【學(xué)海導(dǎo)航】高三物理一輪復(fù)習(xí) 第8章 第2節(jié) 磁場(chǎng)對(duì)電流的的作用課件 新人教

第2節(jié)磁場(chǎng)對(duì)電流的作用考點(diǎn)1：安培力大小的計(jì)算【例1】如圖8-2-3，一段導(dǎo)線abcd位于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，且與磁場(chǎng)方向(垂直于紙面向里)垂直．線段ab、bc和cd的長(zhǎng)度均為L(zhǎng)，且∠abc=∠bcd=135°，流經(jīng)導(dǎo)線的電流為I，方向如圖中箭頭所示．導(dǎo)線段abcd所受到的磁場(chǎng)的作用力的合力()圖8-2-3切入點(diǎn)：安培力大小的計(jì)算公式F=BIL.答案：A點(diǎn)評(píng)：計(jì)算勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的直導(dǎo)線受到的安培力，要注意兩種特例的前提條件：如果B⊥L，安培力最大，F(xiàn)=BIL；如果B∥L，安培力為零．會(huì)利用矢量分解的方法計(jì)算導(dǎo)線與磁感應(yīng)強(qiáng)度成任意角時(shí)受到的安培力．對(duì)于非直導(dǎo)線，要理解用“等效長(zhǎng)度”替代非直導(dǎo)線長(zhǎng)度的等效思想．考點(diǎn)2：通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)方向的判斷【例2】如圖8-2-4所示，用細(xì)橡皮筋懸吊一輕質(zhì)線圈，置于一固定直導(dǎo)線上方，兩者在同一豎直平面內(nèi)，線圈可以自由運(yùn)動(dòng)．當(dāng)給兩者通以圖示電流時(shí)，線圈將()A．靠近直導(dǎo)線，兩者仍在同一豎直平面內(nèi)B．遠(yuǎn)離直導(dǎo)線，兩者仍在同一豎直平面內(nèi)C．靠近直導(dǎo)線，同時(shí)旋轉(zhuǎn)90°D．遠(yuǎn)離直導(dǎo)線，同時(shí)旋轉(zhuǎn)90°圖8-2-4切入點(diǎn)：電流元分析法．【解析】將線圈分割成許多小段，由左手定則可以確定，每一小段受到的安培力均在紙平面內(nèi)，沿半徑方向背離圓心．線圈上半截受到的安培力的合力豎直向上，下半截受到的安培力的合力豎直向下，但是線圈下半截靠近直導(dǎo)線，磁感應(yīng)強(qiáng)度較大，安培力也較大，所以，整個(gè)線圈受到的安培力的合力豎直向下．答案：A點(diǎn)評(píng)：應(yīng)用左手定則判斷安培力的方向，一定要明確磁感線的立體分布情況，要有空間想象力．特別是對(duì)于動(dòng)態(tài)過程，一定要明確導(dǎo)線處于不同位置時(shí)磁場(chǎng)的方向和電流的方向，這樣才能正確判斷出安培力的方向．題型一：安培力作用下物體的平衡問題【例3】質(zhì)量為m、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒MN靜止于水平導(dǎo)軌上，通過MN的電流為I，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，其方向與導(dǎo)軌平面成θ角斜向上，如圖8-2-5所示，求MN受到的支持力和摩擦力．圖8-2-5【解析】由于MN靜止，根據(jù)如如圖所示的導(dǎo)導(dǎo)體棒MN的受力分析圖圖，可得：mg=Fcosθ+NFsinθ=f又F=ILB，從而N=mg-ILBcosθ，f=ILBsinθ點(diǎn)評(píng)：解決安培力作作用下物體的的平衡問題，，關(guān)鍵是正確確分析受力，，建立平衡方方程，在畫受受力分析圖時(shí)時(shí)，為了更清清晰的表示各各個(gè)力之間的的關(guān)系，要善善于將立體空空間的受力情情況轉(zhuǎn)化為平平面受力圖．．題型二：安培培力與電路的的綜合問題(1)金屬棒棒所受到的安安培力；(2)通過金金屬棒的電流流；(3)滑動(dòng)變變阻器R接入到到電路路中的的阻值值．圖8--2--6點(diǎn)評(píng)：：解答此此類問問題的的關(guān)鍵鍵是：：(1)電路路分析析；(2)受力力分析析，將將立體體空間間的受受力情情況轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為為平面面受力力圖．．1.(2011?新課標(biāo)標(biāo))電磁軌軌道炮炮工作作原理理如圖圖8--2--7所所示．．待發(fā)發(fā)射彈彈體可可在兩兩平行行軌道道之間間自由由移動(dòng)動(dòng)，并并與軌軌道保保持良良好接接觸．．電流流I從一條條軌道道流入入，通通過導(dǎo)導(dǎo)電彈彈體后后從另另一條條軌道道流回回．軌軌道電電流可可形成成在彈彈體處處垂直直于軌軌道面面的磁磁場(chǎng)(可視視為勻勻強(qiáng)磁磁場(chǎng))，磁磁感應(yīng)應(yīng)強(qiáng)度度的大大小與與I成正比比．通通電的的彈體體在軌軌道上上受到到安培培力的的作用用而高高速射射出．．現(xiàn)欲欲使彈彈體的的出射射速度度增加加至原原來的的2倍倍，理理論上上可采采用的的方法法是()A．只只將軌軌道長(zhǎng)長(zhǎng)度L變?yōu)樵瓉淼牡?倍倍B．只只將電電流I增加至至原來來的2倍C．只只將彈彈體質(zhì)質(zhì)量減減至原原來的的一半半D．將將彈體體質(zhì)量量減至至原來來的一一半，，軌道道長(zhǎng)度度L變?yōu)樵瓉淼牡?倍倍，其其他量量不變變圖8--2--7答案：：BD2.(2010?上海物物理)如圖8-2-8所示示，長(zhǎng)長(zhǎng)為2l的直導(dǎo)導(dǎo)線折折成邊邊長(zhǎng)相相等，，夾角角為60°°的V形，，并置置于與與其所所在平平面相相垂直直的勻勻強(qiáng)磁磁場(chǎng)中中，磁磁感應(yīng)應(yīng)強(qiáng)度度為B.當(dāng)在在該導(dǎo)導(dǎo)線中中通以以電流流強(qiáng)度度為I的電流流時(shí)，，該V形通通電導(dǎo)導(dǎo)線受受到的的安培培力大大小為為()A．0B．．0.5BIlC．BIlD．2BIl圖8--2--8C【解析析】導(dǎo)線在在磁場(chǎng)場(chǎng)內(nèi)有有效長(zhǎng)長(zhǎng)度為為2lsin30°=l，故該該V形形通電電導(dǎo)線線受到到安培培力大大小為為F=BIl，選項(xiàng)項(xiàng)C正正確．．本題也也可以以用另另一種種解法法．先先求出出每段段長(zhǎng)為為l的直導(dǎo)導(dǎo)線受受到的的安培培力大大小分分別為為F1=F2=BIl，而F1與F2的夾角角為120°，，所以以F1與F2的合力力大小小為F=BIl.3.在圖8-2-9所示示電路路中，，電池池均相相同，，當(dāng)電電鍵S分別別置于于a、b兩處時(shí)時(shí)，導(dǎo)導(dǎo)線MM′與NN′之間間的安安培力力的大大小分分別為為fa、fb，判斷斷這兩兩段導(dǎo)導(dǎo)線()A．相相互吸吸引，，fa>fbB．相相互排排斥，，fa>fbC．相相互吸吸引，，fa<fbD．相相互排排斥，，fa<fb圖8--2--9D【解析析】電鍵S分別別置于于a、b兩處時(shí)時(shí)，電電源分分別為為一節(jié)節(jié)干電電池、、兩節(jié)節(jié)干電電池，，而電電路中中燈泡泡電阻阻不變變，則則電路路中電電流Ia＜Ib，MM′和NN′處的的磁感感應(yīng)強(qiáng)強(qiáng)度Ba＜Bb，應(yīng)用用安培培力公公式F=BIL可知fa＜fb，又MM′與NN′電流流方向向相反反，則則相互互排斥斥．4.(2010?南通模模擬)如圖8-2-10所所示，，均勻勻繞制制的螺螺線管管水平平放置置，在在其正正中心心的上上方附附近用用絕緣緣線水水平吊吊起通通電直直導(dǎo)線線A.A與螺線線管垂垂直，，“′′”表表示導(dǎo)導(dǎo)線中中電流流的方方向垂垂直于于紙面面向里里．電電鍵S閉合合后，，A受到通通電螺螺線管管磁場(chǎng)場(chǎng)的作作用力力的方方向是是()A．水水平向向左B．．水平平向右右C．豎豎直向向下D．．豎直直向上上圖8--2--10C【解析析】電鍵閉閉合后后根據(jù)據(jù)安培培定則則可判判定導(dǎo)導(dǎo)線所所在位位置處處磁感感線的的方向向?yàn)樗较蛳蛴?，，再由由左手手定則則判定定導(dǎo)線線受到到安培培力的的方向向?yàn)樨Q豎直向向下，，C項(xiàng)項(xiàng)正確確．5.(2010?上海模擬)如圖8-2-11所所示，在豎豎直向下的的勻強(qiáng)磁場(chǎng)場(chǎng)中，有兩兩根豎直放放置的平行行導(dǎo)軌AB、CD，導(dǎo)軌上放放有質(zhì)量為為m的金屬棒MN，棒與導(dǎo)軌軌間的動(dòng)摩摩擦因數(shù)為為μ，現(xiàn)從t=0時(shí)刻起起，給棒通通以圖示方方向的電流流，且電流流與時(shí)間成成正比，即即I=kt，其中k為恒量．若若金屬棒與與導(dǎo)軌始終垂直，，則如下圖圖所示的表表示棒所受的摩摩擦力隨時(shí)時(shí)間變化的的四幅圖中，正正確的是()圖8-2--11答案：C【解析】當(dāng)Ff=μBIL=μBLkt<mg時(shí)，棒沿導(dǎo)導(dǎo)軌向下加加速；當(dāng)Ff=μBLkt>mg時(shí)，棒沿導(dǎo)導(dǎo)軌向下減減速；在棒棒停止運(yùn)動(dòng)動(dòng)前，所受受摩擦力為為滑動(dòng)摩擦擦力，大小小為：Ff=μBLkt；當(dāng)棒停止止運(yùn)動(dòng)時(shí)，，摩擦力立立即變?yōu)殪o靜摩擦力，，大小為：：Ff=mg，故選項(xiàng)C正確．6.磁流體推進(jìn)進(jìn)船的動(dòng)力力來源于電電流與磁場(chǎng)場(chǎng)間的相互互作用，圖圖8-2--12(a)是在平平靜海面上上某實(shí)驗(yàn)船船的示意圖圖，磁流體體推進(jìn)器由由磁體、電電極和矩形形通道(簡(jiǎn)簡(jiǎn)稱通道)組成，如如圖8-2-12(b)所示示，通道尺尺寸a=2.0m、b=0.15m、c=0.10m，工作作時(shí)，在通通道內(nèi)沿z軸正方向加加B=8.0T的勻強(qiáng)磁磁場(chǎng)；沿x軸負(fù)方向加加上勻強(qiáng)電電場(chǎng)，使兩兩極板間的的電壓U=99.6V；海水水沿y軸方向流過過通道，已已知海水的的電阻率ρ=0.20Ω?m.圖8-2--12(1)船靜靜止時(shí)，求求電源接通通瞬間推進(jìn)進(jìn)器對(duì)海水水推力的大大小和方向向；(2)船以以vs=5.0m/s的速速度勻速前前進(jìn)．以船船為參照物物，海水以以5.0m/s的速速率