《通电导线在磁场中受到的力》素材.ppt

【解析】　安培力公式F＝ILBsinθ，导线转动前，电流方向与磁场方向垂直，θ＝90°；当导线转过一个小角度θ后，电流方向与磁场方向不再垂直，安培力变小；当导线转过90°时，电流方向与磁场方向平行，安培力为零．根据左手定则判断知，安培力的方向始终垂直纸面向外；在导线再继续转动90°过程中，安培力由零变到最大，安培力的方向始终垂直纸面向里．选项D正确． 【答案】　D 【方法总结】 (1)首先确定磁场方向与电流方向所确定的平面． (2)再依据左手定则，安培力的方向总是垂直于磁场方向和电流方向所决定的平面，判断出安培力的方向． (3)根据安培力的公式F＝BILsinθ计算安培力的大小，注意该公式只适用于匀强磁场，θ为电流与磁感线的夹角． 答案：A 如图所示，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 【解析】　此题可以采用电流元法，也可采用等效法． 解法一：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． 解法二：电流元法．如图所示，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 【方法总结】 安培力作用下导体运动方向的判断方法 1．判断导体在磁场中运动情况的常规思路 (1)不管是电流还是磁体，对通电导线的作用都是通过磁场来实现的，因此必须要清楚导线所在位置的磁场分布情况． (2)结合左手定则准确判断导线所受安培力的方向． (3)由导体的受力情况判定导体的运动方向． 2．分析导体在磁场中运动情况的几种常用方法 电流元法 把整段导线分为多段电流元，先用左手定则判断每段电流元所受安培力的方向，然后判断整段导线所受安培力的方向，从而确定导线运动方向 等效法 环形电流可等效成小磁针，通电螺线管可以等效成条形磁铁或多个环形电流(反过来等效也成立)，然后根据磁体间或电流间的作用规律判断 特殊位置法 通过转动通电导线到某个便于分析的特殊位置，判断其所受安培力的方向，从而确定其运动方向 结论法 两平行直线电流在相互作用过程中，无转动趋势，同向电流互相吸引，反向电流互相排斥；不平行的两直线电流相互作用时，有转到平行且电流方向相同的趋势 转换研究对象法 定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动的问题，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，确定磁体所受电流磁场的反作用力，从而确定磁体所受合力及其运动方向 　 如图所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁两极的正上方，导线可以自由转动，当导线通入图示方向电流I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：根据如图所示的导线所处的特殊位置判断其转动情况．将导线AB从N、S极的中间O分成两段，AO、BO段所处的磁场方向如图所示，由左手定则可得AO段受安培力方向垂直于纸面向外，BO段受安培力的方向垂直纸面向里，可见从上向下看，导线AB将绕O点逆时针转动． 再根据导线转过90°时的特殊位置判断其上下运动情况．如图所示，导线AB此时受安培力方向竖直向下，导线将向下运动． 由上述两个特殊位置的判断可知，导线所受安培力使AB逆时针转动的同时还要向下运动． 答案：C 质量为m，长度为L的导体棒MN垂直导轨放置且静止于水平导轨上，通过MN的电流为I，匀强磁场的磁感应强度为B，垂直于电流方向且与导轨平面成θ角斜向下，如图所示，求棒MN所受的支持力大小和摩擦力大小． 【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，对导体棒MN由平衡条件得： 水平方向：Ff＝Fsinθ， 竖直方向：FN＝Fcosθ＋mg， 安培力F＝BIL，所以MN所受的支持力 FN＝BILcosθ＋mg，所受摩擦力Ff＝BILsinθ. 【答案】　BILcosθ＋mg　BILsinθ 【方法总结】 解决涉及安培力的综合类问题的分析方法是： (1)首先把立体图画成易于分析的平面图，如侧视图、剖视图或俯视图等． (2)确定导线所在处磁场方向，根据左手定则确定安培力的方向． (3)结合通电导体、受力分析、运动情况等，根据题目要求，列出方程，解决问题． 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