10-11版高中物理 5.4探究安培力课时讲练通课件 沪科版选修3-1.ppt

【标准解答】(1)对导体棒受力分析 如图所示: 由平衡条件得BIL=mgtanθ (2)设安培力方向与斜面夹角为α，对 导体棒受力分析如图所示 由平衡条件得B′ILcosα=mgsinθ B′= 当α=0°时，B′最小，其最小值为B′min= 由于安培力方向平行斜面向上，电流方向垂直纸面向里，由左手定则可判断磁场方向垂直斜面向上. 答案:(1) (2) 垂直斜面向上 知识点1：安培力的方向 1.(2009·海南高考)一根容易形变的弹性导线，两端固定.导线中通有电流,方向如图中箭头所示.当没有磁场时,导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是( ) 【解析】选D.A图中导线不受力，故它不会弯曲，A错；B图中导线受到垂直纸面向里的安培力，它不会向右弯曲，B错；C中导线受到水平向右的安培力，导线不会向左弯曲，C错；D中导线受到水平向右的安培力，故它向右弯曲，D对. 2.如图所示，三根通电长直导线P、Q、R互相平行且通 过正三角形的三个顶点，三条导线中通有大小相等、方 向垂直纸面向里的电流.通过直导线产生的磁场的磁感 应强度B＝ ，I为通电导线的电流大小，r为与通电导 线的距离，k为常量.则通电导线R受到的磁场力的方向 是( ) A.垂直R，指向y轴负方向 B.垂直R，指向y轴正方向 C.垂直R，指向x轴负方向 D.垂直R，指向x轴正方向 【解析】选A.安培力的方向与电流方向垂直，P、Q在R处产生的合磁场方向沿x轴正方向，由左手定则可以判断出R受到的磁场力方向指向y轴负方向，A正确. 3.如图所示，把一重力不计可自由运 动的通电直导线AB水平放在蹄形磁铁 磁极的正上方，当通以图示方向的电 流时，导线的运动情况是(从上往下 看)( ) A.顺时针方向转动，同时下降 B.顺时针方向转动，同时上升 C.逆时针方向转动，同时下降 D.逆时针方向转动，同时上升 【解析】选C.两个磁极对电流的安培力方向不同，把电流分为两部分，左半部分受力方向向外，右半部分受力方向向里.从上往下看，通电导线将沿着逆时针方向转动.当导线转到垂直于纸面的方向时，电流受力向下，导线将向下运动，C项正确. 知识点2：安培力的大小 4.如图所示，在平面M内放有一半径为r的半圆形导 线，导线中所通的电流为I1，在半 圆线圈圆心O处垂直平面M放一长直 导线，导线中通以向上的电流I2.已 知长直导线在半圆形导线处产生的 磁感应强度为B，则半圆形导线所受的安培力的大小是 ( ) A.2BI1r B.2BI2r C.πBI1r D.0 【解析】选D.直线电流产生的磁场是一组同心圆，I1为半圆形电流，与磁场方向平行，所以半圆形导线不受安培力，D项正确. 5.(2010·聊城高二检测)如图所示,在磁感应强度为 1 T的匀强磁场中,有两根相同的弹簧,下面挂一条长 0.5 m,质量为0.1 kg的金属棒MN,不通电时弹簧伸长 10 cm,欲使弹簧恢复到原长，则棒上应通过的电流的 大小和方向如何?(g取10 m/s2) 【解析】导线所受安培力的大小F=ILB, 要使弹簧不伸长，导线所受安培力的方向应向上且大小与重力相等F=mg 解得：I=2 A 由左手定则判断电流方向自左向右. 答案:2 A 自左向右 6.(2010·徐州高二检测)如图所示，平行金属导轨PQ与MN都与水平面成θ角，相距为l.一根质量为m的金属棒ab在导轨上，并保持水平方向，ab棒内通有恒定电流，电流大小为I，方向从a到b.空间存在着方向与导轨平面垂直的匀强磁场，ab棒在磁场力作用下保持静止，并且棒与导轨间没有摩擦力.求磁感应强度B的大小和方向. 【解析】金属棒受力如图所示. 根据力的平衡条件可知： F安=mgsinθ 而F安=BIl 可得B= 由左手定则可知，B的方向垂直导轨平面向下 答案: 方向垂直导轨平面向下 一、选择题(本题包括6个小题，每小题3分，共18分) 1.(2010·益阳高二检测)在下列各图中，分别标出了磁场B的方向，电流I的方向和导线所受安培力F的方向，其中正确的是( ) 【解析】选C.本题考查用左手定则判断安培力的方向.根据左手定则,四指指向电流方向,让磁感线垂直穿入手心,则大拇指所指的方向即是安培力的方向,只有C符合左手定则.故正确答案为C. 2.一根长为0.2 m、电流为2 A的通电导线，放在磁感应强度为0.5 T 的匀强磁场中，受到的安培力大小可能是( ) A.0.4 N B.0.2 N C.0.1 N D.0 【解析】选B、C、D.由安培力的公式F=ILBsinθ可知，安培力的大小