安培力的應(yīng)用

千里之行，始于足下。第2頁/共2頁精品文檔推薦安培力的應(yīng)用3.4安培力的應(yīng)用

【知識(shí)梳理】

1.安培力：_______________________________________________．

2.安培力的方向推斷：左手定則

左手定則內(nèi)容：_________________________________________________________________________________________________________________________________________

講明：（1）安培力F的方向既與磁場(chǎng)方向垂直，又與通電導(dǎo)線垂直,即F跟BI所在的面垂直．但B與I的方向別一定垂直．

（2）安培力F、磁感應(yīng)強(qiáng)度B、電流I三者的關(guān)系

①已知I,B的方向，可惟一確定F的方向；

②已知F、B的方向，且導(dǎo)線的位置確定時(shí)，可惟一確定I的方向；

③已知F,I的方向時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向別能惟一確定

3.安培力的大小計(jì)算：F＝BILsinθ（θ是I與B的夾角）；通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，即θ＝900，此刻安培力有最大值；通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，即θ＝00，此刻安培力有最小值，F(xiàn)=0N;00＜B＜900時(shí)，安培力F介于0和最大值之間.

4.安培力公式的適用條件:

①公式F＝BIL普通適用于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中I⊥B的事情，關(guān)于非勻強(qiáng)磁場(chǎng)不過近似

適用（如對(duì)電流元），但對(duì)某些特別事情仍適用．

如圖所示，電流I1//I2,如I1在I2處磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則I1對(duì)I2的安培力F＝BI2L，方向向左，同理I2對(duì)I1，安培力向右，即同向電流相吸，異向電流相斥．②依照力的相互作用原理，假如是磁體對(duì)通電導(dǎo)體有力的作用，則通電導(dǎo)體對(duì)磁體有反作用力．兩根通電導(dǎo)線間的磁場(chǎng)力也遵循牛頓第三定律．

【重點(diǎn)剖析】

1。安培力的性質(zhì)和規(guī)律；

①公式F=BIL中L為導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度，即導(dǎo)線兩端點(diǎn)所

連直線的長(zhǎng)度，相應(yīng)的電流方向沿L由始端流向末端．如

圖所示，甲中：/l，乙中：L/=d(直徑）＝2R（半

圓環(huán)且半徑為R)

②安培力的作用點(diǎn)為磁場(chǎng)中通電導(dǎo)體的幾何中心；

③安培力做功:做功的結(jié)果將電能轉(zhuǎn)化成其它形式的能．

例1、如下圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)中

放著通入相同電流的幾段導(dǎo)線

（均在紙面內(nèi)），A、B端間距離

都相等，受力的事情是：

A．圖(a)受力最??；

B．各圖受力方向相同；

C．各圖受力一樣;

D．別能確定。I1I2

例2、質(zhì)量為m的通電細(xì)桿ab置于傾角為θ的平行導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌寬度為d，桿ab與導(dǎo)軌間的摩擦因數(shù)為μ．有電流時(shí)aB恰好在導(dǎo)軌上靜止，如圖所示，如圖所示是沿ba方向觀看時(shí)的四個(gè)平面圖，標(biāo)出了四種別同的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向，其中桿與導(dǎo)軌間摩擦力也許為零的是

2、安培力作用下物體的運(yùn)動(dòng)方向的推斷

（1）電流元法：即把整段電流等效為多段直線電流元，先用左手定則推斷出每小段電流元所受安培力的方向，從而推斷整段電流所受合力方向，最終確定運(yùn)動(dòng)方向．

（2）特別位置法：把電流或磁鐵轉(zhuǎn)到一具便于分析的特別位置后再推斷安培力方向，從而確定運(yùn)動(dòng)方向．

（3）等效法：環(huán)形電流和通電螺線管都能夠等效成條形磁鐵，條形磁鐵也可等效成環(huán)形電流或通電螺線管，通電螺線管也能夠等效成非常多匝的環(huán)形電流來分析．

（4）利用結(jié)論法：①兩電流相互平行時(shí)無轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)，同向電流相互吸引，反向電流相互排斥；②兩電流別平行時(shí)，有轉(zhuǎn)動(dòng)到相互平行且電流方向相同的趨勢(shì)．

（5）轉(zhuǎn)換研究對(duì)象法：因?yàn)殡娏髦g，電流與磁體之間相互作用滿腳牛頓第三定律，如此，定性分析磁體在電流磁場(chǎng)作用下怎么運(yùn)動(dòng)的咨詢題，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，再確定磁體所受電流作用力，從而確定磁體所受合力及運(yùn)動(dòng)方向．例3、如圖所示,把輕質(zhì)導(dǎo)線圈用絕緣細(xì)線懸掛在磁鐵N極附近,磁鐵的軸線穿過線圈的圓心且垂直線圈平面.當(dāng)線圈內(nèi)通以如圖方向的電流后,線圈的運(yùn)動(dòng)事情是:（）

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)

變式訓(xùn)練：1、如圖所示，一條形磁鐵放在水平桌面上在其左上方固定一根與磁鐵垂直的長(zhǎng)直導(dǎo)線，當(dāng)導(dǎo)線通以如圖所示方向電流時(shí)

A．磁鐵對(duì)桌面的壓力減小，且受到向左的摩擦力作用

B．磁鐵對(duì)桌面的壓力減小，且受到向右的摩擦力作用

C．磁鐵對(duì)桌面的壓力增大，且受到向左的摩擦力作用

D．磁鐵對(duì)桌面的壓力增大，且受到向右的摩擦力作用

討論：若在其中央正上方固定一根直導(dǎo)線，導(dǎo)線與磁鐵垂直，并通以垂直紙面向外的電流，則

A．磁鐵對(duì)桌面的壓力減小、別受桌面摩擦力的作用

B．磁鐵對(duì)桌面的壓力減小、受到桌面摩擦力的作用

C．磁鐵對(duì)桌面的壓力增大，個(gè)受桌面摩擦力的作用

D．磁鐵對(duì)桌面的壓力增大，受到桌面摩擦力的作用

3.安培力與力學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用

例4、如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E＝2V，r＝0.5Ω,豎直導(dǎo)軌電阻可略，金屬棒的質(zhì)量m＝0.1kg，R=0.5Ω，它與導(dǎo)體軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.4，有效長(zhǎng)度為0.2m,靠在

導(dǎo)軌的外頭，為使金屬棒別下滑，施一與紙面夾角為600且與導(dǎo)線垂直

向外的磁場(chǎng)，（g=10m/s2）求：

（1)此磁場(chǎng)是歪向上依然歪向下？

（2）B的范圍是多少？

例5、如圖6所示,在傾角θ=30°的歪面上,固定一金屬框,寬L=0.25m,接入電動(dòng)勢(shì)E=12V,內(nèi)阻別計(jì)的電源,垂直框面放有一根質(zhì)量m=0.2kg的金屬棒ab,它與框架的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=6

3,整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.8T,垂直框面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R的阻值在啥范圍內(nèi)時(shí),可使金屬棒靜止在框架上?框架與棒的電阻別計(jì),g取10m/s2.

4．安培力的實(shí)際應(yīng)用

例6在原于反應(yīng)堆中抽動(dòng)液態(tài)金屬等導(dǎo)電液時(shí)．由于別允許傳動(dòng)機(jī)械部分與這些流體相接觸，常使用一種電磁泵。圖中表示這種電磁泵的結(jié)構(gòu)。將導(dǎo)管置于磁場(chǎng)中，當(dāng)電流I穿過導(dǎo)電液體時(shí)，這種導(dǎo)電液體即被驅(qū)動(dòng)。若導(dǎo)管的內(nèi)截面積為a×h，磁場(chǎng)區(qū)域的寬度為L(zhǎng)，磁感強(qiáng)度為B．液態(tài)金屬穿過磁場(chǎng)區(qū)域的電流為I，求驅(qū)動(dòng)所產(chǎn)生的壓強(qiáng)差是多大？

例7如圖8所示是一具能夠用來測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度的裝置,一長(zhǎng)方體絕緣容器

內(nèi)部高為L(zhǎng),厚為d,左右兩管等高處裝有兩根徹底相同的開口向上

的管子a、b,上、下兩側(cè)裝有電極C（正極）和D（負(fù)極）,并經(jīng)開

關(guān)S與電源連接.容器中注滿能導(dǎo)電的液體,液體的密度為ρ.將容

器置于一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直紙面向里.當(dāng)開關(guān)斷開時(shí),豎直

管子a、b中的液面高度相同;開關(guān)S閉合后,a、b管中液面將浮現(xiàn)高度差.若閉合開關(guān)S后,a、b管中液面將浮現(xiàn)高度差為h,電路中電流表的讀數(shù)為I,求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小.

【鞏固訓(xùn)練】

1.下列對(duì)于通電直導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中受安培力的講法,正確的有

A.安培力的方向與磁場(chǎng)方向垂直,并且又與電流方向垂直

B.若某段導(dǎo)線在磁場(chǎng)中取某一方向時(shí)受到的安培力最大,此刻導(dǎo)線必與磁場(chǎng)方向垂直

C.若導(dǎo)線受到的安培力為0,導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度必為0

D.安培力的大小只跟磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和電流大小有關(guān)

2．如圖所示，將通電線圈懸掛在磁鐵N極附近：磁鐵處于水平位置和

線圈在同一平面內(nèi)，且磁鐵的軸線通過線圈圓心，線圈將

A．轉(zhuǎn)動(dòng)并且靠近磁鐵B．轉(zhuǎn)動(dòng)并且離開磁鐵

C．別轉(zhuǎn)動(dòng)，只靠近磁鐵D．別轉(zhuǎn)動(dòng)，只離開磁鐵

3．通電矩形線圈平面垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線，則有

A．線圈所受安培力的合力為零

B．線圈所受安培力的合力別為零

C．線圈所受安培力必然使其四邊有向內(nèi)縮小形變的效果

D．線圈所受安培力必然使其四邊有向外擴(kuò)展形變的效果

4．把一根柔軟的螺旋形彈簧豎直懸掛起來，使它的下端剛好跟杯里的水銀面

接觸，并使它組成如圖所示的電路，當(dāng)電鍵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)

B．彈簧上下跳動(dòng)

D．彈簧仍靜止別動(dòng)

5.如圖11所示為一種自動(dòng)跳閘的閘刀開關(guān),O是轉(zhuǎn)動(dòng)軸,A是絕緣手柄,C

是閘刀卡口,M、N接電源線,閘刀處于垂直紙面向里、B=1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)

中,CO間距離為10cm,當(dāng)磁場(chǎng)力為0.2N時(shí),閘刀開關(guān)會(huì)自動(dòng)跳開.則要使

閘刀開關(guān)能跳開,CO中經(jīng)過的電流的大小和方向?yàn)椋ǎ?/p>

A.電流方向C→O

B.電流方向O→C

C.電流大小為1A

D.電流大小為0.5A

6.兩條導(dǎo)線互相垂直,但相隔一小段距離,其中AB固定,CD可自由運(yùn)動(dòng),

當(dāng)通以圖10所示方向電流后,CD導(dǎo)線將

A.順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),并且靠近AB

B.逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),并且離開AB

C.順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),并且離開AB

D.逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),并且靠近AB

7.原來靜止的圓形線圈通有逆時(shí)針電流I，在其直徑AB上靠近B點(diǎn)的位置上，放置了一根

垂直于線圈平面且固定別動(dòng)的長(zhǎng)直導(dǎo)線，且通以電流I，方向如右圖所

示。則圓形線圈將：

A．向左平動(dòng)；B．向右平動(dòng)；

C．還是靜止；D．以AB為軸轉(zhuǎn)動(dòng)。

8．勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一段長(zhǎng)為0.2m的直導(dǎo)線，它與磁場(chǎng)方向垂直，當(dāng)經(jīng)過

3A的電流時(shí)，受到60×10-2N的磁場(chǎng)力，則磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度是______特；當(dāng)導(dǎo)線長(zhǎng)度縮短一半時(shí)，磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度是_____特；當(dāng)通入的電流加倍時(shí)，磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度是______特．9．如圖6所示，ab，cd為兩根相距2m的平行金屬導(dǎo)軌，水平放置在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，通以5A的電流時(shí)，棒沿導(dǎo)軌作勻速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)棒中電流增加到8A時(shí)，棒能獲得2m/s2的加速度，求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度的大小；

10．在傾