高中物理优质实用公开课课件精选——安培力作用下导体运动情况的判断方法

物理 选修3-1
第三章 磁场
方法精讲
典例精析
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思路图解： 解答本题可按以下思路分析：
物理 选修3-1
第三章 磁场
方法精讲ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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解析： 通电的导线环周围能够产生磁场，磁场的基本性 质是对放入其中的磁体或电流产生力的作用．由于导线环中通 入的电流方向相同，二者同位置处的电流方向完全相同，相当 于通入同向电流的直导线，据同向电流相互吸引的规律，判知 两导线环应相互吸引，故 A 正确．
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(电流元法、等效法)如图所示，把轻质导线圈用绝 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，当线圈中通入如图方向的电流后，线圈的运 动情况是( )
A．线圈向左运动 B．线圈向右运动 C．从上往下看顺时针转动 D．从上往下看逆时针转动
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第三章 磁场
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解析： 如图所示，先分析 AB 导线中电 流产生的磁场方向，再分段找出 CD 各段所受 安培力的方向．由左手定则判断，CO 段受力 向下，DO 段受力向上，所以 CD 导线沿逆时 针方向转动，又由于 AB、CD 导线电流有同向的趋势，由已知 结论可知它们同时还相互吸引，故 D 项正确．
(转换研究对象法)如图所示，条形磁铁放在水平桌
面上，在其正中央的上方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直，
给导线通过垂直纸面向里的电流，用 FN 表示磁铁对桌面的压 力，用 F 表示桌面对磁铁的摩擦力，导线中通电后与通电前相
比较( )
A．FN 减小，F＝0 C．FN 增大，F＝0
B．FN 减小，F≠0 D．FN 增大，F≠0
答案： A
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1．(结论法)两条直导线相互垂直，如图所示，但相隔一个 小距离，其中一条 AB 是固定的，另一条 CD 能自由活动，当 恒定电流按图示方向通入两条导线时，导线 CD 将( )
A．顺时针方向转动，同时靠近导线 AB B．逆时针方向转动，同时离开导线 AB C．顺时针方向转动，同时离开导线 AB D．逆时针方向转动，同时靠近导线 AB
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解析： 在导线处于如图甲所示的位置时，将导线 AB 从 N、S 极的中间 O 处分成两段，AO、BO 段所处的磁场方向如 图甲所示，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，则从上往下看，导 线 AB 将绕 O 点逆时针转动．
答案： D
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2．(结论法)如图所示，向一根松弛的导体线圈中通以电流， 线圈将会( )
A．纵向收缩，径向膨胀 B．纵向伸长，径向膨胀 C．纵向伸长，径向收缩 D．纵向收缩，径向收缩 答案： A
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3．(等效法)如图所示，一重为 G1 的通电圆环置于水平桌面 上，环中电流方向为顺时针方向(从上往下看)，在环的正上方用 轻绳悬挂一条形磁铁，磁铁的中心轴线通过圆环中心，磁铁的 上端为 N 极，下端为 S 极，磁铁自身重为 G2，则下列关于圆环 对桌面压力 F、磁铁对轻绳拉力 F′的大小判断正确的是( )
(特殊位置法)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
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《安培力作用下导体运动情 况的判断方法》
执教教师：XXX
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1．判定通电导体在安培力作用下的运动或运动趋势的思 路
(1)首先必须弄清楚导体所在位置的磁场分布情况； (2)然后利用左手定则准确判定导体的受力情况； (3)进而确定导体的运动方向或运动趋势的方向．
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由导线转过 90°时的特殊位置(如图乙所示)可知导线 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
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2．常用判断方法
分割为电流元左手定则
电流元法 安培力方向―→整段导体合力方向―→运动
方向
特殊位置法 在特殊位置→安培力方向→运动方向
等效法
环形电流 小磁针 条形磁铁 通电螺线管
多个环形电流
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同向电流互相吸引，异向电流互相排斥；两
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解法二：等效法．
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将环形电流等效成一条形磁铁，如图乙所示，据异名磁极 相吸引知，线圈将向左运动．同时，也可将左侧条形磁铁等效 成一环形电流，根据结论“同向电流相吸引，异向电流相排 斥”又可得到相同的答案．
答案： A
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答案： C
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(结论法)用两根细线把两个完全相同的圆形导线 环悬挂起来，让二者等高平行放置，如图所示，当两导线环中 通入方向相同的电流 I1、I2 时，则有( )
A．两导线环相互吸引 B．两导线环相互排斥 C．两导线环无相互作用力 D．两导线环先吸引后排斥
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思路图解：
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解析：
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解法一：电流元法． 首先将圆形线圈分成很多小段，每小段可看作一直线电 流，取其中上、下两小段分析，其截面图和受安培力情况如图 甲所示．根据对称性可知，线圈所受安培力的合力水平向左， 故线圈向左运动．
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利用结论法 不平行的直线电流相互作用时，有转到平行
且电流方向相同的趋势
定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动或
转换研究 对象法
运动趋势的问题，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作用力，从而确定磁体
所受合力及运动方向
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