第三節(jié)習(xí)題課 安培力的應(yīng)用

習(xí)題課：安培力的應(yīng)用[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.2.會(huì)分析導(dǎo)體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.一、安培力作用下導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向的判斷判斷安培力作用下導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向，常有以下幾種方法：(1)電流元法即把整段電流等效為多段直線電流元，運(yùn)用左手定則判斷出每小段電流元受安培力的方向，從而判斷出整段電流所受合力的方向.(2)特殊位置法把電流或磁鐵轉(zhuǎn)到一個(gè)便于分析的特殊位置后再判斷所受安培力方向，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可以等效成條形磁鐵.條形磁鐵也可以等效成環(huán)形電流或通電螺線管.通電螺線管也可以等效成很多匝的環(huán)形電流來(lái)分析.(4)利用結(jié)論法①兩電流相互平行時(shí)無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)，同向電流相互吸引，反向電流相互排斥；②兩電流不平行時(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，電流與磁體之間的相互作用滿足牛頓第三定律.定性分析磁體在電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)中的受力和運(yùn)動(dòng)時(shí)，可先分析電流在磁體的磁場(chǎng)中受到的安培力，然后由牛頓第三定律，再確定磁體所受電流的作用力.例1如圖1所示，把一重力不計(jì)的通電直導(dǎo)線AB水平放在蹄形磁鐵磁極的正上方，導(dǎo)線可以在空間自由運(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)()圖1A.順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)下降B.順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)上升C.逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)下降D.逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)上升答案C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)方向斜向上，根據(jù)左手定則其受力方向向外；右端一段所在處的磁場(chǎng)方向斜向下，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?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，一邊向下運(yùn)動(dòng)，C選項(xiàng)正確.判斷導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)情況的常規(guī)思路不管是電流還是磁體，對(duì)通電導(dǎo)體的作用都是通過(guò)磁場(chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此，此類問(wèn)題可按下面步驟進(jìn)行分析：(1)確定導(dǎo)體所在位置的磁場(chǎng)分布情況.(2)結(jié)合左手定則判斷導(dǎo)體所受安培力的方向.(3)由導(dǎo)體的受力情況判定導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向.針對(duì)訓(xùn)練1直導(dǎo)線AB與圓線圈的平面垂直且隔有一小段距離，直導(dǎo)線固定，線圈可以自由運(yùn)動(dòng).當(dāng)通過(guò)如圖2所示的電流時(shí)(同時(shí)通電)，從左向右看，線圈將()圖2A.順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近直導(dǎo)線ABB.順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)離開(kāi)直導(dǎo)線ABC.逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近直導(dǎo)線ABD.不動(dòng)答案C解析由安培定則判斷出AB導(dǎo)線右側(cè)的磁場(chǎng)向里，因此環(huán)形電流內(nèi)側(cè)受力向下、外側(cè)受力向上，從左向右看應(yīng)逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)到與AB共面時(shí)，AB與環(huán)左側(cè)吸引，與環(huán)右側(cè)排斥，由于左側(cè)離AB較近，則引力大于斥力，所以環(huán)靠近導(dǎo)線AB，故選項(xiàng)C正確.二、安培力作用下導(dǎo)體的平衡1.解題步驟(1)明確研究對(duì)象；(2)先把立體圖改畫成平面圖，并將題中的角度、電流的方向、磁場(chǎng)的方向標(biāo)注在圖上；(3)正確受力分析(包括安培力)，然后根據(jù)平衡條件：F合＝0列方程求解.2.分析求解安培力時(shí)需要注意的問(wèn)題(1)首先畫出通電導(dǎo)體所在處的磁感線的方向，再根據(jù)左手定則判斷安培力方向；(2)安培力大小與導(dǎo)體放置的角度有關(guān)，但一般情況下只要求導(dǎo)體與磁場(chǎng)垂直的情況，其中L為導(dǎo)體垂直于磁場(chǎng)方向的長(zhǎng)度，為有效長(zhǎng)度.例2如圖3所示，用兩根輕細(xì)金屬絲將質(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，所需的磁場(chǎng)的最小磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小、方向?yàn)?)圖3A.eq\f(mg,Il)tanθ，豎直向上 B.eq\f(mg,Il)tanθ，豎直向下C.eq\f(mg,Il)sinθ，平行于懸線向下 D.eq\f(mg,Il)sinθ，平行于懸線向上答案D解析要求所加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度最小，應(yīng)使棒平衡時(shí)所受的安培力有最小值.由于棒的重力恒定，懸線拉力的方向不變，由畫出的力的三角形可知，安培力的最小值為Fmin＝mgsinθ，即IlBmin＝mgsinθ，得Bmin＝eq\f(mg,Il)sinθ，方向應(yīng)平行于懸線向上.故選D.解決安培力作用下的受力平衡問(wèn)題，受力分析是關(guān)鍵，解題時(shí)應(yīng)先畫出受力分析圖，必要時(shí)要把立體圖轉(zhuǎn)換成平面圖.針對(duì)訓(xùn)練2如圖4所示，金屬棒MN兩端由等長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)線水平懸掛，處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬棒中通以由M向N的電流，平衡時(shí)兩懸線與豎直方向夾角均為θ.如果僅改變下列某一個(gè)條件，θ角的相應(yīng)變化情況是()圖4A.金屬棒中的電流變大，θ角變大B.兩懸線等長(zhǎng)變短，θ角變小C.金屬棒質(zhì)量變大，θ角變大D.磁感應(yīng)強(qiáng)度變大，θ角變小答案A解析選金屬棒MN為研究對(duì)象，其受力情況如圖所示.根據(jù)平衡條件及三角形知識(shí)可得tanθ＝eq\f(BIL,mg)，所以當(dāng)金屬棒中的電流I、磁感應(yīng)強(qiáng)度B變大時(shí)，θ角變大，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；當(dāng)金屬棒質(zhì)量m變大時(shí)，θ角變小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；θ角的大小與懸線長(zhǎng)短無(wú)關(guān)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤.例3如圖5所示，條形磁鐵放在桌面上，一根通電直導(dǎo)線由S極的上端平移到N極的上端的過(guò)程中，導(dǎo)線保持與磁鐵垂直，導(dǎo)線的通電方向如圖所示.則這個(gè)過(guò)程中磁鐵受到的摩擦力(磁鐵保持靜止)()圖5A.為零B.方向由向左變?yōu)橄蛴褻.方向保持不變D.方向由向右變?yōu)橄蜃蟠鸢窧解析首先磁鐵上方的磁感線從N極出發(fā)回到S極，是曲線，直導(dǎo)線由S極的上端平移到N極的上端的過(guò)程中，電流的受力由左上方變?yōu)檎戏皆僮優(yōu)橛疑戏?，根?jù)牛頓第三定律磁鐵受到的力由右下方變?yōu)檎路皆僮優(yōu)樽笙路?，磁鐵靜止不動(dòng)，所以所受摩擦力方向由向左變?yōu)橄蛴?B正確.三、安培力和牛頓第二定律的綜合例4如圖6所示，光滑的平行導(dǎo)軌傾角為θ，處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌中接入電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r的直流電源.電路中有一阻值為R的電阻，其余電阻不計(jì)，將質(zhì)量為m、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒由靜止釋放，求導(dǎo)體棒在釋放瞬間的加速度的大小.圖6答案gsinθ－eq\f(BELcosθ,mR＋r)解析對(duì)導(dǎo)體棒受力分析如圖所示，導(dǎo)體棒受重力mg、支持力FN和安培力F，由牛頓第二定律得：mgsinθ－Fcosθ＝ma ①F＝BIL ②I＝eq\f(E,R＋r) ③由①②③式可得a＝gsinθ－eq\f(BELcosθ,mR＋r).1.兩個(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7所示的方向通入兩鋁環(huán)，則兩環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況是()圖7A.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)，電流大的加速度大答案B2.(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鐵連接起來(lái)，此時(shí)磁鐵對(duì)水平面的壓力為FN1，現(xiàn)在磁鐵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，磁鐵對(duì)水平面的壓力為FN2，則以下說(shuō)法正確的是()圖8A.彈簧長(zhǎng)度將變長(zhǎng)B.彈簧長(zhǎng)度將變短C.FN1＞FN2D.FN1＜FN2答案BC3.如圖9所示，兩條導(dǎo)線相互垂直，但相隔一段距離.其中AB固定，CD能自由活動(dòng)，當(dāng)電流按圖示方向通入兩條導(dǎo)線時(shí)，導(dǎo)線CD將(從紙外向紙里看)()圖9A.順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)靠近導(dǎo)線ABB.逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)離開(kāi)導(dǎo)線ABC.順時(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答案D解析(1)根據(jù)電流元分析法，把導(dǎo)線CD等效成CO、OD兩段導(dǎo)線.由安培定則畫出CO、OD所在位置由AB導(dǎo)線中電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向，由左手定則可判斷CO、OD受力如圖甲所示，可見(jiàn)導(dǎo)線CD逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng).(2)由特殊位置分析法，讓CD逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90°，如圖乙所示，并畫出CD此時(shí)位置AB導(dǎo)線中電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感線分布，據(jù)左手定則可判斷CD受力垂直于紙面向里，可見(jiàn)導(dǎo)線CD靠近導(dǎo)線AB，故D選項(xiàng)正確.4.(多選)如圖10所示，一根通電的直導(dǎo)體放在傾斜的粗糙斜面上，置于圖示方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)增大電流，導(dǎo)體棒仍靜止，則在增大電流過(guò)程中，導(dǎo)體棒受到的摩擦力的大小變化情況可能是()圖10A.一直增大 B.先減小后增大C.先增大后減小 D.始終為零答案AB解析若F安＜mgsinα，因安培力向上，則摩擦力向上，當(dāng)F安增大時(shí)，F(xiàn)f減小到零，再向下增大，B對(duì)，C、D錯(cuò)；若F安＞mgsinα，摩擦力向下，隨F安增大而一直增大，A對(duì).5.如圖11所示，無(wú)限長(zhǎng)水平直導(dǎo)線中通有向右的恒定電流I，導(dǎo)線正上方沿豎直方向有一絕緣細(xì)線懸掛著的正方形線框.線框中通有沿逆時(shí)針?lè)较虻暮愣娏鱅，線框的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，線框下邊與直導(dǎo)線平行，且到直導(dǎo)線的距離也為L(zhǎng).已知在長(zhǎng)直導(dǎo)線的磁場(chǎng)中距長(zhǎng)直導(dǎo)線r處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B＝keq\f(I,r)(k為常量)，線框的質(zhì)量為m，則剪斷細(xì)線的瞬間，線框的加速度為()圖11A.0B.eq\f(kI2,m)＋gC.eq\f(kI2,m)－gD.eq\f(kI2,2m)＋g答案D解析線框下邊受到的安培力的大小為F1＝keq\f(I,L)IL＝kI2，方向向下，線框上邊受到的安培力大小F2＝eq\f(kI,2L)·IL＝eq\f(1,2)kI2，方向向上，根據(jù)牛頓第二定律可得，F(xiàn)1＋mg－F2＝ma解得：a＝eq\f(F1＋mg－F2,m)＝eq\f(kI2,2m)＋g，故A、B、C錯(cuò)誤，D正確.一、選擇題(1～7題為單選題，8題為多選題)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的水銀面相接觸，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()圖1A.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)答案C解析因?yàn)橥姾?，彈簧中每一圈之間的電流是同向的，互相吸引，彈簧就縮短，電路就斷開(kāi)了，一斷開(kāi)沒(méi)電流了，彈簧就又掉下來(lái)接通電路……如此通斷通斷，就上下跳動(dòng).2.如圖2所示通電矩形導(dǎo)線框abcd與無(wú)限長(zhǎng)通電直導(dǎo)線MN在同一平面內(nèi)，電流方向如圖所示，ab邊與NM平行.關(guān)于MN的磁場(chǎng)對(duì)線框的作用，下列敘述正確的是()圖2A.線框四條邊所受的安培力方向相同B.線框四條邊所受的安培力大小相同C.線框所受安培力的合力向左D.線框所受安培力的合力向右答案C解析直導(dǎo)線中的電流方向由M到N，根據(jù)安培定則，導(dǎo)線右側(cè)區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度方向向里，根據(jù)左手定則，ab邊受向左的安培力，bc邊受到向上的安培力，cd邊受到向右的安培力，ad邊受到向下的安培力，方向不同，故A錯(cuò)誤；離MN越遠(yuǎn)的位置，磁感應(yīng)強(qiáng)度越小，故根據(jù)安培力公式F＝BIL，ab邊受到的安培力大于cd邊，bc邊受到的安培力等于ad邊受到的安培力，線框所受安培力的合力向左.故B、D錯(cuò)誤，C正確.3.如圖3所示，一重為G1的通電圓環(huán)置于水平桌面上，圓環(huán)中電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?從上往下看)，在圓環(huán)的正上方用輕繩懸掛一條形磁鐵，磁鐵的中心軸線通過(guò)圓環(huán)中心，磁鐵的上端為N極，下端為S極，磁鐵自身的重力為G2.則關(guān)于圓環(huán)對(duì)桌面的壓力F和磁鐵對(duì)輕繩的拉力F′的大小，下列關(guān)系中正確的是()圖3A.F＞G1，F(xiàn)′＞G2 B.F＜G1，F(xiàn)′＞G2C.F＜G1，F(xiàn)′＜G2 D.F＞G1，F(xiàn)′＜G2答案D解析順時(shí)針?lè)较虻沫h(huán)形電流可以等效為一個(gè)豎直放置的小磁針，由安培定則可知，“小磁針”的N極向下，S極向上，故與磁鐵之間的相互作用力為斥力，所以圓環(huán)對(duì)桌面的壓力F將大于圓環(huán)的重力G1，磁鐵對(duì)輕繩的拉力F′將小于磁鐵的重力G2，選項(xiàng)D正確.4.如圖4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(guò)線圈的圓心且垂直線圈平面.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()圖4A.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)答案A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)條形磁鐵等效成環(huán)形電流，根據(jù)結(jié)論“同向電流相吸引，異向電流相排斥”也可判斷出線圈向左運(yùn)動(dòng)，選A.5.一條形磁鐵靜止在斜面上，固定在磁鐵中心的豎直上方的水平導(dǎo)線中通有垂直紙面向里的恒定電流，如圖5所示.若將磁鐵的N極位置與S極位置對(duì)調(diào)后，仍放在斜面上原來(lái)的位置，則磁鐵對(duì)斜面的壓力F和摩擦力Ff的變化情況分別是()圖5A.F增大，F(xiàn)f減小 B.F減小，F(xiàn)f增大C.F與Ff都增大 D.F與Ff都減小答案C解析圖中電流與磁體間的磁場(chǎng)力為引力，若將磁極位置對(duì)調(diào)則相互作用力為斥力，再由受力分析可知：選項(xiàng)C正確.6.通有電流的導(dǎo)線L1、L2處在同一平面(紙面)內(nèi)，L1是固定的，L2可繞垂直紙面的固定轉(zhuǎn)軸O轉(zhuǎn)動(dòng)(O為L(zhǎng)2的中心)，各自的電流方向如圖6所示.下列哪種情況將會(huì)發(fā)生()圖6A.因L2不受磁場(chǎng)力的作用，故L2不動(dòng)B.因L2上、下兩部分所受的磁場(chǎng)力平衡，故L2不動(dòng)C.L2繞軸O按順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)D.L2繞軸O按逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)答案D解析由右手螺旋定則可知導(dǎo)線L1上方的磁場(chǎng)的方向?yàn)榇怪奔埫嫦蛲?，且離導(dǎo)線L1的距離越遠(yuǎn)的地方，磁感應(yīng)強(qiáng)度越弱，導(dǎo)線L2上的每一小部分受到的安培力方向水平向右，由于O點(diǎn)的下方磁場(chǎng)較強(qiáng)，則安培力較大，因此L2繞軸O按逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，D選項(xiàng)對(duì).7.如圖7所示，兩個(gè)完全相同且互相垂直的導(dǎo)體圓環(huán)M、N中間用絕緣細(xì)線ab連接，懸掛在天花板下，當(dāng)M、N中同時(shí)通入圖中所示方向的電流時(shí)，關(guān)于兩圓環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)(從上向下看)以及a、b間細(xì)線張力的變化，下列判斷正確的是()圖7A.M、N均不轉(zhuǎn)動(dòng)，細(xì)線張力不變B.M、N都順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，細(xì)線張力減小C.M順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，N逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，細(xì)線張力減小D.M逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，N順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，細(xì)線張力增大答案C解析設(shè)想N固定不動(dòng)，分析M上各部分在N產(chǎn)生的磁場(chǎng)中的受力情況，可判斷M繞Oa豎直軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)(從上向下看)；由牛頓第三定律可知，M的磁場(chǎng)必定使N逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的最終結(jié)果會(huì)使兩環(huán)在同一平面內(nèi)，并且a、b兩點(diǎn)處電流方向相同，由于同向電流相互吸引，細(xì)線張力會(huì)減小，故選項(xiàng)C正確.8.在同一光滑斜面上放同一導(dǎo)體棒，圖8所示是兩種情況的剖面圖.它們所處空間有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，但方向不同，一次垂直斜面向上，另一次豎直向上，兩次導(dǎo)體棒A分別通有電流I1和I2，都處于靜止平衡.已知斜面的傾角為θ，則()圖8A.I1∶I2＝cosθ∶1B.I1∶I2＝1∶1C.導(dǎo)體棒A所受安培力大小之比F1∶F2＝sinθ∶cosθD.斜面對(duì)導(dǎo)體棒A的彈力大小之比FN1∶FN2＝cos2θ∶1答案AD解析分別對(duì)導(dǎo)體棒受力分析，如圖，利用平衡條件即可求解第一種情況：F1＝BI1L＝mgsinθ，F(xiàn)N1＝mgcosθ解得：I1＝eq\f(mgsinθ,BL)第二種情況：F2＝BI2L＝mgtanθ，F(xiàn)N2＝eq\f(mg,cosθ)解得：I2＝eq\f(mgtanθ,BL)所以eq\f(F1,F2)＝eq\f(BI1L,BI2L)＝eq\f(I1,I2)＝eq\f(sinθ,tanθ)＝cosθ，eq\f(FN1,FN2)＝eq\f(cosθ,\f(1,cosθ))＝cos2θ可見(jiàn)，A、D正確，B、C錯(cuò)誤.二、非選擇題9.某同學(xué)用圖9中所給器材進(jìn)行與安培力有關(guān)的實(shí)驗(yàn).兩根金屬導(dǎo)軌ab和a1b1固定在同一水平面內(nèi)且相互平行，足夠大的電磁鐵(未畫出)的N極位于兩導(dǎo)軌的正上方，S極位于兩導(dǎo)軌的正下方，一金屬棒置于導(dǎo)軌上且與兩導(dǎo)軌垂直.圖9(1)在圖中畫出連線，完成實(shí)驗(yàn)電路.要求滑動(dòng)變阻器以限流方式接入電路，且在開(kāi)關(guān)閉合后，金屬棒沿箭頭所示的方向移動(dòng).(2)為使金屬棒在離開(kāi)導(dǎo)軌時(shí)具有更大的速度，有人提出以下建議：A.適當(dāng)增加兩導(dǎo)軌間的距離B.換一根更長(zhǎng)的金屬棒C.適當(dāng)增大金屬棒中的電流其中正確的是________(填入正確選項(xiàng)前的標(biāo)號(hào)).答案(1)見(jiàn)解析圖(2)AC解析(1)實(shí)物連線如圖所示.(2)根據(jù)公式F＝BIL可得，適當(dāng)增加導(dǎo)軌間的距離或者增大電流，可增大金屬棒受到的安培力，根據(jù)動(dòng)能定理得，F(xiàn)x－μmgx＝eq\f(1,2)mv2，則金屬棒離開(kāi)導(dǎo)軌時(shí)的動(dòng)能變大，即離開(kāi)導(dǎo)軌時(shí)的速度變大，A、C正確；若換用一根更長(zhǎng)的金屬棒，但金屬棒切割磁感線的有效長(zhǎng)度即導(dǎo)軌間的寬度不變，安培力F不變，棒的質(zhì)量變大，速度v＝eq\f(2Fx,m)－2μgx變小，B錯(cuò)誤.10.如圖10所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L＝0.4m，金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角θ＝37°，在導(dǎo)軌所在平面內(nèi)，分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.5