安培力(通电导体在磁场中受力).

1、安培力题型1、选择题型toA.沿y轴正方向B.沿y轴负方向1、如图所示，A、B、C是等边三角形的三个顶点，。是A、B连线的中点。以。为坐标原点，A、B连线为x轴，O、C连线为y轴，建立坐标系。过A、B、C、。四个点各有一条 长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等、方向向里的电流。则过 O点的通电直导线所受安培力的方向 为沿x轴正方向C.受到安培力的说法正确的是3、O8长方形线框abcd通有电流I,放在直线电流I附近，以下关于线框四个边A.线框只有两个边受力，合力向左B.线框只有两个边受力，合力向右C.线框四个边都受力，合力向左D.线框四个边都受力，合力向右如图所示，质量为m、长为L的直导线用

2、两绝缘细线悬挂于O、O,并处于匀强磁场中.。当导线中通以沿x正方向的电流I,且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为.8,则磁感应强度 方向和大小可能为A. z正向，【L tan. 0 B . y正向， 立继叫上，轨道间距l =0.2m,电流I =0.5A。 则所加磁场的磁感应强度不可能为C. z负向，tan. 0 D.沿悬线向上，/L sin 04、如图所示，质量m=0.1kg的AB杆放在倾角9=30。的光滑轨道 当加上垂直于杆AB的某一方向的匀强磁场后，杆AB处于静止状态,A. 3TB. 6TC. 9T感应强度为B的匀强磁场中，金属杆D. 12T如图所示，倾斜导轨宽为L,与水平面成a角，处在

3、方向竖直向上、磁 ab水平放在导轨上.当回路电流强度为I时，金属杆ab所受安培力FA.方向垂直ab杆沿斜面向上B.方向垂直ab杆水平向右C.D. ? = B1L sin a6、如图所示，平行于纸面水平向右的匀强磁场，磁感应强度 B1=1To位于纸面内的细直导线，长L=1 m,通 有I=1 A的恒定电流。当导线与B1成60。夹角时，发现其受到的安培力为零，则该区域同时存在的另一匀强磁场的磁感应强度B2的可能值的动摩擦因数一百：使导体棒水平向右匀速运动，要求轨道内所加与导体棒 ab垂直的匀强磁场最小，则磁场的方向与轨道平面的夹角是（取g=107、如图所示，MN、PQ为水平放置的平行导轨，通电导体棒

4、ab垂直放置在导轨上，已知导体棒质量 m=1 kg,长l=2.0 m,通过的电流I=5.0 A,方向如图所示，导体棒与导轨间A.30 B.45 C.60 D.90。8、质量为m的金属导体棒置于倾角为 U的导轨上，棒与导轨间的动摩擦因数为 当导体棒通以垂直纸面向里 的电流时，恰能在导轨上静止.如图所示的四个图中，标出了四种可能的匀强磁场方向，其中棒与导轨间的摩擦力可 能为零的是60 角、9、位于同一水平面上的两条平行导电导轨，放置在斜向左上方、与水平面成足够大的匀强磁场中，右图是这一装置的侧视图.一根通有恒定电流的金属棒正在导轨上向右做匀速运动，在B的大匀强磁场沿顺时针方向缓慢转过 30。角的过

5、程中，金属棒始终保持匀速运动。则此过程中磁感应强度 变化可能是A.始终变大B.始终变小C.先变大后变小D.先变小后变大10、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9 = 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。要|使金属杆能沿导轨向上运动，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阻减小C.减小导轨平面与水平面间的夹角9D.将电源正负极对调使金属杆中的电流方向改变2、填空题型1、如图所示，通电直导线 ab质量为m,水平地放置在

6、倾角为 。的光滑导轨上，导轨 宽度为L,通以图示方向的电流，电流大小为 I,要求导线ab静止在斜面上.(1若磁场的方向竖直向上，则磁感应强度为 .(2若要求磁感应强度最小，则磁感应强度大小为 ,方向.2、如图所示，一根均匀导体棒 OA长为L,质量为m,上端与水平固定转轴 O连接，下端与圆弧金属导轨 MN良好接触，不计摩擦和导轨电阻.匀强磁场的磁感强度为B,方向水平.闭合电键 K, OA从竖直方向偏 离角度为。后静止，则电路中的电流为 ;现使OA从竖直方向偏离角度为 2 8后静止，若其它条件不 变，则磁感强度应变为 x1、水平面上有电阻不计的 U形导轨NMPQ,它们之间的宽度为 L, M和P之间

7、接入电动势为 E的电源（不计 内阻.现垂直于导轨搁一根质量为m、电阻为R的金属棒ab,并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B,方向与水平面夹角为 。且指向右斜上方，如图所示.问：|（1当ab棒静止时，ab棒受到的支持力和摩擦力各为多少？（2若B的大小和方向均能改变，则要使 ab棒所受支持力为零，B的大小至少为多少？此时 B的方向如何？2、如图所示，在与水平方向成 60角的光滑金属导轨间连一电源，在相距 1m的平行导轨上放一重为 3N的金 属棒ab,棒上通以3A的电流，磁场方向竖直向上，这时棒恰好静止，求： （1匀强磁场的磁感应强度；（2ab棒对导轨的压力.3、如图K36-12所示，在绝

8、缘的水平桌面上固定着两个圆环，它们的半径相等，环面竖直、相互平行，间距是20 cm,两环由均匀的电阻丝制成，电阻者B是9 Q,在两环的最高点 a和b之间接有一个内阻为 0.5 Q的直流电源，连接导线的电阻可忽略不计.空间有竖直向上的磁感应强度为3.46X10- 1 T的匀强磁场，一根长度等于两环间距、质量为 10 g、电阻为1.5 Q的均匀导体棒水平地置于两环内侧，不计与环间的摩擦.当将棒放 在其两端点与两环最低点之间所夹弧对应的圆心角均为9= 60。的位置时，棒刚好静止不动.|试求电源的电动势.（取 g=10 m/s24、据报道，最近已研制出一种可投入使用的电磁轨道炮，其原理如图K36-11

9、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.设导轨之间的距离d = 0.10 m,导轨长L = 5.0 m,炮弹质量m=0.30 kg.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=2.0 T,方向垂直于纸面向里.若炮弹出口速度为v=2.003 m/s,求通过导轨的电流1.(忽略摩擦力与重力的影响5、如图K3610所示，水平放置的光滑金属导轨宽 电阻不计.匀强磁场竖直向下穿过导轨，磁感应强度 放在导轨上并良好接触，在合上开关的

10、瞬间，求：(1导体棒受到安培力的大小和方向；L = 0.2 m,接有电动势E=3 V、内阻不计的电源，导轨B=1 T.导体棒ab的电阻R= 6 Q,质量m=10 g,垂直(2导体棒的加速度.x a X址占X0.2m,上边沿与导轨垂直方向放一个质量为幽=6 10 kg6、如图14所示，两根平行光滑金属导轨 P、Q水平放置，电阻不计，相距的均匀金属棒ab,通过电阻R2和电源相连.金属棒 ab两端连在导轨间的电阻为R1=0. 75 Q电阻R2=2Q,电源电动势 E=6V,电源内阻r = 0.25Q,其他电阻不计.如果在装置所在的区 域加一个匀强磁场，使 ab对导轨的压力恰女?是零，并使 ab处于静止

11、.求所加磁场磁感应强度的最小值和方向(取 g =.7、如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.4m,金属导轨所在的平面与水平面夹角8=370,在导轨所在平面内，分布着磁感应强度 B=0.5T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.5Q的直流电源，另一端接有电阻R=5.0 Qo现把一个质量为 m=0.04kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒静止。导体棒与金属导轨垂直、且接触良好，与金属导轨接触的两点间的导体棒的电阻R0=5.0Q,金属导轨电阻不计，g 取 10m/s2。已知 sin370=0.6, cos370=0.8,求：(1)导体棒受到的安培力

12、大小;(2)导体棒受到的摩擦力8、如图所示，电源电动势E=2V,内电阻r=0.5 Q竖直平面内的导轨电阻可忽略，金属棒的质量 m=0.1kg,电阻R=0.5 Q它与导轨间的动摩擦因数好0.4,有效长度为L=0.2m.为了使金属棒能够靠在竖直导轨外面静止不动，我们施加一竖直方向的匀强磁场，问磁场方向是向上还是向下 ？磁感应强度B至少应是多大？设滑动摩擦力等于最 大静摩擦力。（重力加速度 g=10m/s2Sr9、两根间隔l=0.lm的平行光滑金属轨道固定在同一水平面上，轨道的左端接入电源和开关。质量 m=5g的均 匀金属细棒横跨在两根轨道之间并静止置于轨道的右侧（如图）。电源两极已在图中标明，开关

13、S最初是断开的。整个装置放在竖直方向的匀强磁场中，磁感应强度 B = 0.6 T;轨道平面距地高度 h=0.8m。当接通开关S时，金属细棒由于受到磁场力作用而向右运动，接着被水平抛出，落地点距抛出点水平距离s= 1.2m.求：（1所在磁场的方向（2接通开关S到细棒离开轨道过程，电路截面中通过的电量q。（取g=10m/s210、如图所示，金属棒 MN质量m = 0.0005kg,放在宽度为L=1m的两根光滑平行金属导轨最右端上，导轨处 于竖向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.5T,电容器的电容 C=20 F,电源电动势 E = 20V,导轨平直面离地高h=0.8m,单刀双掷开关S先处于1位置，然

14、后掷向2的位置，金属棒因安培力作用被水平抛出，落到距 离轨道末端水平距离 s = 0.064m的位置，设在金属棒通电的极短时间内电流强度不变，取 g = l0m/s2,求电容 器放电后的电压多大？1、选择题12345678910A C BC a b BCD C ACD AD bc2、填空题 h mgsin e1、b= IL ., 也，方向垂直斜面向上2、mgsin (/ BL； Bsin2 / sin 03、计算题1、解析：(1由平衡条件得F摩Fsin 9= 0FN+Fcos 9- mg = 0- EF=BIL = B R LBLEcos e BLE解式得FN = mgR ; F摩= R si

15、n 9.(2要使ab棒受的支持力为零，其静摩擦力必然为零，满足上述条件的最小安培力应与 ab棒的重力大小相等、方向相反，所以有F = mg,即Bmin R L = mg.解得最小磁感应强度Bmin = EL ,由左手定则判断出这种情 况B的方向应水平向右.|BELcqs e BLE答案：(1mgRR sin 9僵R(2 EL方向水平向右2、导体ab的截面受力图如图所示，则斜面方向的平衡方程为：mgsin60 =FAcos600/MT .垂直于斜面方向的平衡方程为：N=mgcos60 +F Asin60 FA=BIL 区 解式得B=杉T, N=6N.3、导体棒静止时，将圆环分成电阻为6讲口 3

16、Q的两部分，两者并联，并联电阻为R1闭合电路的总电阻R总= 2R1 + R+r = 6 Q6363 Q=2 QsE厂一 设电源的电动势为E,则总电流占出从左向右看，导体棒的受力如图所示.则 F = BIL =mgtan60纳火必然60 口联立解得E=BL =15 V.4、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=BId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，有v2=2aLwv2联立解得 i= 28dL =6x 105 a.E 35、(1导体棒中的电流= R = 6 A=0.5 A导体棒所受的安培力F = BIL = 1X0.5X0.2 N= 0.1 N,方向水平向右. oi(2由牛顿第二定律F = ma,故导体棒的加速度a=陋=10103 m/s2=10 m/s2,方向水平向右。6、因ab静止，故安培力的方向竖直向上，因电流从a到b,由左手定则可知B方向水平向右。由闭合电路欧姆定律二 一一导体棒受的安培力为F = BIL物体受力平衡F=mg代入数值得：B = F/IL=1. 5T7、： (1) R外=R/2=2.5 Q=E/(R 外+ r=1.5A Iab=I/2=0.75A 3 5安=8 IabL=0.15N 2 (2对ab进行受力分析 mgin 8=0.24N0.15N 1则 Ff= mgin 9- F 安=0.09N 3摩擦力的方向