和磁场 动，它所受安培力的方向A、保持不变；B、转动一周，改变两次；C、转动一周，改变四次；D、不确定。

6、2、正方形的导线圈放在通电导线邻近，两者在同一平面内，其中直导线固定，线圈能够自 由活动，如以下图，当正方形导线圈通以如以下图的电流时，线圈将：A、不动；B、发生转动，同时靠近导线 AB ；C、发生转动，同时离开导线 AB ；D、靠近导线AB ；E、离开导线AB。3、一条劲度系数较小的金属弹簧处于自由状态，当弹簧通以电流时，弹簧将:A、保持原长；B、收缩；C、伸长；D、不能确定。4、如以下图，在条形磁铁 S极邻近悬挂一个铝圆线圈，线圈与 水平磁铁位于同一水平面内，当电流方向如图时，线圈将：A、靠近磁铁平移；B、远离磁铁平移；C、从上向下看顺时针转动，同时靠近磁铁；D、从上向下看逆时针转动，同时

7、靠近磁铁。5、一个可自由运动的线圈 Li，和一个固定的线圈 L2相互绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合，当两线圈通以如以下图的电流时，那么从左向右看，线圈Li将：A、不动；B、顺时针转动；C、逆时针转动；D、向纸内转动。参考答案：1、B ； 2、E；3、B；4、C；5、C。二、根底题:1、同一段通电导线，放在同一匀强磁场中的四个不同方位，如以下图，那么:(d)A、 c中导线受的磁场力大于a中受的磁场力；B、只有b中通电导线不受磁场力的作用；C、 b c中两种情形导线都不受磁场力的作用；D、 ad中导线所受的磁场力大小相等。2、质量为m的通电细杆ab置于倾角为B的导轨上导轨的宽度为 d，杆ab与

8、导轨间动摩擦 因数为，有电流时 ab恰好静止在导轨上，如以下图，那么在以下各图中，杆ab与导轨间的摩擦力可能为零的有：3、如以下图，在垂直纸面向里的匀强磁场中，有一段弯成直角的金属导线 abc,且ab=bc=L 0,通有电流I，磁场的 磁感强度为Bx，假设要使该导线静止不动，在B点应施加一个力Fo，那么Fo的方向为的大小为 。X IX XBx参考答案:1、B ；2、A、B ；3、Fo沿角abc平分线的方向;Bx的大小为2Fo2IL?三、应用题：1、两根直导线相互垂直且靠近，但不接触，通以如图a中所示的电流，现固定导线 AB，试讨论CD导线受力运动的情形。2、如以下图，把轻质导线圈用细线挂在磁铁

9、N极邻近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈的平面，当线圈内通以如以下图的方向的电流时，线圈将如何样运动？bed3、如以下图，光滑平行导轨宽为L,轨道平面与水平面夹角为B,放在竖直向上的匀强磁场中，磁感强度为 B,质量为m的金属棒ab垂直于导轨放在轨道平面上，假设保持棒ab静止不动，棒中应通何方向多大电流？参考答案：1、依照安培定那么可知， AB中电流产生磁场的磁感线分布如以下图投影图从A往B看，在CD导线上选两个和 AB导线对称点P、Q,磁场分不为 Bi、B2 ，把Bi、B2分解后 对电流有作用的是与电流垂直重量 Bii、B21 ,由左手定那么知 Bii对P点处的电流的作用力方向是垂直纸面

10、向里，B21对Q处的电流的作用力方向是垂直于纸面向外。因此图 的导线CD将顺时针转动。至于CD导线在转动同时是否靠近 AB，可用CD转过90度角的专门位置判定，如图c 为CD转过90度角时AB产生的磁感线以及 CD受力图投影图，从上往下看。故CD导 线运动的情形是：顺时针转动的同时靠近 AB导线。此题用推论分析法'来进行分析更为简捷：因为电流AB、CD不平行，有转动到电流同向的特点，因此图中的CD导线将顺时针转动。当CD转过90度角时，两电流平行且方向相同，故相互吸引而靠近。2、此题采纳等效分析法较为简单：方法一、把环形电流等效成专门多直线电流，条形磁铁磁感线分布以及上下两小段电流受

11、安培力方向如图b所示，可见线圈竖直方向上合力为零，水平方向合力指向磁铁。选取 任意对称的两小段分析，亦得此结论，因此线圈将向磁铁平移。方法二、把条形磁铁等效成如图c所示的环形电流，由图可见两电流相互平行，方向相同，因此环形电流没有转动，只是同向电流相互吸引，故线圈将向磁铁靠近。方法三、把环形电流等效成如图d所示的条形磁铁。可见两条形磁铁只是相互吸引没有转动。3、从a到b , mgtg 0 /BL 。提示一样关于此类咨询题：通常从某一个角度看过去，然 后进行受力分析。四、提高题：x 21、如以下图，一段铜导线折成形，它的质量为 m,水平段长为L,处在匀强磁场 B中，导线下端分不插入两个水银槽中，

12、与一带 开关的、内电阻专门小的电源连接，当K接通的一瞬时，导线便从水银槽中跳起，其上升的高度为 h，求通过导线的横截面的电量？2、 铜棒质量为O.IKg，静卧于相距为8cm的水导轨上，二者间的动摩擦因数为0.5,现从一 轨道载送5A的电流至另一轨道，欲使铜棒滑动，两轨道间所加的匀强电场的磁感强度的最 小值为多少？3、 倾角为0的光滑斜面上，水平放一导体棒a,整个装置处于匀强磁场 B中，如以下图，今在导体棒a中通以垂直纸面向里的电流I ,1导体受的力沿斜面向上，那么磁场方向应如何样？2丨假设要求导体能静止在斜面上，那么所加磁场的最小值为多大？3丨假设要求导体静止且对斜面的压力为零，那么所加的磁场

13、的磁感强度B为多大？方向如何？参考答案：1、BIL = mv 1V= 2gh2Q = 11 3m J2gh依照1 2 3丨得Q =-BL2、设B与铜棒垂直，且与导轨平面夹B角， BILcos 0 =卩mg-BILsin 0,I当sin 0 = 一 时，Bmin =mg_=5t使铜棒将开始滑动时，安培力的厂Ji 2il 2水平方向重量等于铜棒所受的最大静摩擦力。3、 1由左手定那么知磁场方向应是垂直斜面向上；2当磁场方向垂直斜面向上，安培力沿斜面向上时，所加的磁场最小，导体棒受力如以下图，那么：F = BIL = mgs in 0 因此 B = mgs in 0 /IL 。3由于导体对斜面的压力

14、为零，故安培力只有与重力等大反向时，导体才能静止，即:BIL = mg因此B= mg/IL ，由左手定那么知 B的方向应是水平向左。四、课后演武场：1、在赤道平面上空沿东西方向放置一根直导线，通以由西向东的电流，那么此导线所受地 磁场作用力的方向为:A、向上;B、向下； C、向南； D、向北。|1,在其直径 AB上靠近B2、如以下图，一根通有电流I1的长直导线在通有电流I2的矩形线圈abed平面内直导线固定，且与ab边平行，那么矩形线圈会显现以下哪种运动?A、绕00 '轴转动；B、绕NN '轴转动；C、远离直导线平动；D、向着直导线平动。3、如以下图，原先静止的圆环形线圈中通有

15、逆时针方向的电流点处放置一根垂直于线圈平面的固定长直导线，直导线中通有电流 "，方向垂直于纸面向夕卜，现在圆环形线圈的运动情形是:A、向左平动；B、仍旧静止；C、向右平动；D、以直径AB为轴转动。4、如以下图，在条形磁铁 S极邻近悬挂一个圆形线圈，线圈平面与水平磁铁位于同一平面内，当线圈中通以沿图示方向的电流时,从上往下看，线圈将会:A、顺时针方向转动，同时靠近磁铁；B、顺时针方向转动，同时离开磁铁；C、逆时针方向转动，同时靠近磁铁；D、逆时针方向转动，同时离开磁铁。5、 条形磁铁放在水平桌面上，它的上方靠S极一侧吊挂一根与它垂直的导电棒，图中只画出此棒的截面图，并标出此棒中的电流是

16、流向纸内的，在通电一瞬时，可能产生的情形是：A、磁铁对桌面压力减小；B、磁铁对桌面压力增大；C、磁铁受向左的摩擦力；D、磁铁受向右的摩擦力。项是:6、以下关于通电直导线在匀强磁场中受安培力的讲法中正确的选A、安培力大小只跟磁场的强弱和电流的强度有关；B、安培力的方向与磁场方向垂直，同时又与电流方向垂直；C、假设导线受到的磁场力为零，导线所在处的磁感强度必定为零；现在导线必与磁场方向垂直。D、假设某段导线在磁场中取某一方向时受到的磁场力最大，7、如以下图，a、b为两条固定的平行直导线，导线通以方向相同、大小相等的电流，导线c与a、b平行，且可在a、b所决定的平面内移动， 00 '是在a、

17、b平面内，与a、b平行且等距的中心线，当 c中通以与a、b反向的电流之后，以下判定中正确的选项是：A、b所受磁场力一定为零；B、c将一直受到磁场力作用；C、c将向右运动，停在 00 '的位置；D、c将在00 '左右来回振动。8、如以下图，在无限长的通电直导线 AB 一侧，有一条长度一定，能够自由移动的直导线CD中通有电流12, AB和CD间位于同一平面内且相互垂直，那么：A、CD将向上运动；B、CD将向下运动；C、C端向上，D端向下运动；D、CD转到与AB平行，且与AB中的电流方向相反。9、如以下图，一根质量为 m，长为L的金属导线AB通入 由A到B的强度为I的电流后，导线正好

18、保持水平方位， 且紧贴竖直墙面匀速下滑，那么一定存在着方向竖直向 的匀强磁场；假设导线与墙之间的动摩擦因数为，此磁场 的磁感强度为。10、如以下图，电源电动势 E = 2V , r = 0.5 Q,竖直导轨电阻可忽略不计，金属棒的质量为m=0.1Kg , R=0.5 Q,它与导轨间的摩擦因数卩=0.4，有效长度为0.2 m，靠在导轨的不处，为使金属棒不下滑，我们可加一个与纸面成30度角、与棒垂直且向里的磁场，g 取 10m/s 2求：1此磁场是斜向上依旧斜向下?2B的范畴是多少？参考答案：1、A2、D 3、 D4、A5、A C6、B D7、D8、A D9、下，mg/IL10、分析：1要使金属棒不下滑，金属棒受到的安培力方向必须偏向纸内，依照左手定那么，可 得知该磁场方向必