.物理總復(fù)習(xí)磁場(chǎng)學(xué)

1、專題一專題一 磁場(chǎng)磁場(chǎng)高 三 物 理 第 一 輪 復(fù) 習(xí)高 三 物 理 第 一 輪 復(fù) 習(xí)第十章第十章專題一專題一 磁場(chǎng)磁場(chǎng)一一. .磁場(chǎng)性質(zhì)磁場(chǎng)性質(zhì)二二.磁感線磁感線-描述空間磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的假想曲線描述空間磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的假想曲線1. .磁場(chǎng)的產(chǎn)生磁場(chǎng)的產(chǎn)生: :在磁體在磁體, ,通電導(dǎo)線通電導(dǎo)線, ,運(yùn)動(dòng)電荷周圍空間產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)電荷周圍空間產(chǎn)生的特殊物質(zhì)的特殊物質(zhì). . 2. .磁場(chǎng)的方向磁場(chǎng)的方向= =小磁針小磁針N極所指方向極所指方向=磁感線某點(diǎn)的切線磁感線某點(diǎn)的切線方向方向=磁感強(qiáng)度磁感強(qiáng)度B的方向的方向3.磁現(xiàn)象的磁現(xiàn)象的電電本質(zhì)本質(zhì):一切磁現(xiàn)象都是運(yùn)動(dòng)電荷一切磁現(xiàn)象都是運(yùn)動(dòng)電荷(電

2、流電流)之間通之間通過磁場(chǎng)而發(fā)生的相互作用過磁場(chǎng)而發(fā)生的相互作用.1.磁感線的疏密磁感線的疏密-磁場(chǎng)的強(qiáng)弱磁場(chǎng)的強(qiáng)弱2.磁感線某點(diǎn)的切線方向磁感線某點(diǎn)的切線方向-磁場(chǎng)的方向磁場(chǎng)的方向3.磁感線是無頭無尾的閉合曲線磁感線是無頭無尾的閉合曲線4.磁感線不會(huì)交叉磁感線不會(huì)交叉1、直線電流的磁場(chǎng)直線電流的磁場(chǎng)5.右手螺旋定則右手螺旋定則(安培定則安培定則)-判斷電流周圍的磁感線方向判斷電流周圍的磁感線方向III2、環(huán)形電流的磁場(chǎng)環(huán)形電流的磁場(chǎng)環(huán)形電流相當(dāng)于一個(gè)磁體環(huán)形電流相當(dāng)于一個(gè)磁體SNIII3、通電螺線管的磁場(chǎng)通電螺線管的磁場(chǎng)通電螺線管相當(dāng)通電螺線管相當(dāng)于一個(gè)條形磁鐵于一個(gè)條形磁鐵ISNI三三.

3、.磁感強(qiáng)度磁感強(qiáng)度B2.特點(diǎn)特點(diǎn):(1)比值定義比值定義,磁感強(qiáng)度磁感強(qiáng)度B是磁場(chǎng)的屬性是磁場(chǎng)的屬性,與與I,L無關(guān)無關(guān)四四. .電流在磁場(chǎng)中的受力電流在磁場(chǎng)中的受力( (安培力安培力)1.定義定義: B=F/IL 單位單位:特斯拉特斯拉(T) (N/Am)矢量矢量:磁感強(qiáng)度磁感強(qiáng)度B的方向的方向=磁場(chǎng)方向磁場(chǎng)方向(2)電流電流(導(dǎo)線導(dǎo)線)與與磁感線垂直放置磁感線垂直放置(3)電流受力電流受力F方向不是磁感強(qiáng)度方向不是磁感強(qiáng)度B的方向的方向1.安培力的大小安培力的大小:F=BILsin ( 為為B與與I之間的夾角之間的夾角)2.安培力的方向安培力的方向:左手定則左手定則 (生生力力用用左左手；

4、生手；生電電用用右右手手) 手心手心-穿過磁感線穿過磁感線 四個(gè)手指四個(gè)手指-電流方向電流方向 大拇指大拇指-安培力方向安培力方向3.安培力安培力F總是垂直總是垂直B,且垂直且垂直I(F垂直于由垂直于由B,I組成的平面組成的平面)4.解題關(guān)鍵解題關(guān)鍵:正確畫出最便于分析的正確畫出最便于分析的平面受力圖平面受力圖五五. .磁通量（磁通量（ ）1. .磁通量定義磁通量定義: : = =BS（ S為為 垂直于磁感線的垂直于磁感線的投影投影面積）面積）2.磁通量的意義磁通量的意義: :穿過某面積的磁感線的條數(shù)穿過某面積的磁感線的條數(shù)( (與匝數(shù)無關(guān)與匝數(shù)無關(guān)) )3. .磁通量的單位：磁通量的單位：韋

5、伯韋伯（Wb) (1 Wb=1T.1m2)4. .合磁通：若穿過某面積有相反方向的磁感線。則此面積合磁通：若穿過某面積有相反方向的磁感線。則此面積上的合磁通為相反方向上的合磁通為相反方向抵消抵消后的后的剩余磁通量剩余磁通量5.磁通量的增量磁通量的增量= B S= B S= 1- 26.磁通量的變化率磁通量的變化率/ t( (磁通量變化的快慢磁通量變化的快慢)()(單位單位: :伏伏) )7.磁通密度磁通密度 ：?jiǎn)挝幻娣e內(nèi)的磁通量：?jiǎn)挝幻娣e內(nèi)的磁通量 / /S = B磁通密度磁通密度= =磁感強(qiáng)度磁感強(qiáng)度B例例1.如圖所示，如圖所示，B為為磁感強(qiáng)度磁感強(qiáng)度,I為電流強(qiáng)度為電流強(qiáng)度,F為磁場(chǎng)對(duì)電流

6、為磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力的作用力,(B,I,F兩兩垂直兩兩垂直)下列各圖正確的是下列各圖正確的是IBF(A)BFI(B)BIF(C)BIF(D)BIF(E)圖例圖例答答:A,C,D統(tǒng)一口徑統(tǒng)一口徑-方位詞方位詞右右左左上上下下里里外外例例2.畫出畫出如圖所示通電導(dǎo)線棒如圖所示通電導(dǎo)線棒ab所受的所受的安培力方向安培力方向 ,(畫出畫出平面受力圖平面受力圖)若若導(dǎo)線棒的長(zhǎng)度為導(dǎo)線棒的長(zhǎng)度為L(zhǎng),通過的電流為通過的電流為I,磁感強(qiáng)度磁感強(qiáng)度B ,寫出寫出安培力安培力的大小的大小。BIL。BIL。BILBILBILBabB ab BabBab Bab 例例3.物理學(xué)家物理學(xué)家法拉第法拉第在研究電磁學(xué)時(shí)親手

7、做過許多實(shí)驗(yàn)在研究電磁學(xué)時(shí)親手做過許多實(shí)驗(yàn),如如圖圖所示的實(shí)驗(yàn)就是著名的所示的實(shí)驗(yàn)就是著名的電磁旋轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)電磁旋轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn),這種現(xiàn)象是：如這種現(xiàn)象是：如果載流導(dǎo)線附近只有磁鐵的一極果載流導(dǎo)線附近只有磁鐵的一極,磁鐵就會(huì)圍繞導(dǎo)線旋轉(zhuǎn)磁鐵就會(huì)圍繞導(dǎo)線旋轉(zhuǎn);反之載流導(dǎo)線也會(huì)圍繞單獨(dú)的某一磁極旋轉(zhuǎn)反之載流導(dǎo)線也會(huì)圍繞單獨(dú)的某一磁極旋轉(zhuǎn).這一裝置實(shí)這一裝置實(shí)際上就成為最早的電動(dòng)機(jī)際上就成為最早的電動(dòng)機(jī).圖中圖中A為可動(dòng)磁鐵為可動(dòng)磁鐵,B為固定導(dǎo)為固定導(dǎo)線線,C為可動(dòng)導(dǎo)線為可動(dòng)導(dǎo)線,D為固定磁鐵為固定磁鐵,杯中盛有水銀杯中盛有水銀,下部接有電下部接有電源源,自上向下看自上向下看,磁鐵磁鐵A將沿將沿_方向旋轉(zhuǎn)方向

8、旋轉(zhuǎn),導(dǎo)線導(dǎo)線C將沿將沿_方向旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn).（填（填順時(shí)針順時(shí)針或或逆時(shí)針逆時(shí)針）.NSNSABCD逆時(shí)針逆時(shí)針順時(shí)針順時(shí)針例例4.如圖所示，在傾角為如圖所示，在傾角為 光滑斜面上，有一根通有電流光滑斜面上，有一根通有電流I、長(zhǎng)度為長(zhǎng)度為L(zhǎng)、質(zhì)量為、質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒，要使棒靜止在斜面上，外的導(dǎo)體棒，要使棒靜止在斜面上，外加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度B的最小值為的最小值為_，方，方向?yàn)橄驗(yàn)開。要使棒對(duì)斜面無壓力，則勻強(qiáng)磁場(chǎng)。要使棒對(duì)斜面無壓力，則勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度的磁感強(qiáng)度B的最小值的最小值_.方向?yàn)榉较驗(yàn)開。 Imgsin / ILmg/IL水平向左水平向左垂直斜面向下垂直斜面向下

9、 IBBILmgNBILmgB例例5.如圖所示，兩平行光滑導(dǎo)軌相距如圖所示，兩平行光滑導(dǎo)軌相距L=20cm,傾角傾角 =45金屬棒金屬棒MN的質(zhì)量為的質(zhì)量為m=10g,電阻電阻R=8 ,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)磁感強(qiáng)度度B =0.8T,方向豎直向下方向豎直向下,電源的電動(dòng)勢(shì)電源的電動(dòng)勢(shì) =10V,內(nèi)電阻內(nèi)電阻r=1 .當(dāng)電鍵當(dāng)電鍵K閉合時(shí)閉合時(shí),金屬棒金屬棒MN處于靜止?fàn)顟B(tài)處于靜止?fàn)顟B(tài),求變阻器求變阻器R1的的電阻值為多少電阻值為多少?答答: R1=7 R1 ,rKRNMBL IBIL mgNB平面受力圖平面受力圖規(guī)律小結(jié)：規(guī)律小結(jié)：畫平面受力圖時(shí)，畫平面受力圖時(shí)，一般把電流（或磁場(chǎng)）畫成一

10、般把電流（或磁場(chǎng)）畫成剖面圖剖面圖例例6.如圖所示，兩平行如圖所示，兩平行豎直豎直導(dǎo)軌相距導(dǎo)軌相距L=20cm,電源的電動(dòng)電源的電動(dòng)勢(shì)勢(shì) =2V,內(nèi)電阻內(nèi)電阻r=0.5 .金屬棒金屬棒MN的質(zhì)量為的質(zhì)量為m=100g,電阻電阻R=0.5 ,靠在導(dǎo)軌的靠在導(dǎo)軌的外面外面.要使金屬棒要使金屬棒MN處于靜止?fàn)顟B(tài)處于靜止?fàn)顟B(tài),我我們施加一個(gè)與紙面夾角們施加一個(gè)與紙面夾角 =37,并與金屬棒垂直且向里的并與金屬棒垂直且向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)勻強(qiáng)磁場(chǎng).金屬棒與導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)金屬棒與導(dǎo)軌的摩擦系數(shù) =0.5.求求 (1)此磁場(chǎng)是此磁場(chǎng)是斜向上還是斜向下斜向上還是斜向下? (2)磁感強(qiáng)度磁感強(qiáng)度B的范圍是多少的范圍是

11、多少? ,rMN答答: (1)斜向下斜向下(2) 12.5T B2.5TmgNBILB abdc YXZOWb103cosBS41WbBS421033cos03解：解：例例7.一個(gè)一個(gè)10匝匝矩形線圈矩形線圈abcd，邊長(zhǎng)邊長(zhǎng)ab=30cm，bc=20cm，如圖所示放在如圖所示放在OXYZ直角坐標(biāo)內(nèi)，線圈平面垂直直角坐標(biāo)內(nèi)，線圈平面垂直O(jiān)xy平平面，與面，與OX軸，軸，OY軸夾角分別為軸夾角分別為 =30 , =60 。勻強(qiáng)磁。勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度場(chǎng)的磁感強(qiáng)度B=10-2 T。試計(jì)算當(dāng)磁場(chǎng)方向分別沿。試計(jì)算當(dāng)磁場(chǎng)方向分別沿OX、OY、OZ方向時(shí)，穿過線圈磁通量各是多少？方向時(shí)，穿過線圈磁通量各是

12、多少？例例8、在如圖在如圖甲甲直角坐標(biāo)系的四個(gè)象限中，直角坐標(biāo)系的四個(gè)象限中，分布圖示方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（磁感應(yīng)強(qiáng)度分布圖示方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（磁感應(yīng)強(qiáng)度大小都相等）一個(gè)直角扇形線框垂直于大小都相等）一個(gè)直角扇形線框垂直于磁場(chǎng)放置，圓心在原點(diǎn)處并以過原點(diǎn)平磁場(chǎng)放置，圓心在原點(diǎn)處并以過原點(diǎn)平行于磁場(chǎng)的直線為軸。沿逆時(shí)針方向勻行于磁場(chǎng)的直線為軸。沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為 ，自線框的兩直角邊自線框的兩直角邊與與+X，+Y軸重合時(shí)開始計(jì)時(shí)，則圖軸重合時(shí)開始計(jì)時(shí)，則圖乙乙中中穿過線框的磁通量穿過線框的磁通量 隨時(shí)間隨時(shí)間t變化的圖象變化的圖象正確的是：（正確的是：（ ）B xyO(甲甲)t

13、 2O 2O 2O 2OtttABCD(乙）乙）規(guī)律小結(jié)規(guī)律小結(jié)1.同向平行電流同向平行電流,由于相互磁場(chǎng)的作用由于相互磁場(chǎng)的作用,兩電流相互兩電流相互吸引吸引 .2.反向平行電流反向平行電流,由于相互磁場(chǎng)的作用由于相互磁場(chǎng)的作用,兩電流相互兩電流相互排斥排斥. 3.交叉電流交叉電流,由于相互磁場(chǎng)的作用由于相互磁場(chǎng)的作用,兩電流要兩電流要轉(zhuǎn)成相互同向轉(zhuǎn)成相互同向平行平行,并相互并相互吸引吸引.4.通電螺線管通電螺線管等效于等效于條形磁鐵條形磁鐵5.通電圓線圈通電圓線圈等效于等效于磁針磁針例例9.如圖所示，一個(gè)固定的圓電流如圖所示，一個(gè)固定的圓電流I1與一個(gè)可自由運(yùn)動(dòng)的與一個(gè)可自由運(yùn)動(dòng)的圓電流圓

14、電流I2，相互絕緣且垂直放置，電流方向如圖，從左向，相互絕緣且垂直放置，電流方向如圖，從左向右看，圓電流右看，圓電流I2將將A.不動(dòng)不動(dòng) B.順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)C.逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) D.向紙外平動(dòng)向紙外平動(dòng)I1I2答答: C例例10.如圖所示，原來靜止的圓形線圈通以如圖所示，原來靜止的圓形線圈通以順順時(shí)針方向的時(shí)針方向的電流電流I1,在其直徑在其直徑AB上靠近上靠近B點(diǎn)放一根垂直于線圈平面的固點(diǎn)放一根垂直于線圈平面的固定不動(dòng)的長(zhǎng)通電直電流定不動(dòng)的長(zhǎng)通電直電流I2，電流方向如圖，在磁場(chǎng)作用下，電流方向如圖，在磁場(chǎng)作用下圓電流圓電流I1將將A.靜止不動(dòng)靜止不動(dòng) B. 以直徑以直徑AB為軸轉(zhuǎn)動(dòng)

15、為軸轉(zhuǎn)動(dòng)C. 向左移動(dòng)向左移動(dòng) D.向右移動(dòng)向右移動(dòng)I1I2AB答答: B CNSIAB例例11.如圖所示如圖所示,把一根通電直導(dǎo)線把一根通電直導(dǎo)線AB放在馬蹄形磁鐵的正放在馬蹄形磁鐵的正上方上方,導(dǎo)線可以自由移動(dòng)導(dǎo)線可以自由移動(dòng),不計(jì)重力不計(jì)重力,當(dāng)導(dǎo)線通以向右的電流當(dāng)導(dǎo)線通以向右的電流I時(shí)時(shí),導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)情況是導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)情況是:(從上向下看從上向下看)A.順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)下降同時(shí)下降.B.順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)上升同時(shí)上升.C.逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)下降同時(shí)下降.D.逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)上升同時(shí)上升.答答: C例例12.如圖所示如圖所示

16、,條形磁鐵放在水平桌面上條形磁鐵放在水平桌面上.在在N極的正上方極的正上方固定一根長(zhǎng)直導(dǎo)線固定一根長(zhǎng)直導(dǎo)線,導(dǎo)線與磁鐵垂直導(dǎo)線與磁鐵垂直,給導(dǎo)線通以垂直紙面給導(dǎo)線通以垂直紙面向里的電流向里的電流I.則則A.磁鐵對(duì)桌面的壓力減小磁鐵對(duì)桌面的壓力減小,不受桌面的摩擦力作用不受桌面的摩擦力作用.B.磁鐵對(duì)桌面的壓力減小磁鐵對(duì)桌面的壓力減小,受桌面的摩擦力作用受桌面的摩擦力作用.C.磁鐵對(duì)桌面的壓力增大磁鐵對(duì)桌面的壓力增大,不受桌面的摩擦力作用不受桌面的摩擦力作用.D.磁鐵對(duì)桌面的壓力增大磁鐵對(duì)桌面的壓力增大,受桌面的摩擦力作用受桌面的摩擦力作用.答答: D注意注意:安培力也有反作用力安培力也有反作用

17、力SNIFFB規(guī)律小結(jié)規(guī)律小結(jié)安培力安培力公式公式F=BILsin 的討論的討論:(1)公式中的公式中的B為通電導(dǎo)線所在的為通電導(dǎo)線所在的勻強(qiáng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度磁感強(qiáng)度.(2)公式中的公式中的I為通為通恒定電流恒定電流導(dǎo)線中的導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度電流強(qiáng)度(3)公式中的公式中的L為通電導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場(chǎng)為通電導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場(chǎng)部分部分中的中的等效直線長(zhǎng)等效直線長(zhǎng)度度(4)公式中的公式中的 為磁感強(qiáng)度為磁感強(qiáng)度B與與電流強(qiáng)度電流強(qiáng)度I之間的之間的夾角夾角(5)公式中的公式中的 F為通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受為通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力大小安培力大小.方向方向由由左手定則左手定則判斷判斷, 作用點(diǎn)作用點(diǎn)在勻強(qiáng)磁

18、場(chǎng)部分中的在勻強(qiáng)磁場(chǎng)部分中的等效直線長(zhǎng)等效直線長(zhǎng)度的度的中點(diǎn)中點(diǎn).例例13.如圖所示如圖所示,半徑為半徑為r通電流通電流I的圓線圈分別放置在的圓線圈分別放置在勻強(qiáng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁場(chǎng)B的各個(gè)位置的各個(gè)位置.則受則受安培力安培力F大小及方向分別為多少大小及方向分別為多少? B IIIBBF1=2BIrF2=2BIrF3=0線圈導(dǎo)線截面上受線圈導(dǎo)線截面上受的的張張力力F4=BIrF4F4F3F3例例14.如圖所示如圖所示,質(zhì)量為質(zhì)量為m的一段直導(dǎo)線彎成的一段直導(dǎo)線彎成N形形后放在光滑后放在光滑水平面上水平面上,尺寸如圖所示尺寸如圖所示,磁感強(qiáng)度為磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直向下穿過下穿過N形

19、形導(dǎo)線平面導(dǎo)線平面,當(dāng)當(dāng)N形形導(dǎo)線通入電流強(qiáng)度為導(dǎo)線通入電流強(qiáng)度為I的電流的電流的瞬間的瞬間,導(dǎo)線的加速度導(dǎo)線的加速度 a為多少為多少?方向如何方向如何?答答: mBILa2 LLIIIBABCD方向沿方向沿CBIa規(guī)律小結(jié)規(guī)律小結(jié)通電線圈在磁場(chǎng)中受到的磁力距通電線圈在磁場(chǎng)中受到的磁力距條件條件:矩形線圈長(zhǎng)矩形線圈長(zhǎng)L1,寬寬L2,(面積為面積為S),共共N匝匝,通入電流強(qiáng)度通入電流強(qiáng)度為為I的電流的電流.放在磁感強(qiáng)度為放在磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,可繞垂直于磁可繞垂直于磁感線的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)感線的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng). 最大力距最大力距Mmax(位置位置:線圈平面與磁感線平行線圈平面與磁感線平行.

20、磁通量為磁通量為0時(shí)時(shí))Mmax=NBI L1 L2=NBIS(推廣推廣:可適用各種形狀的線圈可適用各種形狀的線圈,轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)軸也可以在垂直于磁感線的不同位置軸也可以在垂直于磁感線的不同位置)BIBI M=0I最小力距最小力距Mmin(位置位置:線圈平面與磁感線垂直線圈平面與磁感線垂直.磁通量為最大磁通量為最大時(shí)時(shí))Mmin=0例例15.如圖所示如圖所示,在磁感強(qiáng)度在磁感強(qiáng)度B=2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一個(gè)匝有一個(gè)匝數(shù)數(shù)N=100匝匝, ab邊長(zhǎng)邊長(zhǎng)L1=50cm,bc邊長(zhǎng)邊長(zhǎng)L2 =30cm的矩形線圈的矩形線圈,磁感線與線圈平面成磁感線與線圈平面成 =37角角.線圈中通有線圈中通有I=5A

21、的電流的電流.求求(1)線圈中的磁通量線圈中的磁通量.(2)線圈線圈ad邊所受的磁場(chǎng)力邊所受的磁場(chǎng)力.(3)線圈所受線圈所受磁場(chǎng)力的磁力距磁場(chǎng)力的磁力距. BabcdI答答: (1) =B L1 L2sin =0.18Wb(2) Fad=NBI L2sin =180N(方向向上方向向上)(3)M=NBI L1 L2cos =120Nma(b)d(c)BFF 例例16.如圖所示，通電線框可繞如圖所示，通電線框可繞OO軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)軸自由轉(zhuǎn)動(dòng),線框處于線框處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感強(qiáng)度磁感強(qiáng)度B=1T,線框?yàn)檎叫尉€框?yàn)檎叫?邊長(zhǎng)邊長(zhǎng)L=0.5m,總重總重G=0.2N,當(dāng)通有

22、當(dāng)通有abcda方向的電流時(shí)方向的電流時(shí),線框與豎線框與豎直平面的夾角直平面的夾角 =37,求此時(shí)的電流強(qiáng)度求此時(shí)的電流強(qiáng)度I為多少為多少? BOOabcdI答答: I =0.15A例例17.如圖所示如圖所示,一根均勻的長(zhǎng)一根均勻的長(zhǎng)L=0.25m,質(zhì)量質(zhì)量m=0.01kg的金的金屬桿屬桿PQ斜靠在支架上斜靠在支架上,PQ與水平面夾角與水平面夾角 =53,從接觸點(diǎn)從接觸點(diǎn)N、Q引出導(dǎo)線與電源接通引出導(dǎo)線與電源接通,PN長(zhǎng)長(zhǎng)0.05m,電源電動(dòng)勢(shì)電源電動(dòng)勢(shì) =6V,內(nèi)電內(nèi)電阻阻r=1 ,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向與勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向與PQ所在豎直平面垂直向里所在豎直平面垂直向里,大大小小B=0.125T.求滑動(dòng)

23、變阻器求滑動(dòng)變阻器R的電阻至少為多少值時(shí)的電阻至少為多少值時(shí),接觸接觸點(diǎn)點(diǎn)N上恰好無壓力上恰好無壓力? (金屬桿電阻不計(jì)金屬桿電阻不計(jì)) PQNBR答答: R =1 mgBILNQ例例18.如圖所示如圖所示,粗糙的水平桌面上放一個(gè)距形線粗糙的水平桌面上放一個(gè)距形線圈圈,ab=cd=L1,bc=da=L2,線圈質(zhì)量為線圈質(zhì)量為m,通有電流通有電流I,方向如圖方向如圖,勻強(qiáng)磁場(chǎng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)B的方向由西向東且向下偏的方向由西向東且向下偏,與水平面的夾角為與水平面的夾角為 ,求當(dāng)電流求當(dāng)電流I超過都大時(shí)線圈能從桌面翹起超過都大時(shí)線圈能從桌面翹起?翹起的是哪一邊翹起的是哪一邊?abcdB L1L2I答答:

24、I=mg/2BL2 cos bc邊翹起邊翹起a(d)b(c)BBIL2BIL2mghRBI例例19.如圖所示，圓柱體重力為如圖所示，圓柱體重力為G，長(zhǎng)度為，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，半徑為，半徑為R，圓柱體上固定一個(gè)匝數(shù)為圓柱體上固定一個(gè)匝數(shù)為N的通電線圈，線圈平面恰與磁的通電線圈，線圈平面恰與磁感強(qiáng)度感強(qiáng)度B平行。求通過線圈的電流平行。求通過線圈的電流I多大時(shí)，圓柱體才能滾多大時(shí)，圓柱體才能滾上高度為上高度為h的臺(tái)階？（設(shè)的臺(tái)階？（設(shè)hR,且臺(tái)階與圓柱體接觸處有足且臺(tái)階與圓柱體接觸處有足夠大的摩擦夠大的摩擦)NBLRhRhGI222答：BBILBILG例例20.如圖所示如圖所示,在水平桌面上在水平桌面上,固

25、定著兩個(gè)圓環(huán)固定著兩個(gè)圓環(huán),它們的半徑它們的半徑相等相等,環(huán)面豎直環(huán)面豎直,互相平行互相平行,間距間距L=20cm,兩環(huán)均由相同的電兩環(huán)均由相同的電阻絲制成阻絲制成,電阻都為電阻都為R1=9 .在兩環(huán)的最高點(diǎn)在兩環(huán)的最高點(diǎn)a,b之間接一個(gè)之間接一個(gè)內(nèi)阻內(nèi)阻r=0.5 的電源的電源,空間有一豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)空間有一豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng).磁感強(qiáng)磁感強(qiáng)度度B=0.346T.一根長(zhǎng)度等于兩環(huán)間距一根長(zhǎng)度等于兩環(huán)間距,質(zhì)量為質(zhì)量為m=0.01kg,電阻電阻R2=1.5 的導(dǎo)體棒水平放置于兩環(huán)內(nèi)側(cè)的導(dǎo)體棒水平放置于兩環(huán)內(nèi)側(cè),不計(jì)摩擦不計(jì)摩擦.當(dāng)將棒當(dāng)將棒放在其兩端點(diǎn)與兩環(huán)最低點(diǎn)之間的圓心角放在其兩端點(diǎn)與兩

26、環(huán)最低點(diǎn)之間的圓心角 =60時(shí)時(shí),棒恰棒恰好靜止好靜止,求電源的電動(dòng)勢(shì)求電源的電動(dòng)勢(shì) ab rB答答: =6mgtg /BL= 15V mgBILNB例例21.如圖所示如圖所示,通電直導(dǎo)線中有向上的電流通電直導(dǎo)線中有向上的電流I0.邊長(zhǎng)為邊長(zhǎng)為2L的的正方形通電線圈正方形通電線圈abcd的電流強(qiáng)度為的電流強(qiáng)度為I,方向如圖方向如圖,ab邊邊,cd邊邊都與直電流都與直電流I0平行平行, ab邊與直電流的距離為邊與直電流的距離為2L,且且oa與與ad垂垂直直.線圈能繞中心軸線圈能繞中心軸OO轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng).已知直電流已知直電流I0 的磁場(chǎng)在的磁場(chǎng)在ab邊邊處的磁感強(qiáng)度為處的磁感強(qiáng)度為B1,在在cd邊處的

27、磁感強(qiáng)度為邊處的磁感強(qiáng)度為B2 .求正方形通求正方形通電線圈在此位置受到磁場(chǎng)力的磁力距電線圈在此位置受到磁場(chǎng)力的磁力距M為多少為多少?）（答：21222BBILMabcdoI0I2L2LB1B2OOa(b)d(c)B1I2LB2I2LI0O例例22.如圖所示是一種自動(dòng)跳閘的閘刀開關(guān)如圖所示是一種自動(dòng)跳閘的閘刀開關(guān),O是固定轉(zhuǎn)動(dòng)是固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸，軸，A是絕緣手柄，是絕緣手柄，C是閘刀卡口，是閘刀卡口，M、N是通電電極。是通電電極。OC間的距離為間的距離為12cm， OA間的距離為間的距離為15cm，無電流時(shí)，無電流時(shí)，用手工板閘，由于用手工板閘，由于C處的摩擦，在處的摩擦，在A處要水平力處要水平力F

28、=0.48N能把閘刀板開能把閘刀板開.若在垂直與紙面向里方向加一個(gè)若在垂直與紙面向里方向加一個(gè)B=1T的勻的勻強(qiáng)磁場(chǎng)強(qiáng)磁場(chǎng),按圖示方向通以電流按圖示方向通以電流I.要使閘刀能自動(dòng)跳開要使閘刀能自動(dòng)跳開,其通其通過的電流過的電流I至少為多少至少為多少安安? OCAIBMNI答答: I=10A 例例23.如圖所示，一個(gè)如圖所示，一個(gè)形銅導(dǎo)線形銅導(dǎo)線,質(zhì)量為質(zhì)量為m,水平段長(zhǎng)度為水平段長(zhǎng)度為L(zhǎng),處在水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中處在水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感強(qiáng)度為磁感強(qiáng)度為B,方向垂直紙面方向垂直紙面向里向里.導(dǎo)線下端分別插在兩個(gè)水銀槽里導(dǎo)線下端分別插在兩個(gè)水銀槽里,插入水銀中的深度插入水銀中的深度都是都是

29、h,兩個(gè)水銀槽通過導(dǎo)線與電源連接兩個(gè)水銀槽通過導(dǎo)線與電源連接.當(dāng)電鍵當(dāng)電鍵K閉合后閉合后,導(dǎo)線從水銀槽中跳起導(dǎo)線從水銀槽中跳起,導(dǎo)線的下端離開水銀面的高度為導(dǎo)線的下端離開水銀面的高度為h,求求電鍵電鍵K閉合后通過導(dǎo)線的電量閉合后通過導(dǎo)線的電量q?(不考慮電磁感應(yīng)的影響不考慮電磁感應(yīng)的影響) hBhKhgBLhhmq2)(答：例例24.如圖所示如圖所示,相距相距L=20cm的平行導(dǎo)軌傾斜放置的平行導(dǎo)軌傾斜放置,導(dǎo)軌平導(dǎo)軌平面與水平面的夾角面與水平面的夾角 =37.現(xiàn)在導(dǎo)軌上放一質(zhì)量現(xiàn)在導(dǎo)軌上放一質(zhì)量m=330g的的金屬棒金屬棒ab,它與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)它與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù) =0.5.整個(gè)裝置

30、處于磁整個(gè)裝置處于磁感強(qiáng)度感強(qiáng)度B=2T的豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,導(dǎo)軌所接電源的電導(dǎo)軌所接電源的電動(dòng)勢(shì)動(dòng)勢(shì) =15V,內(nèi)阻不計(jì)內(nèi)阻不計(jì),滑動(dòng)變阻器的阻值可按要求進(jìn)行調(diào)滑動(dòng)變阻器的阻值可按要求進(jìn)行調(diào)節(jié)節(jié),為保持金屬棒為保持金屬棒ab處于靜止?fàn)顟B(tài)處于靜止?fàn)顟B(tài).求求(1)金屬棒金屬棒ab中通入的中通入的最大最大電流為多少？電流為多少？(2)金屬棒金屬棒ab中通入的中通入的最小最小電流為多少？電流為多少？(3)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器R的調(diào)節(jié)范圍的調(diào)節(jié)范圍 abBRK答答: (1) Imax = 16.5A BI1LmgfNBI2LmgfN(2) Imin =1.5A (3) R=0.

31、91 10 例例25.如圖所示如圖所示,M,N為兩根豎直放置的平行金屬桿為兩根豎直放置的平行金屬桿,相距相距L=20cm ,兩桿間勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直紙面向里兩桿間勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,導(dǎo)體棒導(dǎo)體棒ab的的質(zhì)量質(zhì)量m=72g,電阻電阻R0=1 ,可無摩擦地沿桿滑動(dòng)可無摩擦地沿桿滑動(dòng).電源的電動(dòng)電源的電動(dòng)勢(shì)勢(shì) =36V,內(nèi)阻不計(jì)內(nèi)阻不計(jì).電阻電阻R1=8 .當(dāng)可變電阻當(dāng)可變電阻R2=8 時(shí)時(shí),導(dǎo)體導(dǎo)體棒棒ab恰好靜止恰好靜止.求求(1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度B的大小的大小?(2)如果如果可變電阻可變電阻R2短路短路,導(dǎo)體棒導(dǎo)體棒ab將向什么方向運(yùn)動(dòng)將向什么方向運(yùn)動(dòng)?(3)在可變電在

32、可變電阻阻R2短路時(shí)短路時(shí),要使導(dǎo)體棒要使導(dǎo)體棒ab保持靜止保持靜止,應(yīng)使應(yīng)使MN兩金屬桿以兩金屬桿以它們的中軸線為軸轉(zhuǎn)過多大它們的中軸線為軸轉(zhuǎn)過多大 角度角度?答答: (1) B =1T(2) 向上運(yùn)動(dòng)向上運(yùn)動(dòng)(3) cos =0.1 （ =84. 3 )R1R2BabMN 例例26.如圖所示如圖所示,長(zhǎng)為長(zhǎng)為L(zhǎng),質(zhì)量為質(zhì)量為m的兩導(dǎo)體棒的兩導(dǎo)體棒a,b.導(dǎo)體棒導(dǎo)體棒a被被放在傾角為放在傾角為 =37的光滑斜面上的光滑斜面上,導(dǎo)體棒導(dǎo)體棒b被固定在距被固定在距a為為X的同一水平面上的同一水平面上,且且a,b平行平行.當(dāng)當(dāng)a,b均通有電流強(qiáng)度為均通有電流強(qiáng)度為I的的同向平行電流時(shí)同向平行電流時(shí)

33、,a恰好能在斜面上保持靜止恰好能在斜面上保持靜止,則則b的電流在的電流在a處產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度處產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度B為多少為多少?abx 答答: B=3mg/4IL例例27.如圖所示如圖所示,磁流體動(dòng)力泵的矩形槽左磁流體動(dòng)力泵的矩形槽左,右兩側(cè)壁是導(dǎo)電右兩側(cè)壁是導(dǎo)電板板,前后兩壁是絕緣板前后兩壁是絕緣板,槽寬槽寬L=5cm.高高h(yuǎn)=10.5cm.槽的下部槽的下部與水銀面接觸與水銀面接觸,上部與一豎直絕緣管相連上部與一豎直絕緣管相連.勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于絕緣板直于絕緣板,B=0.1T.給兩導(dǎo)電板間加一電壓給兩導(dǎo)電板間加一電壓U=1V.已知水已知水銀的電阻率銀的電阻率 =10-6

34、m.水銀的密度水銀的密度D=1.4104kg/m3.則水則水銀在泵中可上升的高度銀在泵中可上升的高度H為多少為多少? LhBH提示提示:泵中水銀對(duì)底面泵中水銀對(duì)底面的壓力等于安培力的壓力等于安培力答答: H=1.5m例例28.如圖所示是一個(gè)測(cè)量磁感強(qiáng)度如圖所示是一個(gè)測(cè)量磁感強(qiáng)度B的裝置的裝置,一長(zhǎng)方體容一長(zhǎng)方體容器內(nèi)部高為器內(nèi)部高為L(zhǎng),厚為厚為d,左右兩側(cè)等高處裝有兩根完全相同的左右兩側(cè)等高處裝有兩根完全相同的開口向上的管子開口向上的管子a,b.裝置的上下兩側(cè)裝有電極裝置的上下兩側(cè)裝有電極C,D.并經(jīng)過并經(jīng)過電鍵與電源連接電鍵與電源連接,容器中注滿能密度為容器中注滿能密度為 的導(dǎo)電的液體的導(dǎo)電

35、的液體.將容將容器置于一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中器置于一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.磁場(chǎng)方向垂直紙面向里磁場(chǎng)方向垂直紙面向里.當(dāng)電鍵當(dāng)電鍵K斷斷開時(shí)開時(shí),豎直管豎直管a,b中的液面高度相等中的液面高度相等.當(dāng)電鍵當(dāng)電鍵K閉合時(shí)閉合時(shí),電流表電流表的示數(shù)為的示數(shù)為I,a,b兩管中的液面高度差為兩管中的液面高度差為h.求測(cè)量磁感強(qiáng)度求測(cè)量磁感強(qiáng)度B的大小的大小?A LIhKBCD ab答答: B= ghd/I例例29.如圖所示如圖所示,在磁感強(qiáng)度在磁感強(qiáng)度B=0.23T,方向豎直向下的勻強(qiáng)方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中磁場(chǎng)中,一根長(zhǎng)度一根長(zhǎng)度L1=20cm,質(zhì)量質(zhì)量m=72g的橫桿的橫桿,水平地掛在水平地掛在兩根長(zhǎng)度兩根長(zhǎng)度L2=12cm的輕細(xì)導(dǎo)線上的輕細(xì)導(dǎo)線上.電路中通有如圖方向的電路中通有如圖方向的電流電流,電流強(qiáng)度電流強(qiáng)度I=2.5A,且