高三物理 专题二 安培力复习讲义

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1、专题二安培力【达标指要】掌握安培力方向的判定，即左手定则的应用．理解影响安培力大小的物理量，准确分析通电导线之间的相互作用力，磁场对通电线圈的作用力．aabbIIF1F1BaBb图11-2-1II（甲）（乙）【名题精析】例1．如图11-2-1（甲）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受到磁场力大小为F1．当放入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受到磁场力大小为F2，则此时b受到磁场力大小变为（）A．F2B．F1-F2C．F1+F2D．2F1-F2分析与解：原来两反向平行直线导线在对方导线附近产生的磁场Ba，Bb的

2、方向都垂直纸面向里，两导线间的相互作用力是一对作用力与反作用力，其大小都为F1，如图11-2-1（乙）所示．当加入垂直纸面的另一匀强磁场后，无论其方向是向里或向外，两导线所在区域的磁场发生同样的变化，因此，a导线受力大小变为F2时，b导线受力大小一定为F2．例2．在倾角为α的光滑斜面上，置一通有电流I，长l质量为m的导体棒，如图11-2-2所示，试问：（1）欲使棒静止在斜面上，外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值和方向．（2）欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力，外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向．αxyF1B1F2NmgB2图11-2-3（3

3、）分析棒有可能静止在斜面上且要求B垂直l，应加外磁场的方向范围．αI图11-2-2分析与解：此题属于电磁学和静力学综合题，研究对象为通电导体棒，所受力为重力mg，弹力FN，安培里F，属于三个共点力的平衡问题，要使棒静止在斜面上，当安培力等于重力沿斜面向下分力mgsinα且B垂直l时，B值最小．要使棒对斜面无压力，则棒不受斜面的支持力，此时应有安培力与重力相平衡，导体棒只受两个力作用．（1）因BIl＝mgsinα，所以B＝mgsinα/Il．由左手定则知，B的方向垂直斜面向上．（2）mg＝BIl，B＝mg/Il．由左手定则知，B的方向应水平向左

4、．（3）此问题讨论的只是问题的可能性，并没有具体研究满足平衡的定量关系，为讨论问题方便建立如图11-2-3所示的直角坐标系．欲使棒有可能平衡，安培力F的方向须限定在图上F1和F2之间．由图不难看出，F的方向应包括F2的方向，但不能包括F1的方向，根据左手定则，B与＋x的夹角θ满足α<θ≤π．【思路点拨】例1考查了通电直导线间安培力的特点，作用力与反作用力．两通电直导线受同一磁场的安培力大小及方向的判断．例2属于电磁学和静力学综合题，研究对象为通电导体棒，所受力为重力mg，弹力N，安培F，属于三个共点力的平衡问题．正确分析各种平衡条件．Bθ图1

5、1-2-4【益智演练】1．如图11-2-4所示，一长L的直导线通以大小为I的电流，放在垂直于导线的磁感应强度为B的匀强磁场中，则导线所受安培力大小为（）A．BLIsinθB．BLIcosθC．BLI/sinθD．BLI2．将一根长为L的直导线，由中点折成直角形放入磁感应强度为B的匀强磁场中．导线所在平面与磁场垂直，当导线中通以电流I后，磁场对通电导线的作用力大小为（）A．BILB．BILC．BILD．BIL3．关于通电导线所受安培力F的方向与磁场磁感应强度B的方向和电流的方向之间的关系，下述说法正确的是（）A．F、B、I三者总是互相垂直的B．

6、F总与B和I垂直，但B、I之间可以不垂直C．B总与F和I垂直，但F、I之间可以不垂直D．I总与F和B垂直，但F、B之间可以不垂直4．在赤道上某处有一竖直直立的避雷针，当带有正电荷的乌云经过避雷针的上方并通过避雷针形成电流时，地磁场对避雷针的作用力的方向为（）A．向东B．向南C．向西D．向北5．当放在同一平面内的长直导线MN和金属框通以如图11-2-5所示的电流时，MN固定不动，金属框的运动情况是（）A．金属框将靠近MNB．金属框将远离MNC．金属框将以xx′为轴转动D．金属框将以yy′为轴转动yNMx´y´图11-2-5x图11-2-66．如

7、图11-2-6所示，两个同样的导线环同轴平行悬挂，相隔一小段距离，当同时给两导线环通以同向电流时，两导线环将（）A．吸引B．排斥C．保持静止D．边吸引边转动NSABI图11-2-77．如图11-2-7所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由移动，当导线通过图示方向电流I时，导线的运动情况是（从上往下看）（）A．顺时针方向转动，同时下降B．顺时针方向转动，同时上升C．逆时针方向转动，同时下降D．逆时针方向转动，同时上升INS图11-2-88．如图11-2-8所示，通电圆线圈套在条形磁铁右端，磁场对通电圆线圈作用

8、的结果，使得（）A．圆线圈面积有被拉大的倾向B．圆线圈面积有被压小的趋势C．线圈将向右平移D．线圈将向左平移abcdOO′图11-2-99．矩形导线框abcd中通有