选修31安培力

1、安培力 一、基础知识回顾N1磁极间的相互作用规律是：同名磁极相互，异名磁极相互。磁铁能吸引、等金属。2通电导线的周围存在磁场是由丹麦物理学家发现的如图，当导线中通有图示的电流时，小磁针极将向转动。3磁感线与电场线的联系与区别：电场线磁感线1电场线从 出发，终止于，电场线是 的曲线，正、负电荷可单独存在1在磁体内部，磁感线是从 极指向 极，外部是从 出发从进去，磁感线是 的曲线，N、S极是不可分割的2 电荷在电场中某点受到电场力的方向与该点的方向一致，也与该点所在电场线的 方向一致2小磁针在磁场中静止时 极的指向或 极的受力方向与该点的 方向一致，也与该点所在磁感线的方向致3电场中任何两条电场线

2、都 相交3磁场中任何两条磁感线都 相交4电场线的疏密表示电场的 4磁场线的疏密表示磁场的 4，安培定则是用来判断方向与方向之间的关系具体做法是：用右手握住通电直导线，让伸直的大拇指的指向跟的方向一致，则弯曲的四指所指的方向表示的环绕方向而在判断环形电流的磁感线与电流方向的关系时，右手弯曲的四指和方向一致，伸直的大拇指所指的方向就是环形导线中心轴线上的方向 5磁场的强弱和方向用 来描述，它是矢量，它的定义式为 6磁场对电流的作用力（安培力）大小为F=BILsin（注意：L为有效长度，电流与磁场方向应F的方向可用定则来判定当电流与磁场方向平行时，安培力等于 知识点讲解1.安培力的方向左手定则：伸开

3、左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一平面内; 让磁感应线从掌心进入,并使四指指向电流的方向，这时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。问题：如图所示，两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用 结论: 同向电流相互吸引，反向电流相互排斥。2、安培力的大小公式： F=ILBsin3、在应用F=BIL公式时应注意哪些问题?因F=BIL是由B=导出，所以在应用时要注意:1B与L垂直;2。L是有效长度;3、B并非一定为匀强磁场，但它应该是L所在处的磁感应度例题分析试判断下列通电导线的受力方向B×B×××××&#

4、215;××××××××××试分别判断下列导线的电流方向或磁场方向或受力方向BF×F×B【例1】如图所示，光滑导轨与水平面成角，导轨宽L。匀强磁场磁感应强度为B。金属杆长也为L ，质量为m，水平放在导轨上。当回路总电流为I1时，金属杆正好能静止。求：B至少多大？这时B的方向如何？若保持B的大小不变而将B的方向改为竖直向上，应把回路总电流I2调到多大才能使金属杆保持静止？OMNabR【例3】如图所示，半径为R、单位长度电阻为的均匀导体环固定在水平面上，圆环中心为O，匀强磁场垂直

5、于水平面方向向下，磁感应强度为B。平行于直径MON的导体杆，沿垂直于杆的方向向右运动。杆的电阻可以忽略不计，杆于圆环接触良好。某时刻，杆的位置如图，aOb=2，速度为v，求此时刻作用在杆上的安培力的大小。针对练习：1如图所示，表示通电导线在磁场内受磁场力作用时F、I、B三者方向的关系，其中正确的是( )2如图，ab和cd是两根可以自由移动的平行导线。用直流电源给它们同时供电( )A当a、c接正极，b、d接负极时，它们相互吸引B当a、c接负极，b、d接正极时，它们相互排斥C当a、d接正极，b、c接负极时，它们相互吸引D当a、d接负极，b、c接正极时，它们相互排斥3如图，A是一个通以逆时针方向电流

6、的通电圆环，MN是一段直导线，它水平地放在环中并与环共面，当有电流i从N流向M时，MN所受的安培力的方向是( )A沿纸面向上B沿纸面向下C垂直于纸面向外D垂直于纸面向内4如图所示，正方形线圈有一半处在匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直。当线圈中通以顺时针方向的电流时，线圈将( )A向上平动B向下平动C向左平动D向右平动图 2-25.如图2-2所示，将一根长为的直导线，由中点折成直角形放在磁感应强度为B的匀强磁场中，导线平面与磁感线垂直，当导线中通以电流I后，磁场对导线的作用力大小为（）A B C DabII图 2-46.如图2-4所示,两根相互平行放置的长直导线a和b通有大小相等、方向相反的电流,

7、a受到磁场力的大小为F1,当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后,a受到的磁场力大小变为F2.则此时b受到的磁场力大小为（ ）AF2 BF1F2 CF1+F2 D2F1F27如图所示，在用软线悬挂的圆形线圈近旁有一水平放置的条形磁铁，线圈平面与磁铁的中轴线重合，当线圈通以顺时针方向的电流后( )A线圈向左摆动靠近磁铁B线圈向右摆动远离磁铁C从上往下看，线圈顺时针转动，同时靠近磁铁D从上往下看，线圈逆时针转动，同时靠近磁铁8如图所示，KN和LM是同心圆弧，其圆心是O，在O处垂直于纸面放置一载流长直导线，电流方向垂直于纸面向外，用一根导线围成图中KLMN所示的回路，当在回路中通以沿图示方向的电流I

8、2时，此时回路( )A将向右移动B将在纸面内绕通过O点并垂直纸面的轴转动C各边所受安培力：KL边受力垂直于纸面向外，MN边受力垂直于纸面向里，LM和KN边不受力D各边所受安培力：LM和KN边不受力，KL边受力与NM边受力方向与C中所述的相反9如图所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘线水平吊起通电直导线A。A与螺线管垂直，“”表示导线中的电流方向垂直于纸面向外。电键S闭合后，A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是( )A水平向左B水平向右C竖直向下D竖直向上10如图中的天平可以测出线圈ab边所处匀强磁场的磁感强度B的大小。设ab边水平，长度为L，通以由a向b的电流I 时，左盘

9、砝码质量为m1，天平平衡；仅将电流方向改为由b向a时，天平左盘砝码质量为m2天平才平衡。可知被测磁场的磁感应强度为ABCD11.两条导线互相垂直，但相隔一小段距离，其中ab固定，cd可以自由活动，当通以如图所示电流后，cd导线将（）A.顺时针方向转动，同时靠近abB.逆时针方向转动，同时离开abC.顺时针方向转动，同时离开abD.逆时针方向转动，同时靠近ab图 2-512、在匀强磁场中有一通电导体水平放置，如图所示，已知磁感应强度B0.02T，导体的单位长度的质量为1.4×105kg/m，为使该导体悬在空中处于静止状态，则通过导体的电流的大小为_，方向为_。13、如图2-5所示,长1

10、米的水平直杆重6牛,在匀强磁场中通以2安的电流后, 悬线与竖直方向成370的角,求该匀强磁场的最小值大小_。 14、如图所示中，一根垂直纸面放置的通电直导线，电流方向向纸内，电流强度为l，其质量为m，长为L，当加上一个匀强磁场时，导体仍能够静止在倾角为的光滑斜面，问： (1)最小应加一个多大的磁场?方向如何?(2)调节磁感应强度的大小和方向，使导体所受磁场力的大小为mg，且导体保持静止状态，那么斜面所受的压力是多大?15.如图8-1-12所示，导体杆ab的质量为m，电阻为R，放置在与水平面夹角为的倾斜导轨上，导轨间距为d，电阻不计，系统处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，电源内阻不计图8

11、-1-12 问(1)若导轨光滑，电源电动势E多大能使导体杆静止在导轨上? (2)若杆与导轨之间的动摩擦因数为，且不通电时导体不能静止在导轨上，要使杆静止在导轨上，电源的电动势E应为多大?课后作业1（双项）下列说法中正确的是（ ）A磁感线可以表示磁场的方向和强弱B磁感线从磁体的N极出发，终止于磁体的S极C磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场D放入通电螺线管内的小磁针，根据异名磁极相吸的原则，小磁针的N极一定指向通 电螺线管的S极2关于磁感应强度，下列说法中错误的是（ ）A由B=可知，B与F成正比，与IL成反比B由B=可知，一小段通电导体在某处不受磁场力，说明此处一定无磁场C通电导线在磁场中受力越大，

12、可能磁场较弱D磁感应强度的方向就是该处电流受力方向3一束电子流沿x轴正方向高速运动，如图所示，则电子流产生的磁场在z轴上的点P 处的方向是（ ）A沿y轴正方向B沿y轴负方向C沿z轴正方向D沿z轴负方向4在地球赤道上空有一小磁针处于水平静止状态，突然发现 小磁针N极向东偏转，由此可知（ ）A一定是小磁针正东方向上有一条形磁铁的N极靠近小磁针B一定是小磁针正东方向上有一条形磁铁的S极靠近小磁针C可能是小磁针正上方有电子流自南向北水平通过D可能是小磁针正上方有电子流自北向南水平通过5两根长直通电导线互相平行，电流方向相同.它们的截面处于一个等边三角形ABC的A和B处.如图所示，两通电导线在C处的磁场

13、的磁感应强度的值都是B，则C处磁场的总磁感应强度是（ ）A2BBBC0DB6磁铁在高温下或者受到敲击时会失去磁性，根据安培的分子 电流假说，其原因是（ ）A分子电流消失B分子电流的取向变得大致相同C分子电流的取向变得杂乱D分子电流的强度减弱7根据安培假说的思想，认为磁场是由于电荷运动产生的，这种思想对于地磁场也适用，而目前在地球上并没有发现相对于地球定向移动的电荷，那么由此判断，地球应该（ ）A带负电 B带正电 C不带电 D无法确定8关于垂直于磁场方向的通电直导线所受磁场作用力的方向，正确的说法是A跟电流方向垂直，跟磁场方向平行B跟磁场方向垂直，跟电流方向平行C既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂

14、直D既不跟磁场方向垂直，又不跟电流方向垂直9如图所示，直导线处于足够大的匀强磁场中，与磁感线成=30°角，导线中通过的 电流为I，为了增大导线所受的磁场力，可采取下列四种办法，其中不正确的是（ ）A增大电流IB增加直导线的长度C使导线在纸面内顺时针转30°D使导线在纸面内逆时针转60°10如图所示，线圈abcd边长分别为L1、L2，通过的电流为I，当线圈绕OO轴转过角时（ ）A通过线圈的磁通量是BL1L2cosBab边受安培力大小为BIL1cosCad边受的安培力大小为BIL2cosD线圈受的磁力矩为BIL1L2cos11如图所示，一金属直杆MN两端接有导线，悬挂

15、于线圈上方，MN与线圈轴线均处于竖直平面内，为使M N垂直纸面向外运动，下列选项中不可以（ ）A将a、c端接在电源正极，b、d端接在电源负极B将b、d端接在电源正极，a、c端接在电源负极C将a、d端接在电源正极，b、c端接在电源负极D将a、c端接在交流电源的一端，b、d接在交流电源的另一 端12（2000年上海高考试题）如图所示，两根平行放置的长直 导线a和b载有大小相同、方向相反的电流，a受到的磁 场力大小为F1，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受 到的磁场力大小变为F2，则此时b受到的磁场力大小变为（ ）AF2BF1F2CF1F2D2F1F213如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，

16、在其正中央的上方固定一 根长直导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，则（ ）A磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用B磁铁对桌面的压力减小，受到桌面的摩擦力作用C磁铁对桌面的压力增大，不受桌面的摩擦力作用D磁铁对桌面的压力增大，受到桌面的摩擦力作用14长为L，重为G的均匀金属棒一端用细线悬挂，一端搁在桌面上与桌面夹角为，现垂直细线和棒所在平面加一个磁感应强度为B的匀强磁场，当棒通入如图所示方向的电流时，细线中正好无拉力.则电流的大小为_ A15电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图所示，1982年澳大利亚国立大学制成了能把2.2 g的弹体（包括金属杆EF的质量）加速到10 k

17、m/s的电磁炮（常规炮弹速度大小约为2 km/s），若轨道宽2 m，长为100 m，通过的电流为10 A，则轨道间所加匀强磁场的磁感应强度为_ T，磁场力的最大功率P=_ W（轨道摩擦不计）.16如图所示，在两根劲度系数都为k的相同的轻 质弹簧下悬挂有一根导体棒ab，导体棒置于水平方向的匀强磁场中，且与磁场垂直.磁场方向垂直纸面向里，当导体棒中通以自左向右的恒定电流时，两弹簧各伸长了l1；若只将电流反向而保持其他条件不变，则两弹簧各伸长了l2，求：（1）导体棒通电后受到的磁场力的大小?（2）若导体棒中无电流，则每根弹簧的伸长量为多少?17如图所示，在倾角为30°的光滑斜面上垂直纸面放置一根长为L，质量为m的通电直导体棒，棒内电流大小为I，方向垂直纸面向外.以水平向右为x轴正方向，竖直向上为y轴正方向建立直角坐标系. （1）若加一方向垂直斜面向上的