物理：3.4 通电导线在磁场中受到的力课件(人教版选修3-1).pptVIP

A．相互吸引，FaFb B．相互排斥，FaFb C．相互吸引，FaFb D．相互排斥，FaFb 解析：选D.无论开关置于a还是置于b，两导线中通过的都是反向电流，相互间作用力为斥力，A、C错误．开关置于位置b时电路中电流较大，导线间相互作用力也较大，故D正确． 通电导体在安培力作用下的运动问题 例2 如图3－4－12所示，把轻质导电线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面，当线圈内通入如图方向的电流后，则线圈(　　) A．向左运动 B．向右运动 C．静止不动 D．无法确定 图3－4－12 【思路点拨】　此题可以采用电流元法，也可采用等效法． 【精讲精析】　法一：等效法．把通电线圈等效成小磁针．由安培定则，线圈等效成小磁针后，左端是S极，右端是N极，异名磁极相吸引，线圈向左运动． 图3－4－13 法二：电流元法．如图3－4－13所示，取其中的上、下两小段分析，根据其中心对称性线圈所受安培力的合力水平向左，故线圈向左运动． 【答案】　A 【题后反思】　在用电流元法分析问题时，要在对称的特殊位置选取电流元． 变式训练2 (2011年哈师大附中高二期中)如图3－4－14所示，两根垂直纸面、平行且固定放置的直导线M和N，通有同向等值电流；沿纸面与直导线M、N等距放置的另一根可自由移动的通电导线ab，则通电导线ab在安培力作用下运动的情况是(　　) 图3－4－14 A．沿纸面逆时针转动 B．沿纸面顺时针转动 C．a端转向纸外，b端转向纸里 D．a端转向纸里，b端转向纸外 解析：选D.根据长直导线周围磁场的分布规律和矢量合成法则，可以判断两电流M、N连线上方处磁场方向水平向右，ab上半段所受安培力垂直于纸面向里，两电流M、N连线下方处磁场方向水平向左，ab下半段所受安培力垂直于纸面向外，所以a端转向纸里，b端转向纸外，选项D正确． 质量为m＝0.02 kg的通电细杆ab置于倾角为θ＝37°的平行放置的导轨上，导轨的宽度d＝0.2 m，杆ab与导轨间的动摩擦因数μ＝0.4，磁感应强度B＝2 T 的匀强磁场与导轨平面垂直且方向向下，如图3－4－15所示．现调节滑动变阻器的触头，试求出为使杆ab静止不动，通过ab杆的电流范围为多少？ 安培力作用下的平衡 例3 图3－4－15 【自主解答】　杆ab中的电流为a到b，所受的安培力方向平行于导轨向上．当电流较大时，导体有向上的运动趋势，所受静摩擦力向下，当静摩擦力达到最大时，磁场力为最大值F1，此时通过ab的电流最大为Imax；同理，当电流最小时，应该是导体受向上的最大静摩擦力，此时的安培力为F2，电流为Imin. 正确地画出两种情况下的受力图如图3－4－16所示， 由平衡条件列方程求解． 根据第一幅受力图列式如下： F1－mgsinθ－Ff1＝0 FN1－mgcosθ＝0 Ff1＝μFN1 F1＝BImaxd 解上述方程得：Imax＝0.46 A 图3－4－16 根据第二幅受力图 F2＋Ff2－mgsinθ＝0 FN2－mgcosθ＝0 Ff2＝μFN2　F2＝BImind. 解上述方程得：Imin＝0.14 A. 【答案】　0.14 A≤Iab≤0.46 A　 【规律总结】　(1)必须先将立体图转换为平面图，然后对物体受力分析，要注意安培力方向的确定．最后根据平衡条件或物体的运动状态列出方程． (2)注意静摩擦力可能有不同的方向，因而求解结果是一个范围． 变式训练3　 质量为m，长度为L的导体棒MN静止于水平导轨上，通过MN的电流为I，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与导轨平面成θ角斜向下，如图3－4－17所示，求棒MN所受的支持力大小和摩擦力大小． 图3－4－17 解析：画出平面图，由左手定则判断出安培力方向，对MN 受力分析如图所示，由平衡条件得： 水平方向：Ff＝Fsin θ 坚直方向：FN＝Fcos θ＋mg 安培力F＝BIL，所以MN所受的支持力FN＝BILcos θ＋mg，所受摩擦力Ff＝BILsin θ. 答案：BILcos θ＋mg　BILsin θ 第四节　通电导线在磁场中受到的力 课标定位 学习目标：1.掌握安培力方向的判断方法——左手定则． 2．掌握安培力大小的计算方法． 3．了解磁电式电流表的原理． 重点难点：安培力的大小计算和方向判定． 一、安培力的方向 1．安培力：通电导线在磁场中受的力称为安培力． 2. 图3－4－1 安培力方向的判定——左手定则 伸出左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让________从掌心进入，并使四指指向_____的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受________的方向(如图3－4－1所示)． 磁感线 电流 安培力 3．方向特点：安