安培力知识要点归纳

安培力知识要点归纳
一、安培力
1.安培力：通电导线在磁场中受到的作用力叫做安培力．
2.安培力的计算公式：F ＝BILsin θ（θ是I 与B 的夹角）； ① I ⊥B 时，即θ＝900，此时安培力有最大值；公式：F ＝BIL ② I //B 时，即θ＝00，此时安培力有最小值，F=0;
③ I 与B 成夹角θ时，F=BILSin θ，安培力F 介于0和最大值之间.
有用结论：“同向电流相互吸引，反向电流相排斥”。

不平行时有转运动到方向相同且相互靠近的趋势。

3.安培力公式的适用条件:适用于匀强磁场中
4.安培力方向的判断——左手定则：
伸开左手，使拇指跟其余的四指垂直且与手掌都在同一平面内，让磁感线穿过手心，并使四指指向电流方向，大拇指所指的方向就是通电导线所受安培力的方向．
安培力F 的方向：F ⊥(B 和I 所在的平面)；即既与磁场方向垂直，又与通电导线垂直．但B 与I 的方向不一定垂直． 5．说明：
公式F=BIL 中L 为导线的有效长度，即导线两端点所连直线的长度，相应的电流方向沿L 由始端流向末端．
如图所示，弯曲的导线ACD 的有效长度为l ，等于两端点A 、D 所连直线的长度，安培力为：F = BIl
二、安培力作用下物体的运动方向的判断
1．电流元法：即把整段电流等效为多段直线电流元，先用左手定则判断出每小段电流元所受安培力的方向，从而判断整段电流所受合力方向，最后确定运动方向． 例1：如图所示，通电的线圈放置在水平面上，试分析线圈所受的安培力。

2．特殊位置法：把电流或磁铁转到一个便于分析的特殊位置后再判断安培力方向，从而确定运动方向．
例2：如图所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由移动，当导线通过图示方向电流时，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
3．等效法：环形电流和通电螺线管都可以等效成条形磁铁，条形磁铁也可等效成环形电流或通电螺线管，通电螺线管也可以等效成很多匝的环形电流来分析．
例3：如图所示，通电的线圈放置在水平面上，试分析线圈所受的安培力。

拓展：如图4所示，将通电线圈悬挂在磁铁N 极附近：磁铁处于水平位置和线圈在同一平面内，且磁铁的轴线经过线圈圆心，线圈将（ ） A ．转动同时靠近磁铁 B ．转动同时离开磁铁 C ．不转动，只靠近磁铁 D ．不转动，只离开磁铁
4．利用结论法：①两电流相互平行时无转动趋势，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥；
②两电流不平行时，有转动到相互平行且电流方向相同的趋势．
例4：如图所示，两根平行放置的长直导线a和b载有大小相同的电流，试分析导线的受力情况
拓展：通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内.电流方向如图所示，ad边与
MN平行，关于MN的磁场对线框的作用，下列叙述正确的是
A.线框有两条边所受的安培力方向相同
B.线框有两条边所受的安培力大小相同
C.线框所受安培力合力向左
D.cd边所受的安培力对ab边的力矩不为零
例5：如图所示，两根直导线AB、CD互相垂直，但相隔一小段距离，其中AB是固定的，CD
能自由转动，当电流按图示箭头方向通过两条导线时，CD导线将如何运动。

拓展：两根垂直纸面放置的直导线a和b，通有方向如图等值的电流I．一根通有方向如图电流
I1的轻质导线cd与a、b等距沿纸面放置．则导线cd运动的情况是（）
A．沿逆时针方向转动
B．沿顺时针方向转动
C．c 端转向纸外，d 端转向纸里
D．c 端转向纸里，d 端转向纸外
5．转换研究对象法：因为电流之间，电流与磁体之间相互作用满足牛顿第三定律，这样，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
例6．如图3所示，条形磁铁放在水平桌面上，其中央正上方固定一根直导线，导线与磁铁垂直，
并通以垂直纸面向外的电流，[]
A．磁铁对桌面的压力减小、不受桌面摩擦力的作用
B．磁铁对桌面的压力减小、受到桌面摩擦力的作用
C．磁铁对桌面的压力增大，个受桌面摩擦力的作用
D．磁铁对桌面的压力增大，受到桌面摩擦力的作用
拓展：条形磁铁放在水平面上，在它的上方偏右处有一根固定的垂直纸面的直导线，如图所示，
当直导线中通以图示方向的电流时，磁铁仍保持静止.下列结论正确的是
A.磁铁对水平面的压力减小
B.磁铁对水平面的压力增大
C.磁铁对水平面施加向左的静摩擦力
D.磁铁所受的合外力增加
例1．如图所示，PQ和MN为水平、平行放置的金属导轨，相距1 m，导体棒ab跨放在导轨上，
棒的质量为m＝0.2 kg，棒的中点用细绳经滑轮与物体相连，物体的质量M＝0.3 kg，棒与导轨
间的动摩擦因数为μ＝0.5，匀强磁场的磁感应强度B＝2 T，方向竖直向下，为了使物体匀速上
升，应在棒中通入多大的电流？方向如何？(g＝10 m/s2)
1．关于通电导线所受安培力F的方向，磁场B的方向和电流I的方向之间的关系，下列说
法正确的是()
A．F、B、I三者必须保持相互垂直
B．F必须垂直B、I，但B、I可以不相互垂直
C．B必须垂直F、I，但F、I可以不相互垂直
D ．I 必须垂直F 、B ，但F 、B 可以不相互垂直
2．关于磁场中某点的磁感应强度，下列说法正确地是( ) A ．由B=F/IL 可知，B 与F 成正比，与IL 的乘积成反比 B ．B 的大小与IL 的乘积无关，由磁场本身决定 C ．由F=BIL 可知，F 与B 成正比，与IL 的乘积成正比 D ．B 的方向与通电导线的受力方向相同
3．如右图所示，A 为一水平旋转的橡胶盘，带有大量均匀分布的负电荷，在圆盘正上方水平放置一通电直导线，电流方向如右图．当圆盘高速绕中心轴OO ′转动时，通电直导线所受磁场力的方向是( )
A ．竖直向上
B ．竖直向下
C ．水平向里
D ．水平向外
4．如图11-1-1所示，一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过小磁针的正上方时，磁针的S 极向纸内偏转，这一束带电粒子可能是（ ）
①向右飞行的负离子 ②向左飞行的负离子 ③向右飞行的正离子 ④向左飞行的正离子 A ．①③ B ．②③ C ．①④ D ．②④
5．在图中分别标出磁场中通电导线的电流方向,磁场方向和导线所受磁场力的方向,其中正确的是：（ ）
6．在图中，标出了磁场B 的方向、通电直导线中电流I 的方向，以及通电直导线所受磁场力F 的方向，其中正确的是（ ）
7．如图所示的四种情况，通电导线均置于匀强磁场中，其中通电导线不受安培力作用的是（ ）
8．固定不动的绝缘直导线MN 和可以自由运动的矩形线圈ABCD 在同一平面内，MN 与AD 、BC 边平行，并较靠近AD 边，当导线和线圈中通以如图所示电流时，线圈的运动状况是( ) A ．静止不动 B ．向左方移动 C ．向右方移动
D ．绕MN 轴转动
9．如图所示，蹄形磁体用悬线悬于O 点，在磁铁的正下方有一水平放置的长直导线，当导线中通以由左向右的电流时，蹄形磁铁的运动情况将是（ ）
A ．静止不动
B ．向纸外平动
C ．N 极向纸外，S 极向纸内转动
D ．N 极向纸内，S 极向纸外转动
10．两个相同的轻质铝环能在一个光滑的绝缘圆柱体上自由移动，设大小不同的电流按如图所示的方向通入两铝环，则两环的运动情况是( )
A.都绕圆柱体转动
B.彼此相向运动，且具有大小相等的加速度
C.彼此相向运动，电流大的加速度大
D.彼此背向运动，电流大的加速度大
11．如右图所示，直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方，如右图所示，如果直导线可以自由地运动，且通以从a 到b 的电流，则导线ab 受磁场力后的运动情况( )
A ．从上向下看，顺时针转动并靠近螺线管
B ．从上向下看，顺时针转动并远离螺线管
C ．从上向下看，逆时针转动并远离螺线管
D ．从上向下看，逆时针转动并靠近螺线管
12．如图所示，两根平行放置的长直导线a 和b 载有大小相同、方向相反的电流，a 受到磁
B
A
B
F
B
C
D
场力的大小为F 1，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a 受的磁场力大小变为F 2，则此时b 所受的磁场力大小变为( ) A.F 2 B.F 1-F 2 C.F 1+F 2 D.2F 1-F 2
13．如图所示，一金属直杆MN 两端接有导线，悬挂于线圈上方，MN 与线圈轴线均处于竖直平面内，为使M N 垂直纸面向外运动，可以（ ） A ．将a 、c 端接在电源正极，b 、d 端接在电源负极 B ．将b 、d 端接在电源正极，a 、c 端接在电源负极 C ．将a 、d 端接在电源正极，b 、c 端接在电源负极
D ．将a 、c 端接在交流电源的一端，b 、d 接在交流电源的另一端
14．把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来，使它的下端刚好跟杯里的水银面相接触，并使它们组成如图所示的电路。

当开关S 接通后，将看到的现象是 ( )
A ．弹簧向上收缩后重新静止
B ．弹簧向下拉长后重新静止
C ．弹簧不断上下跳动
D ．弹簧仍静止不动
15．直导线AB 与圆线圈的平面垂直且隔有一小段距离，直导线固定，线圈可以自由运动．当通过如图3－4－19所示的电流时(同时通电)，从左向右看，线圈将( ) A ．顺时针转动，同时靠近直导线AB B ．顺时针转动，同时离开直导线AB C ．逆时针转动，同时靠近直导线AB D ．不动
16．一根通电直导线平行于条形磁铁的正上方，磁铁固定，导线可以自由移动和转动.导线中的电流方向向左如图15－3所示，若不计导线的重力，则它的运动情况是（ ）
A.顺时针（俯视）转动，同时靠近磁铁
B.逆时针（俯视）转动，同时离开磁铁
C.向纸面内平移
D.不做任何运动
17．如图所示，软铁心上绕着两个匝数相同的线圈P 和Q ，为了使图中通电导线L(其电流方向已在图中标明)受到向上的磁场力F 的作用，线圈P 、Q 的端点a 、b 和c 、d 与电源正、负极e 、f 连接的顺序应是（ ）
A ．e →a ，b →c ，d →f
B ．e →a ，b →d ，c →f
C ．e →b ，a →c ，d →f
D ．e →b ，a →d ，c →f
18．如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场中，有一段弯成直角的金属导线abc ，且ab=bc=L 0，通有电流I ，磁场的磁感应强度为B x ，若要使该导线静止不动，在b 点应该施加一个力F 0，则F 0的方向为________；B x 的大小为________.
19.两条水平金属导轨上放置一根导电棒ab ，处于竖直向上的匀强磁场中，如图所示，导电棒质量为1.2kg ，长为1m ，当棒中通入3A 电流时，它可在导轨上匀速滑动，若电流增大为5A 时，棒可获得2m/s 2的加速度，求该装置所处的磁感应强度的大小。

20.如图7所示，通电导体棒AC 静止于水平导轨上，棒的质量为m 长为l ，通过的电流强度为I ，匀强磁场的磁感强度B 的方向与导轨平面成θ角，求导轨受到AC 棒的压力和摩擦力各为多大？
21.倾角为 =37°的光滑导体滑轨A 和B 的上端接入一电动势E=3V 、内阻不计的电源，滑轨间距为L=10cm ，导轨上接一个阻值为R 0=1Ω的电阻，导轨电阻不计，将一个质量为m=30g ，
电阻R=0.5Ω的金属棒ab 水平放置在滑轨上，若滑轨周围存在着垂直于滑轨平面的匀强磁场，当闭合开关S 后，金属棒刚好静止在滑轨上，如图所示。

求滑轨周围空间的磁场方向和磁感应强度的大小。

22.如图,光滑平行导轨宽为L,轨道平面与水平面成θ角,放在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B,质量为m 的金属棒ab 垂直于导轨放在轨道平面上,若保持棒ab 静止不动,棒中应通何方向多大
电流..
B
A
S
23.如图所示，在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4 m，质量为6×10－2 kg的通电直导线，电流强度I＝1 A，方向垂直于纸面向外，导线用平行于斜面的轻绳拴住不动，整个装置放在磁感应强度方向竖直向上的磁场中．若斜面对导线的支持力为零，则B的大小是多少？(g取10 m/s2)。