高考物理第一章專題強(qiáng)化安培力作用下的運(yùn)動(dòng)和平衡問(wèn)題課件

專題強(qiáng)化

安培力作用下的運(yùn)動(dòng)和平衡問(wèn)題第一章

安培力與洛倫茲力專題強(qiáng)化安培力作用下的運(yùn)動(dòng)和平衡問(wèn)題第一章安培力與洛倫茲1.會(huì)用左手定則判斷安培力的方向和導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向.2.會(huì)分析在安培力作用下的平衡問(wèn)題.3.會(huì)結(jié)合牛頓第二定律求導(dǎo)體棒的瞬時(shí)加速度.學(xué)習(xí)目標(biāo)1.會(huì)用左手定則判斷安培力的方向和導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向.學(xué)習(xí)目標(biāo)重點(diǎn)探究隨堂演練專題強(qiáng)化練內(nèi)容索引NEIRONGSUOYIN重點(diǎn)探究隨堂演練專題強(qiáng)化練內(nèi)容索引NEIRONGSUOYIN一、安培力作用下導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的判斷重點(diǎn)探究電流元法把整段導(dǎo)線分為許多段直電流元，先用左手定則判斷每段電流元受力的方向，然后判斷整段導(dǎo)線所受合力的方向，從而確定導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向等效法環(huán)形電流可等效成小磁針，通電螺線管可等效成條形磁體或多個(gè)環(huán)形電流，反過(guò)來(lái)等效也成立特殊位置法通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)通電導(dǎo)線到某個(gè)便于分析的特殊位置(如轉(zhuǎn)過(guò)90°角)，然后判斷其所受安培力的方向，從而確定其運(yùn)動(dòng)方向一、安培力作用下導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的判斷重點(diǎn)探究電流元法把整段導(dǎo)線分為結(jié)論法兩平行直線電流在相互作用過(guò)程中，無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)，同向電流互相吸引，反向電流互相排斥；兩不平行的直線電流相互作用時(shí)，有轉(zhuǎn)到平行且電流方向相同的趨勢(shì)轉(zhuǎn)換研究對(duì)象法定性分析磁體在電流磁場(chǎng)作用下如何運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題，可先分析電流在磁體磁場(chǎng)中所受的安培力，然后由牛頓第三定律確定磁體所受電流磁場(chǎng)的作用，從而確定磁體所受合力及運(yùn)動(dòng)方向結(jié)論法兩平行直線電流在相互作用過(guò)程中，無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)，同向電流互例1

如圖1所示，把一重力不計(jì)的通電直導(dǎo)線AB水平放在蹄形磁體磁極的正上方，導(dǎo)線可以在空間中自由運(yùn)動(dòng)，當(dāng)導(dǎo)線通以圖示方向電流I時(shí)，導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)情況是(從上往下看)A.順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)下降B.順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)上升C.逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)下降D.逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)上升圖1√例1如圖1所示，把一重力不計(jì)的通電直導(dǎo)線AB水平放在蹄形磁解析如圖所示，將導(dǎo)線AB分成左、中、右三部分.中間一段開(kāi)始時(shí)電流方向與磁場(chǎng)方向一致，不受力；左端一段所在處的磁場(chǎng)方向斜向右上，根據(jù)左手定則知其受力方向向外；右端一段所在處的磁場(chǎng)方向斜向右下，受力方向向里.當(dāng)轉(zhuǎn)過(guò)一定角度時(shí)，中間一段電流不再與磁場(chǎng)方向平行，由左手定則可知其受力方向向下，所以從上往下看導(dǎo)線將一邊逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，一邊向下運(yùn)動(dòng)，C選項(xiàng)正確.解析如圖所示，將導(dǎo)線AB分成左、中、右三部分.針對(duì)訓(xùn)練兩條直導(dǎo)線互相垂直，如圖2所示，但相隔一小段距離，其中一條AB是固定的，另一條CD能自由轉(zhuǎn)動(dòng).當(dāng)恒定的電流I通入兩條導(dǎo)線時(shí)，CD導(dǎo)線將A.順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近導(dǎo)線ABB.順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)離開(kāi)導(dǎo)線ABC.逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)離開(kāi)導(dǎo)線ABD.逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近導(dǎo)線AB圖2√針對(duì)訓(xùn)練兩條直導(dǎo)線互相垂直，如圖2所示，但相隔一小段距離，二、安培力作用下的平衡例2

質(zhì)量為m、長(zhǎng)為L(zhǎng)的直導(dǎo)體棒放置于四分之一光滑絕緣圓弧軌道上，整個(gè)裝置處于方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，直導(dǎo)體棒中通有恒定電流，平衡時(shí)導(dǎo)體棒與圓弧圓心的連線與豎直方向成60°角，其截面圖如圖3所示.則下列關(guān)于導(dǎo)體棒中電流的分析正確的是(重力加速度為g)圖3√二、安培力作用下的平衡例2質(zhì)量為m、長(zhǎng)為L(zhǎng)的直導(dǎo)體棒放置于解析根據(jù)左手定則可知，不管電流方向向里還是向外，安培力的方向只能沿水平方向，再結(jié)合導(dǎo)體棒的平衡條件可知，安培力只能水平向右，據(jù)此可判斷出，導(dǎo)體棒中的電流垂直紙面向里，對(duì)導(dǎo)體棒受力分析如圖所示，根據(jù)平衡條件可知，F(xiàn)＝mgtan60°，又安培力F＝BIL，解析根據(jù)左手定則可知，不管電流方向向里還是向外，安培力的方例3

質(zhì)量為m＝0.02kg的通電細(xì)桿ab置于傾角為θ＝37°的平行放置的導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌的寬度d＝0.2m，桿ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.4，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直且方向向下，如圖4所示.現(xiàn)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器圖4答案

0.14A≤I≤0.46A的觸頭，試求出為使桿ab靜止不動(dòng)，通過(guò)ab桿的電流范圍為多少？(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度g＝10m/s2)例3質(zhì)量為m＝0.02kg的通電細(xì)桿ab置于傾角為θ＝3解析桿ab中的電流方向?yàn)閍到b，所受安培力的方向平行于導(dǎo)軌向上.當(dāng)電流較大時(shí)，桿有向上的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，所受靜摩擦力向下；當(dāng)靜摩擦力達(dá)到最大時(shí)，磁場(chǎng)力為最大值F1，此時(shí)通過(guò)ab的電流最大為Imax；同理，當(dāng)電流最小時(shí)，應(yīng)該是桿受向上的最大靜摩擦力，此時(shí)的安培力為F2，電流為Imin.正確地畫(huà)出兩種情況下的受力圖，由平衡條件列方程求解.如圖甲所示，有F1－mgsinθ－Ff1＝0FN－mgcosθ＝0Ff1＝μFNF1＝BImaxd解得Imax＝0.46A甲解析桿ab中的電流方向?yàn)閍到b，所受安培力的方向平行于導(dǎo)軌如圖乙所示，有乙F2＋Ff2－mgsinθ＝0FN－mgcosθ＝0Ff2＝μFNF2＝BImind解得Imin＝0.14A所以通過(guò)ab桿的電流范圍是0.14A≤I≤0.46A.如圖乙所示，有乙F2＋Ff2－mgsinθ＝0規(guī)律總結(jié)安培力作用下綜合問(wèn)題的分析方法1.安培力作用下平衡問(wèn)題的解題步驟：(1)先進(jìn)行受力分析，畫(huà)出受力分析圖，有時(shí)需要將立體圖轉(zhuǎn)換為平面圖；(2)根據(jù)共點(diǎn)力平衡的條件列出平衡方程進(jìn)行求解.注意：在受力分析過(guò)程中不要漏掉了安培力.2.安培力作用下的加速問(wèn)題與動(dòng)力學(xué)問(wèn)題一樣，關(guān)鍵是做好受力分析，然后根據(jù)牛頓第二定律求出加速度，最后利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解.規(guī)律總結(jié)安培力作用下綜合問(wèn)題的分析方法三、安培力和功能關(guān)系的綜合問(wèn)題例4

如圖5所示，在水平固定放置的平行導(dǎo)軌一端架著一根質(zhì)量m＝0.4kg的金屬棒ab，導(dǎo)軌另一端通過(guò)導(dǎo)線與電源相連，該裝置放在高h(yuǎn)＝20cm的光滑絕緣墊塊上，墊塊放在水平地面上.當(dāng)有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，接通電源，金屬棒ab會(huì)被平拋到距墊塊右端水平距離s＝100cm的水平地面上，重力加速度g＝10m/s2，不計(jì)空氣阻力，試求接通電源后安培力對(duì)金屬棒做功的大小.圖5答案

5J三、安培力和功能關(guān)系的綜合問(wèn)題例4如圖5所示，在水平固定放解析設(shè)在接通電源到金屬棒離開(kāi)導(dǎo)軌短暫時(shí)間內(nèi)安培力對(duì)金屬棒做功大小為W，金屬棒離開(kāi)導(dǎo)軌的速度為v，則水平方向有s＝vt③代入數(shù)據(jù)得W＝5J.解析設(shè)在接通電源到金屬棒離開(kāi)導(dǎo)軌短暫時(shí)間內(nèi)安培力對(duì)金屬棒做1.安培力與重力、彈力、摩擦力一樣，會(huì)使通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，也會(huì)涉及做功問(wèn)題.不同性質(zhì)的力做功機(jī)理不同，但做功的本質(zhì)都是由一種形式的能轉(zhuǎn)化為另一種形式的能.2.安培力做正功時(shí)，將電路中的電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能.規(guī)律總結(jié)1.安培力與重力、彈力、摩擦力一樣，會(huì)使通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)1.(安培力作用下導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的判斷)如圖6所示，把輕質(zhì)導(dǎo)線圈用絕緣細(xì)線懸掛在磁體N極附近，磁體的軸線穿過(guò)線圈的圓心且垂直于線圈平面.當(dāng)線圈內(nèi)通以圖示方向的電流(從右向左看沿逆時(shí)針?lè)较?后，線圈的運(yùn)動(dòng)情況是A.線圈向左運(yùn)動(dòng)

B.線圈向右運(yùn)動(dòng)C.從上往下看順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)

D.從上往下看逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)123隨堂演練√圖6451.(安培力作用下導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的判斷)如圖6所示，把輕質(zhì)導(dǎo)線圈用123解析將環(huán)形電流等效成小磁針，如圖所示，根據(jù)異名磁極相互吸引知，線圈將向左運(yùn)動(dòng)；也可將左側(cè)條形磁體等效成環(huán)形電流，根據(jù)“同向電流相吸引，異向電流相排斥”可知線圈向左運(yùn)動(dòng)，選A.45123解析將環(huán)形電流等效成小磁針，如圖所示，根據(jù)“同向電流2.(安培力作用下導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向的判斷)(2019·銀川一中高二上期末)如圖7所示，有一固定通電直導(dǎo)線O垂直紙面放置，導(dǎo)線中電流方向垂直紙面向里，在其上方放一可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的弓形硬質(zhì)閉合線圈abcd，其圓弧的圓心恰好在通電直導(dǎo)線上，當(dāng)閉合線圈中通以逆時(shí)針?lè)较螂娏鲿r(shí)，線圈將A.俯視逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，且遠(yuǎn)離通電直導(dǎo)線B.俯視順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，且靠近通電直導(dǎo)線C.俯視順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，且遠(yuǎn)離通電直導(dǎo)線D.俯視逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，且靠近通電直導(dǎo)線123圖7√452.(安培力作用下導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向的判斷)(2019·銀川一中高123解析根據(jù)右手螺旋定則可知，通電導(dǎo)線的磁場(chǎng)是以導(dǎo)線為圓心的一系列同心圓，磁場(chǎng)方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?，再由左手定則可知，ab段受到垂直紙面向外的安培力，而bc段受到垂直紙面向里的安培力，線圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)(俯視)，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)到與通電導(dǎo)線平行時(shí)，abc段電流與導(dǎo)線O中電流同向相互吸引，adc段電流與導(dǎo)線O中電流反向相互排斥，因距通電直導(dǎo)線O越遠(yuǎn)，磁場(chǎng)越弱，故吸引力大于排斥力，線圈靠近通電直導(dǎo)線，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤.45123解析根據(jù)右手螺旋定則可知，通電導(dǎo)線的453.(安培力作用下的平衡)(多選)如圖8所示，在光滑水平面上一輕質(zhì)彈簧將擋板和一條形磁體連接起來(lái)，此時(shí)磁體對(duì)水平面的壓力大小為FN1，現(xiàn)在磁體左上方位置固定一導(dǎo)體棒，當(dāng)導(dǎo)體棒中通以垂直紙面向里的電流后，磁體對(duì)水平面的壓力大小為FN2，則A.彈簧長(zhǎng)度將變長(zhǎng)

B.彈簧長(zhǎng)度將變短C.FN1＞FN2

D.FN1＜FN2123√圖8√453.(安培力作用下的平衡)(多選)如圖8所示，在光滑水平面上4.(安培力作用下的平衡)(多選)(2020·龍巖一中期中)如圖9所示，將一傾斜的平行金屬導(dǎo)軌固定在地面上，導(dǎo)軌的頂端接一電源和一滑動(dòng)變阻器，在垂直導(dǎo)軌平面向下的方向上加一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在傾斜導(dǎo)軌上放一導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好且處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使其接入電路的阻值減小，而整個(gè)過(guò)程中導(dǎo)體棒始終靜止在導(dǎo)軌上，則123圖9A.導(dǎo)體棒所受摩擦力可能一直增大B.導(dǎo)體棒所受摩擦力可能先減小后增大C.導(dǎo)體棒所受摩擦力可能先增大后減小D.導(dǎo)體棒所受摩擦力可能始終為零45√√4.(安培力作用下的平衡)(多選)(2020·龍巖一中期中)123解析若F安<mgsinθ，因安培力向上，則導(dǎo)體棒所受的摩擦力向上，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電阻的阻值減小時(shí)，導(dǎo)體棒中的電流增大，則導(dǎo)體棒所受的安培力增大，受到的摩擦力先減小到零，再沿斜面向下增大，B正確；若F安>mgsinθ，則導(dǎo)體棒所受的摩擦力沿斜面向下，則導(dǎo)體棒所受的摩擦力隨安培力的增大而增大，A正確.45123解析若F安<mgsinθ，因安培力向上，則導(dǎo)體棒所5.(安培力作用下的平衡)(2020·泉州市高二期末)如圖10所示，兩平行光滑金屬導(dǎo)軌CD、EF間距為L(zhǎng)，與電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r的電源相連，質(zhì)量為m、接入電路的電阻為R的金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌放置形成閉合回路.回路平面與水平面成θ角，回路其余電阻不計(jì)，為使ab棒靜止，需在空間施加的勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值及其方向分別為(重力加速度為g)123圖10√455.(安培力作用下的平衡)(2020·泉州市高二期末)如圖1解析對(duì)金屬棒受力分析，受重力、支持力和安培力，如圖所示，從圖像可以看出，當(dāng)安培力沿斜面向上時(shí)，安培力最小，磁感應(yīng)強(qiáng)度最小，安培力的最小值為FA＝mgsinθ123根據(jù)閉合電路歐姆定律，有E＝I(R＋r)根據(jù)左手定則，磁場(chǎng)方向垂直回路平面向下.45解析對(duì)金屬棒受力分析，受重力、支持力和安培力，如圖所示，11.把一根柔軟的螺旋形彈簧豎直懸掛起來(lái)，使它的下端剛好跟杯里的導(dǎo)電液體相接觸，并使它組成如圖1所示的電路.當(dāng)開(kāi)關(guān)S接通后，將看到的現(xiàn)象是A.彈簧向上收縮

B.彈簧被拉長(zhǎng)C.彈簧上下跳動(dòng)

D.彈簧仍靜止不動(dòng)基礎(chǔ)強(qiáng)化練專題強(qiáng)化練1234567√8910111213圖1解析當(dāng)開(kāi)關(guān)S接通后，彈簧中每一圈的電流都是同向的，互相吸引，彈簧縮短，電路斷開(kāi)，電流為零，彈簧在重力作用下伸長(zhǎng)，接通電路……如此循環(huán)，彈簧上下跳動(dòng).1.把一根柔軟的螺旋形彈簧豎直懸掛起來(lái)，使它的下端剛好跟杯里2.兩個(gè)相同的輕質(zhì)鋁環(huán)能在一個(gè)光滑的絕緣圓柱體上自由移動(dòng)，設(shè)大小不同的電流按如圖2所示的方向通入兩鋁環(huán)，則兩環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況是A.都繞圓柱體轉(zhuǎn)動(dòng)B.彼此相向運(yùn)動(dòng)，且具有大小相等的加速度C.彼此相向運(yùn)動(dòng)，電流大的加速度大D.彼此背向運(yùn)動(dòng)，電流大的加速度大√圖2解析同向環(huán)形電流間相互吸引，雖然兩電流大小不等，但根據(jù)牛頓第三定律知兩鋁環(huán)間的相互作用力大小必相等，又兩環(huán)相同，故兩環(huán)的加速度大小相等，選項(xiàng)B正確.123456789101112132.兩個(gè)相同的輕質(zhì)鋁環(huán)能在一個(gè)光滑的絕緣圓柱體上自由移動(dòng)，設(shè)3.(多選)(2020·長(zhǎng)春外國(guó)語(yǔ)學(xué)校期末)如圖3所示，一根通有電流I的直銅棒MN，用導(dǎo)線掛在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，此時(shí)兩根懸線處于張緊狀態(tài)，下列哪些措施可使懸線中張力為零A.適當(dāng)增大電流IB.使電流反向并適當(dāng)增大IC.保持電流I不變，適當(dāng)增大BD.使電流I反向，適當(dāng)增大B√圖3√123456789101112133.(多選)(2020·長(zhǎng)春外國(guó)語(yǔ)學(xué)校期末)如圖3所示，一根解析根據(jù)左手定則，可判斷出導(dǎo)線受到的安培力方向向上，增大安培力，可使懸線中張力為零，根據(jù)公式F＝BIl知，適當(dāng)增大電流I或者保持電流I不變，適當(dāng)增大B，可使懸線中張力為零，故A、C正確；若使電流I反向，則安培力向下，懸線中的張力不可能為零，故B、D錯(cuò)誤.12345678910111213解析根據(jù)左手定則，可判斷出導(dǎo)線受到的安培1234567894.(多選)質(zhì)量為m的金屬細(xì)桿置于傾角為θ的光滑導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌的寬度為d，當(dāng)給細(xì)桿通以如圖A、B、C、D所示的電流時(shí)，可能使桿靜止在導(dǎo)軌上的是√√123456789101112134.(多選)質(zhì)量為m的金屬細(xì)桿置于傾角為θ的光滑導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌解析A圖中金屬桿受重力、沿導(dǎo)軌向上的安培力和支持力，若重力沿導(dǎo)軌向下的分力與安培力大小相等，細(xì)桿可能靜止，故A正確；B圖中金屬桿僅受重力和導(dǎo)軌的支持力，二力不可能平衡，故B錯(cuò)誤；若C圖中金屬桿所受重力與安培力大小相等，則二力平衡，細(xì)桿可能靜止，故C正確；D圖中金屬桿受豎直向下的重力、水平向左的安培力，可能受支持力，不可能達(dá)到平衡，故D錯(cuò)誤.12356789101112134解析A圖中金屬桿受重力、沿導(dǎo)軌向上的安培力和支持力，若重力5.如圖4所示，O為圓心，

和

是半徑分別為ON、OM的同心圓弧，在O處垂直紙面有一載流直導(dǎo)線，電流方向垂直紙面向外.用一根導(dǎo)線圍成如圖中KLMN所示的回路，當(dāng)回路中沿圖示方向通入電流時(shí)(電源未在圖中畫(huà)出)，此時(shí)回路A.將向左平動(dòng)B.將向右平動(dòng)C.將在紙面內(nèi)繞通過(guò)O點(diǎn)并垂直紙面的軸轉(zhuǎn)動(dòng)D.KL邊垂直紙面向外運(yùn)動(dòng)，MN邊垂直紙面向里運(yùn)動(dòng)√圖4123456789101112135.如圖4所示，O為圓心，和是半徑分別為ON、O6.(2020·山西大同陽(yáng)高一中高二期末)如圖5所示，原來(lái)靜止的圓線圈可以自由移動(dòng)，在圓線圈直徑MN上靠近N點(diǎn)處放置一根垂直于線圈平面的固定不動(dòng)的通電直導(dǎo)線，導(dǎo)線中電流方向垂直紙面向里.當(dāng)在圓線圈中通以逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鱅時(shí)，圓線圈將會(huì)A.受力向左平動(dòng)B.受力向右平動(dòng)C.不受力，平衡不動(dòng)D.以MN為軸轉(zhuǎn)動(dòng)√圖5123456789101112136.(2020·山西大同陽(yáng)高一中高二期末)如圖5所示，原來(lái)靜解析直導(dǎo)線通電后在它周圍形成以導(dǎo)線為圓心的圓形磁場(chǎng)區(qū)域，如圖中虛線所示.圓線圈就是在該磁場(chǎng)中的通電導(dǎo)體，要受到安培力的作用，其方向可由左手定則判斷.圓線圈下半部分所在處磁場(chǎng)方向斜向上，所受的安培力方向垂直紙面向外；圓線圈上半部分受到的安培力方向垂直紙面向里，通電導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)分布關(guān)于MN軸對(duì)稱，因此圓線圈將會(huì)以MN為軸轉(zhuǎn)動(dòng).12345678910111213解析直導(dǎo)線通電后在它周圍形成以導(dǎo)線為圓心的123456787.(2020·揚(yáng)州中學(xué)高二期中)如圖6所示，通電直導(dǎo)線ab位于兩平行導(dǎo)線M、N的橫截面連線的中垂線上.當(dāng)平行導(dǎo)線M、N通以同向等值電流時(shí)，下列說(shuō)法正確的是A.ab順時(shí)針旋轉(zhuǎn)B.ab逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)C.a端向外，b端向里旋轉(zhuǎn)D.a端向里，b端向外旋轉(zhuǎn)√圖6123456789101112137.(2020·揚(yáng)州中學(xué)高二期中)如圖6所示，通電直導(dǎo)線ab解析兩個(gè)平行電流在直導(dǎo)線ab處產(chǎn)生的磁場(chǎng)如圖所示，兩電流產(chǎn)生的在直導(dǎo)線ab上部分處的磁感線方向都是從左向右，則ab上部分受到的安培力方向垂直紙面向外；ab下部分處的磁感線方向都是從右向左，故ab下部分受到的安培力方向垂直紙面向里.所以，導(dǎo)線的a端向外旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)線的b端向里旋轉(zhuǎn).12345689101112137解析兩個(gè)平行電流在直導(dǎo)線ab處產(chǎn)生的磁場(chǎng)如圖所示，12348.(2020·洛陽(yáng)市高二期中)如圖7所示，三根長(zhǎng)為L(zhǎng)的平行長(zhǎng)直導(dǎo)線的橫截面在空間構(gòu)成等邊三角形，電流的方向垂直紙面向里，電流大小均為I，其中A、B電流在C處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B0，導(dǎo)線C在水平面上處于靜止?fàn)顟B(tài)，則導(dǎo)線C受到的靜摩擦力是√圖7123456789101112138.(2020·洛陽(yáng)市高二期中)如圖7所示，三根長(zhǎng)為L(zhǎng)的平行解析A、B電流在C處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B0，作出磁感應(yīng)強(qiáng)度的合成圖如圖所示，方向水平向右，故選B.12345679101112138解析A、B電流在C處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B0，作出磁9.如圖8所示，用兩根絕緣細(xì)線將質(zhì)量為m、長(zhǎng)為l的金屬棒ab懸掛在c、d兩處，置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi).當(dāng)棒中通以從a到b的電流I后，兩懸線偏離豎直方向θ角而處于平衡狀態(tài).為了使棒平衡在該位置上，所需磁場(chǎng)的最小磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向?yàn)?重力加速度為g)能力綜合練圖8√123456789101112139.如圖8所示，用兩根絕緣細(xì)線將質(zhì)量為m、長(zhǎng)為l的金屬棒ab解析由于棒的重力恒定，懸線拉力的方向不變，對(duì)棒受力分析可知，安培力與拉力方向垂直時(shí)有最小值Fmin＝mgsinθ，即IlBmin＝mgsinθ，12345678101112139解析由于棒的重力恒定，懸線拉力的方向不變，對(duì)棒受力分析可知10.(2019·珠海市高二上期末)如圖9，在傾角為α(α<45°)的光滑斜面上，與底邊平行放置一根長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為m、通電電流為I的直導(dǎo)體棒.欲使此導(dǎo)體棒靜止在斜面上，可加一平行于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)方向由豎直向上沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)至水平向左的過(guò)程中，關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度B的說(shuō)法正確的是(重力加速度為g)圖9√1234567891011121310.(2019·珠海市高二上期末)如圖9，在傾角為α(α<解析對(duì)導(dǎo)體棒受力分析，受重力mg、支持力FN和安培力FA，三力平衡，合力為零，將支持力FN和安培力FA合成，合力與重力相平衡，如圖所示：從圖中可以看出，安培力FA先變小后變大，由于FA＝BIL，且電流I和導(dǎo)體棒的長(zhǎng)度L均不變，故磁感應(yīng)強(qiáng)度先減小后增大；故C正確，A、B、D錯(cuò)誤.12345678910111213解析對(duì)導(dǎo)體棒受力分析，受重力mg、支持力FN和安培力FA，11.電磁炮是利用磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，使炮彈發(fā)射出去.如圖10所示，把兩根長(zhǎng)為s(s足夠大)、互相平行的銅制軌道放在磁場(chǎng)中，軌道之間放有質(zhì)量為m的炮彈，炮彈架在長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為M的金屬架上，已知金屬架與炮彈的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受的總阻力與速度平方成正比，圖10當(dāng)有恒定的大電流I1通過(guò)軌道和金屬架時(shí)，炮彈與金屬架在磁場(chǎng)力的作用下，獲得速度v1時(shí)的加速度為a，當(dāng)有恒定的大電流I2通過(guò)軌道和金屬架時(shí)，炮彈的最大速度為v2，則垂直于軌道平面的磁感應(yīng)強(qiáng)度為多少？1234567891011121311.電磁炮是利用磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，使炮解析速度為v1和v2時(shí)金屬架與炮彈受到的阻力分別為Ff1＝kv12和Ff2＝kv22電流I1通過(guò)軌道和金屬架時(shí)，應(yīng)用牛頓第二定律有BI1L－Ff1＝(M＋m)a炮彈速度為v2時(shí)，有BI2L－Ff2＝012345678910111213解析速度為v1和v2時(shí)金屬架與炮彈受到的阻力分別為Ff1＝12.如圖11所示，在傾角θ＝30°的斜面上固定一平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距離l＝0.25m，兩導(dǎo)軌間接有滑動(dòng)變阻器R和電動(dòng)勢(shì)E＝12V、內(nèi)阻不計(jì)的電池，垂直導(dǎo)軌放置一根質(zhì)量m＝0.2kg的金屬棒ab，它與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝

.整個(gè)裝置放在垂直于斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.8T.導(dǎo)軌與金屬棒的電阻不計(jì)，g取10m/s2，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力.當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的阻值在什么范圍內(nèi)時(shí)，可使金屬棒靜止在導(dǎo)軌上？圖11答案1.6Ω≤R≤4.8Ω1234567891011121312.如圖11所示，在傾角θ＝30°的斜面上固定一平圖11答解析當(dāng)滑動(dòng)變阻器R接入電路的阻值較大時(shí)，I較小，安培力F較小，金屬棒有沿導(dǎo)軌下滑的趨勢(shì)，導(dǎo)軌對(duì)金屬棒的摩擦力沿導(dǎo)軌向上(如圖甲所示)，金屬棒剛好不下滑時(shí)，12345678910111213解析當(dāng)滑動(dòng)變阻器R接入電路的阻值較大時(shí)，I較小，安培力F較當(dāng)滑動(dòng)變阻器R接入電路的阻值較小時(shí)，I較大，安培力F′較大，會(huì)使金屬棒產(chǎn)生沿導(dǎo)軌上滑的趨勢(shì)，此時(shí)導(dǎo)軌對(duì)金屬棒的摩擦力沿導(dǎo)軌向下(如圖乙所示).金屬棒剛好不上滑時(shí)，所以滑動(dòng)變阻器R接入電路的阻值范圍應(yīng)為1.6Ω≤R≤4.8Ω.12345678910111213當(dāng)滑動(dòng)變阻器R接入電路的阻值較小時(shí)，I較大，安培力F′較大，13.如圖12所示，在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有兩根豎直放置的平行導(dǎo)軌AB、CD，導(dǎo)軌外面緊貼導(dǎo)軌放有質(zhì)量為m的金屬棒MN，棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g.現(xiàn)從t＝0時(shí)刻起，給棒通以圖示方向的電流，且電流大小與時(shí)間成正比，即I＝kt，其中k為正恒量.若金屬棒與導(dǎo)軌始終垂直，則下列表示棒所受的摩擦力Ff隨時(shí)間t變化的四幅圖中，正確的是圖12√12345678910111213拓展提升練13.如圖12所示，在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有兩根豎圖12√在棒停止運(yùn)動(dòng)前，棒所受摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，大小為Ff＝μBLkt；當(dāng)棒停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，摩擦力立即變?yōu)殪o摩擦力，大小為Ff＝mg，故選項(xiàng)C正確.解析當(dāng)Ff＝μBIL＝μBLkt<mg時(shí)，棒沿導(dǎo)軌向下加速，F(xiàn)f＝μBLkt>mg時(shí)，棒沿導(dǎo)軌向下減速；12345678910111213在棒停止運(yùn)動(dòng)前，棒所受摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，大解析當(dāng)Ff＝μ本課結(jié)束本課結(jié)束專題強(qiáng)化

安培力作用下的運(yùn)動(dòng)和平衡問(wèn)題第一章

安培力與洛倫茲力專題強(qiáng)化安培力作用下的運(yùn)動(dòng)和平衡問(wèn)題第一章安培力與洛倫茲1.會(huì)用左手定則判斷安培力的方向和導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向.2.會(huì)分析在安培力作用下的平衡問(wèn)題.3.會(huì)結(jié)合牛頓第二定律求導(dǎo)體棒的瞬時(shí)加速度.學(xué)習(xí)目標(biāo)1.會(huì)用左手定則判斷安培力的方向和導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向.學(xué)習(xí)目標(biāo)重點(diǎn)探究隨堂演練專題強(qiáng)化練內(nèi)容索引NEIRONGSUOYIN重點(diǎn)探究隨堂演練專題強(qiáng)化練內(nèi)容索引NEIRONGSUOYIN一、安培力作用下導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的判斷重點(diǎn)探究電流元法把整段導(dǎo)線分為許多段直電流元，先用左手定則判斷每段電流元受力的方向，然后判斷整段導(dǎo)線所受合力的方向，從而確定導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向等效法環(huán)形電流可等效成小磁針，通電螺線管可等效成條形磁體或多個(gè)環(huán)形電流，反過(guò)來(lái)等效也成立特殊位置法通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)通電導(dǎo)線到某個(gè)便于分析的特殊位置(如轉(zhuǎn)過(guò)90°角)，然后判斷其所受安培力的方向，從而確定其運(yùn)動(dòng)方向一、安培力作用下導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的判斷重點(diǎn)探究電流元法把整段導(dǎo)線分為結(jié)論法兩平行直線電流在相互作用過(guò)程中，無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)，同向電流互相吸引，反向電流互相排斥；兩不平行的直線電流相互作用時(shí)，有轉(zhuǎn)到平行且電流方向相同的趨勢(shì)轉(zhuǎn)換研究對(duì)象法定性分析磁體在電流磁場(chǎng)作用下如何運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題，可先分析電流在磁體磁場(chǎng)中所受的安培力，然后由牛頓第三定律確定磁體所受電流磁場(chǎng)的作用，從而確定磁體所受合力及運(yùn)動(dòng)方向結(jié)論法兩平行直線電流在相互作用過(guò)程中，無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)，同向電流互例1

如圖1所示，把一重力不計(jì)的通電直導(dǎo)線AB水平放在蹄形磁體磁極的正上方，導(dǎo)線可以在空間中自由運(yùn)動(dòng)，當(dāng)導(dǎo)線通以圖示方向電流I時(shí)，導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)情況是(從上往下看)A.順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)下降B.順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)上升C.逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)下降D.逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)上升圖1√例1如圖1所示，把一重力不計(jì)的通電直導(dǎo)線AB水平放在蹄形磁解析如圖所示，將導(dǎo)線AB分成左、中、右三部分.中間一段開(kāi)始時(shí)電流方向與磁場(chǎng)方向一致，不受力；左端一段所在處的磁場(chǎng)方向斜向右上，根據(jù)左手定則知其受力方向向外；右端一段所在處的磁場(chǎng)方向斜向右下，受力方向向里.當(dāng)轉(zhuǎn)過(guò)一定角度時(shí)，中間一段電流不再與磁場(chǎng)方向平行，由左手定則可知其受力方向向下，所以從上往下看導(dǎo)線將一邊逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，一邊向下運(yùn)動(dòng)，C選項(xiàng)正確.解析如圖所示，將導(dǎo)線AB分成左、中、右三部分.針對(duì)訓(xùn)練兩條直導(dǎo)線互相垂直，如圖2所示，但相隔一小段距離，其中一條AB是固定的，另一條CD能自由轉(zhuǎn)動(dòng).當(dāng)恒定的電流I通入兩條導(dǎo)線時(shí)，CD導(dǎo)線將A.順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近導(dǎo)線ABB.順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)離開(kāi)導(dǎo)線ABC.逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)離開(kāi)導(dǎo)線ABD.逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近導(dǎo)線AB圖2√針對(duì)訓(xùn)練兩條直導(dǎo)線互相垂直，如圖2所示，但相隔一小段距離，二、安培力作用下的平衡例2

質(zhì)量為m、長(zhǎng)為L(zhǎng)的直導(dǎo)體棒放置于四分之一光滑絕緣圓弧軌道上，整個(gè)裝置處于方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，直導(dǎo)體棒中通有恒定電流，平衡時(shí)導(dǎo)體棒與圓弧圓心的連線與豎直方向成60°角，其截面圖如圖3所示.則下列關(guān)于導(dǎo)體棒中電流的分析正確的是(重力加速度為g)圖3√二、安培力作用下的平衡例2質(zhì)量為m、長(zhǎng)為L(zhǎng)的直導(dǎo)體棒放置于解析根據(jù)左手定則可知，不管電流方向向里還是向外，安培力的方向只能沿水平方向，再結(jié)合導(dǎo)體棒的平衡條件可知，安培力只能水平向右，據(jù)此可判斷出，導(dǎo)體棒中的電流垂直紙面向里，對(duì)導(dǎo)體棒受力分析如圖所示，根據(jù)平衡條件可知，F(xiàn)＝mgtan60°，又安培力F＝BIL，解析根據(jù)左手定則可知，不管電流方向向里還是向外，安培力的方例3

質(zhì)量為m＝0.02kg的通電細(xì)桿ab置于傾角為θ＝37°的平行放置的導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌的寬度d＝0.2m，桿ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.4，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直且方向向下，如圖4所示.現(xiàn)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器圖4答案

0.14A≤I≤0.46A的觸頭，試求出為使桿ab靜止不動(dòng)，通過(guò)ab桿的電流范圍為多少？(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度g＝10m/s2)例3質(zhì)量為m＝0.02kg的通電細(xì)桿ab置于傾角為θ＝3解析桿ab中的電流方向?yàn)閍到b，所受安培力的方向平行于導(dǎo)軌向上.當(dāng)電流較大時(shí)，桿有向上的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，所受靜摩擦力向下；當(dāng)靜摩擦力達(dá)到最大時(shí)，磁場(chǎng)力為最大值F1，此時(shí)通過(guò)ab的電流最大為Imax；同理，當(dāng)電流最小時(shí)，應(yīng)該是桿受向上的最大靜摩擦力，此時(shí)的安培力為F2，電流為Imin.正確地畫(huà)出兩種情況下的受力圖，由平衡條件列方程求解.如圖甲所示，有F1－mgsinθ－Ff1＝0FN－mgcosθ＝0Ff1＝μFNF1＝BImaxd解得Imax＝0.46A甲解析桿ab中的電流方向?yàn)閍到b，所受安培力的方向平行于導(dǎo)軌如圖乙所示，有乙F2＋Ff2－mgsinθ＝0FN－mgcosθ＝0Ff2＝μFNF2＝BImind解得Imin＝0.14A所以通過(guò)ab桿的電流范圍是0.14A≤I≤0.46A.如圖乙所示，有乙F2＋Ff2－mgsinθ＝0規(guī)律總結(jié)安培力作用下綜合問(wèn)題的分析方法1.安培力作用下平衡問(wèn)題的解題步驟：(1)先進(jìn)行受力分析，畫(huà)出受力分析圖，有時(shí)需要將立體圖轉(zhuǎn)換為平面圖；(2)根據(jù)共點(diǎn)力平衡的條件列出平衡方程進(jìn)行求解.注意：在受力分析過(guò)程中不要漏掉了安培力.2.安培力作用下的加速問(wèn)題與動(dòng)力學(xué)問(wèn)題一樣，關(guān)鍵是做好受力分析，然后根據(jù)牛頓第二定律求出加速度，最后利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解.規(guī)律總結(jié)安培力作用下綜合問(wèn)題的分析方法三、安培力和功能關(guān)系的綜合問(wèn)題例4

如圖5所示，在水平固定放置的平行導(dǎo)軌一端架著一根質(zhì)量m＝0.4kg的金屬棒ab，導(dǎo)軌另一端通過(guò)導(dǎo)線與電源相連，該裝置放在高h(yuǎn)＝20cm的光滑絕緣墊塊上，墊塊放在水平地面上.當(dāng)有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，接通電源，金屬棒ab會(huì)被平拋到距墊塊右端水平距離s＝100cm的水平地面上，重力加速度g＝10m/s2，不計(jì)空氣阻力，試求接通電源后安培力對(duì)金屬棒做功的大小.圖5答案

5J三、安培力和功能關(guān)系的綜合問(wèn)題例4如圖5所示，在水平固定放解析設(shè)在接通電源到金屬棒離開(kāi)導(dǎo)軌短暫時(shí)間內(nèi)安培力對(duì)金屬棒做功大小為W，金屬棒離開(kāi)導(dǎo)軌的速度為v，則水平方向有s＝vt③代入數(shù)據(jù)得W＝5J.解析設(shè)在接通電源到金屬棒離開(kāi)導(dǎo)軌短暫時(shí)間內(nèi)安培力對(duì)金屬棒做1.安培力與重力、彈力、摩擦力一樣，會(huì)使通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，也會(huì)涉及做功問(wèn)題.不同性質(zhì)的力做功機(jī)理不同，但做功的本質(zhì)都是由一種形式的能轉(zhuǎn)化為另一種形式的能.2.安培力做正功時(shí)，將電路中的電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能.規(guī)律總結(jié)1.安培力與重力、彈力、摩擦力一樣，會(huì)使通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)1.(安培力作用下導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的判斷)如圖6所示，把輕質(zhì)導(dǎo)線圈用絕緣細(xì)線懸掛在磁體N極附近，磁體的軸線穿過(guò)線圈的圓心且垂直于線圈平面.當(dāng)線圈內(nèi)通以圖示方向的電流(從右向左看沿逆時(shí)針?lè)较?后，線圈的運(yùn)動(dòng)情況是A.線圈向左運(yùn)動(dòng)

B.線圈向右運(yùn)動(dòng)C.從上往下看順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)

D.從上往下看逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)123隨堂演練√圖6451.(安培力作用下導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的判斷)如圖6所示，把輕質(zhì)導(dǎo)線圈用123解析將環(huán)形電流等效成小磁針，如圖所示，根據(jù)異名磁極相互吸引知，線圈將向左運(yùn)動(dòng)；也可將左側(cè)條形磁體等效成環(huán)形電流，根據(jù)“同向電流相吸引，異向電流相排斥”可知線圈向左運(yùn)動(dòng)，選A.45123解析將環(huán)形電流等效成小磁針，如圖所示，根據(jù)“同向電流2.(安培力作用下導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向的判斷)(2019·銀川一中高二上期末)如圖7所示，有一固定通電直導(dǎo)線O垂直紙面放置，導(dǎo)線中電流方向垂直紙面向里，在其上方放一可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的弓形硬質(zhì)閉合線圈abcd，其圓弧的圓心恰好在通電直導(dǎo)線上，當(dāng)閉合線圈中通以逆時(shí)針?lè)较螂娏鲿r(shí)，線圈將A.俯視逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，且遠(yuǎn)離通電直導(dǎo)線B.俯視順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，且靠近通電直導(dǎo)線C.俯視順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，且遠(yuǎn)離通電直導(dǎo)線D.俯視逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，且靠近通電直導(dǎo)線123圖7√452.(安培力作用下導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向的判斷)(2019·銀川一中高123解析根據(jù)右手螺旋定則可知，通電導(dǎo)線的磁場(chǎng)是以導(dǎo)線為圓心的一系列同心圓，磁場(chǎng)方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?，再由左手定則可知，ab段受到垂直紙面向外的安培力，而bc段受到垂直紙面向里的安培力，線圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)(俯視)，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)到與通電導(dǎo)線平行時(shí)，abc段電流與導(dǎo)線O中電流同向相互吸引，adc段電流與導(dǎo)線O中電流反向相互排斥，因距通電直導(dǎo)線O越遠(yuǎn)，磁場(chǎng)越弱，故吸引力大于排斥力，線圈靠近通電直導(dǎo)線，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤.45123解析根據(jù)右手螺旋定則可知，通電導(dǎo)線的453.(安培力作用下的平衡)(多選)如圖8所示，在光滑水平面上一輕質(zhì)彈簧將擋板和一條形磁體連接起來(lái)，此時(shí)磁體對(duì)水平面的壓力大小為FN1，現(xiàn)在磁體左上方位置固定一導(dǎo)體棒，當(dāng)導(dǎo)體棒中通以垂直紙面向里的電流后，磁體對(duì)水平面的壓力大小為FN2，則A.彈簧長(zhǎng)度將變長(zhǎng)

B.彈簧長(zhǎng)度將變短C.FN1＞FN2

D.FN1＜FN2123√圖8√453.(安培力作用下的平衡)(多選)如圖8所示，在光滑水平面上4.(安培力作用下的平衡)(多選)(2020·龍巖一中期中)如圖9所示，將一傾斜的平行金屬導(dǎo)軌固定在地面上，導(dǎo)軌的頂端接一電源和一滑動(dòng)變阻器，在垂直導(dǎo)軌平面向下的方向上加一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在傾斜導(dǎo)軌上放一導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好且處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使其接入電路的阻值減小，而整個(gè)過(guò)程中導(dǎo)體棒始終靜止在導(dǎo)軌上，則123圖9A.導(dǎo)體棒所受摩擦力可能一直增大B.導(dǎo)體棒所受摩擦力可能先減小后增大C.導(dǎo)體棒所受摩擦力可能先增大后減小D.導(dǎo)體棒所受摩擦力可能始終為零45√√4.(安培力作用下的平衡)(多選)(2020·龍巖一中期中)123解析若F安<mgsinθ，因安培力向上，則導(dǎo)體棒所受的摩擦力向上，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電阻的阻值減小時(shí)，導(dǎo)體棒中的電流增大，則導(dǎo)體棒所受的安培力增大，受到的摩擦力先減小到零，再沿斜面向下增大，B正確；若F安>mgsinθ，則導(dǎo)體棒所受的摩擦力沿斜面向下，則導(dǎo)體棒所受的摩擦力隨安培力的增大而增大，A正確.45123解析若F安<mgsinθ，因安培力向上，則導(dǎo)體棒所5.(安培力作用下的平衡)(2020·泉州市高二期末)如圖10所示，兩平行光滑金屬導(dǎo)軌CD、EF間距為L(zhǎng)，與電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r的電源相連，質(zhì)量為m、接入電路的電阻為R的金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌放置形成閉合回路.回路平面與水平面成θ角，回路其余電阻不計(jì)，為使ab棒靜止，需在空間施加的勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值及其方向分別為(重力加速度為g)123圖10√455.(安培力作用下的平衡)(2020·泉州市高二期末)如圖1解析對(duì)金屬棒受力分析，受重力、支持力和安培力，如圖所示，從圖像可以看出，當(dāng)安培力沿斜面向上時(shí)，安培力最小，磁感應(yīng)強(qiáng)度最小，安培力的最小值為FA＝mgsinθ123根據(jù)閉合電路歐姆定律，有E＝I(R＋r)根據(jù)左手定則，磁場(chǎng)方向垂直回路平面向下.45解析對(duì)金屬棒受力分析，受重力、支持力和安培力，如圖所示，11.把一根柔軟的螺旋形彈簧豎直懸掛起來(lái)，使它的下端剛好跟杯里的導(dǎo)電液體相接觸，并使它組成如圖1所示的電路.當(dāng)開(kāi)關(guān)S接通后，將看到的現(xiàn)象是A.彈簧向上收縮

B.彈簧被拉長(zhǎng)C.彈簧上下跳動(dòng)

D.彈簧仍靜止不動(dòng)基礎(chǔ)強(qiáng)化練專題強(qiáng)化練1234567√8910111213圖1解析當(dāng)開(kāi)關(guān)S接通后，彈簧中每一圈的電流都是同向的，互相吸引，彈簧縮短，電路斷開(kāi)，電流為零，彈簧在重力作用下伸長(zhǎng)，接通電路……如此循環(huán)，彈簧上下跳動(dòng).1.把一根柔軟的螺旋形彈簧豎直懸掛起來(lái)，使它的下端剛好跟杯里2.兩個(gè)相同的輕質(zhì)鋁環(huán)能在一個(gè)光滑的絕緣圓柱體上自由移動(dòng)，設(shè)大小不同的電流按如圖2所示的方向通入兩鋁環(huán)，則兩環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況是A.都繞圓柱體轉(zhuǎn)動(dòng)B.彼此相向運(yùn)動(dòng)，且具有大小相等的加速度C.彼此相向運(yùn)動(dòng)，電流大的加速度大D.彼此背向運(yùn)動(dòng)，電流大的加速度大√圖2解析同向環(huán)形電流間相互吸引，雖然兩電流大小不等，但根據(jù)牛頓第三定律知兩鋁環(huán)間的相互作用力大小必相等，又兩環(huán)相同，故兩環(huán)的加速度大小相等，選項(xiàng)B正確.123456789101112132.兩個(gè)相同的輕質(zhì)鋁環(huán)能在一個(gè)光滑的絕緣圓柱體上自由移動(dòng)，設(shè)3.(多選)(2020·長(zhǎng)春外國(guó)語(yǔ)學(xué)校期末)如圖3所示，一根通有電流I的直銅棒MN，用導(dǎo)線掛在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，此時(shí)兩根懸線處于張緊狀態(tài)，下列哪些措施可使懸線中張力為零A.適當(dāng)增大電流IB.使電流反向并適當(dāng)增大IC.保持電流I不變，適當(dāng)增大BD.使電流I反向，適當(dāng)增大B√圖3√123456789101112133.(多選)(2020·長(zhǎng)春外國(guó)語(yǔ)學(xué)校期末)如圖3所示，一根解析根據(jù)左手定則，可判斷出導(dǎo)線受到的安培力方向向上，增大安培力，可使懸線中張力為零，根據(jù)公式F＝BIl知，適當(dāng)增大電流I或者保持電流I不變，適當(dāng)增大B，可使懸線中張力為零，故A、C正確；若使電流I反向，則安培力向下，懸線中的張力不可能為零，故B、D錯(cuò)誤.12345678910111213解析根據(jù)左手定則，可判斷出導(dǎo)線受到的安培1234567894.(多選)質(zhì)量為m的金屬細(xì)桿置于傾角為θ的光滑導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌的寬度為d，當(dāng)給細(xì)桿通以如圖A、B、C、D所示的電流時(shí)，可能使桿靜止在導(dǎo)軌上的是√√123456789101112134.(多選)質(zhì)量為m的金屬細(xì)桿置于傾角為θ的光滑導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌解析A圖中金屬桿受重力、沿導(dǎo)軌向上的安培力和支持力，若重力沿導(dǎo)軌向下的分力與安培力大小相等，細(xì)桿可能靜止，故A正確；B圖中金屬桿僅受重力和導(dǎo)軌的支持力，二力不可能平衡，故B錯(cuò)誤；若C圖中金屬桿所受重力與安培力大小相等，則二力平衡，細(xì)桿可能靜止，故C正確；D圖中金屬桿受豎直向下的重力、水平向左的安培力，可能受支持力，不可能達(dá)到平衡，故D錯(cuò)誤.12356789101112134解析A圖中金屬桿受重力、沿導(dǎo)軌向上的安培力和支持力，若重力5.如圖4所示，O為圓心，

和

是半徑分別為ON、OM的同心圓弧，在O處垂直紙面有一載流直導(dǎo)線，電流方向垂直紙面向外.用一根導(dǎo)線圍成如圖中KLMN所示的回路，當(dāng)回路中沿圖示方向通入電流時(shí)(電源未在圖中畫(huà)出)，此時(shí)回路A.將向左平動(dòng)B.將向右平動(dòng)C.將在紙面內(nèi)繞通過(guò)O點(diǎn)并垂直紙面的軸轉(zhuǎn)動(dòng)D.KL邊垂直紙面向外運(yùn)動(dòng)，MN邊垂直紙面向里運(yùn)動(dòng)√圖4123456789101112135.如圖4所示，O為圓心，和是半徑分別為ON、O6.(2020·山西大同陽(yáng)高一中高二期末)如圖5所示，原來(lái)靜止的圓線圈可以自由移動(dòng)，在圓線圈直徑MN上靠近N點(diǎn)處放置一根垂直于線圈平面的固定不動(dòng)的通電直導(dǎo)線，導(dǎo)線中電流方向垂直紙面向里.當(dāng)在圓線圈中通以逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鱅時(shí)，圓線圈將會(huì)A.受力向左平動(dòng)B.受力向右平動(dòng)C.不受力，平衡不動(dòng)D.以MN為軸轉(zhuǎn)動(dòng)√圖5123456789101112136.(2020·山西大同陽(yáng)高一中高二期末)如圖5所示，原來(lái)靜解析直導(dǎo)線通電后在它周圍形成以導(dǎo)線為圓心的圓形磁場(chǎng)區(qū)域，如圖中虛線所示.圓線圈就是在該磁場(chǎng)中的通電導(dǎo)體，要受到安培力的作用，其方向可由左手定則判斷.圓線圈下半部分所在處磁場(chǎng)方向斜向上，所受的安培力方向垂直紙面向外；圓線圈上半部分受到的安培力方向垂直紙面向里，通電導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)分布關(guān)于MN軸對(duì)稱，因此圓線圈將會(huì)以MN為軸轉(zhuǎn)動(dòng).12345678910111213解析直導(dǎo)線通電后在它周圍形成以導(dǎo)線為圓心的123456787.(2020·揚(yáng)州中學(xué)高二期中)如圖6所示，通電直導(dǎo)線ab位于兩平行導(dǎo)線M、N的橫截面連線的中垂線上.當(dāng)平行導(dǎo)線M、N通以同向等值電流時(shí)，下列說(shuō)法正確的是A.ab順時(shí)針旋轉(zhuǎn)B.ab逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)C.a端向外，b端向里旋轉(zhuǎn)D.a端向里，b端向外旋轉(zhuǎn)√圖6123456789101112137.(2020·揚(yáng)州中學(xué)高二期中)如圖6所示，通電直導(dǎo)線ab解析兩個(gè)平行電流在直導(dǎo)線ab處產(chǎn)生的磁場(chǎng)如圖所示，兩電流產(chǎn)生的在直導(dǎo)線ab上部分處的磁感線方向都是從左向右，則ab上部分受到的安培力方向垂直紙面向外；ab下部分處的磁感線方向都是從右向左，故ab下部分受到的安培力方向垂直紙面向里.所以，導(dǎo)線的a端向外旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)線的b端向里旋轉(zhuǎn).12345689101112137解析兩個(gè)平行電流在直導(dǎo)線ab處產(chǎn)生的磁場(chǎng)如圖所示，12348.(2020·洛陽(yáng)市高二期中)如圖7所示，三根長(zhǎng)為L(zhǎng)的平行長(zhǎng)直導(dǎo)線的橫截面在空間構(gòu)成等邊三角形，電流的方向垂直紙面向里，電流大小均為I，其中A、B電流在C處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B0，導(dǎo)線C在水平面上處于靜止?fàn)顟B(tài)，則導(dǎo)線C受到的靜摩擦力是√圖7123456789101112138.(2020·洛陽(yáng)市高二期中)如圖7所示，三根長(zhǎng)為L(zhǎng)的平行解析A、B電流在C處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B0，作出磁感應(yīng)強(qiáng)度的合成圖如圖所示，方向水平向右，故選B.12345679101112138解析A、B電流在C處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B0，作出磁9.如圖8所示，用兩根絕緣細(xì)線將質(zhì)量為m、長(zhǎng)為l的金屬棒ab懸掛在c、d兩處，置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi).當(dāng)棒中通以從a到b的電流I后，兩懸線偏離豎直方向θ角而處于平衡狀態(tài).為了使棒平衡在該位置上，所需磁場(chǎng)的最小磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向?yàn)?重力加速度為g)能力綜合練圖8√123456789101112139.如圖8所示，用兩根絕緣細(xì)線將質(zhì)量為m、長(zhǎng)為l的金屬棒ab解析由于棒的重力恒定，懸線拉力的方向不變，對(duì)棒受力分析可知，安培力與拉力方向垂直時(shí)有最小值Fmin＝mgsinθ，即IlBmin＝mgsinθ，12345678101112139解析由于棒的重力恒定，懸線拉力的方向不變，對(duì)棒受力分析可知10.(2019·珠海市高二上期末)如圖9，在傾角為α(α<45°)的光滑斜面上，與底邊平行放