安培力的应用习题课(经典)课件
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安培力练习题PPT教学课件
（1）匀强磁场的磁感应强度；
（2）ab棒对导轨的压力.
2020/12/10
11
3、如图所示，两平行金属导轨间的距离L＝0.40 m，金属 导轨所在的平面与水平面夹角θ＝37°，在导轨所在平面 内，分布着磁感应强度B＝0.50 T、方向垂直于导轨所在平 面的匀强磁场．金属导轨的一端接有电动势E＝4.5 V、内 阻r＝0.50 Ω的直流电源．现把一个质量m＝0.040 kg的导 体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止．导体棒与金属
•A．一定都是向上
•B．一定都是向下
•C．ab中电流向下，cd中电流向上
•D．ab中电流向上，cd中电流向下
2020/12/10
5
•6、直流电源跟一个线圈连接成闭合回路，线圈的 上方和右侧各有一个可以自由转动的小磁针，它们 静止时如图 所示，则下列判断正确的是 ( ) • A．小磁针的c端为N极，电源的a端为正极 • B．小磁针的c端为N极，电源的a端为负极 • C．小磁针的d端为N极，电源的a端为正极 • D．小磁针的d端为N极，电源的a端为负极
2020/12/10
6
•7、螺线管通电后，小磁针静止时指向如图所示， 请在图中标出通电螺线管的N、S极，并标出电源 的正、负极。
•
•
•
2020/12/10
7
•8、 如图所示，放在通电螺线管内部中间处的小 磁针静止时N极指向右，则可判定电源的极性和小 磁针P的N极的指向为（ ）
•A．电源的左端为正极，P的N极指向左端；
•B．电源的左端为负极，P的N极指向左端；
•C．电源的左端为正极，P的N极指向右端；
•D．电源的左端为负极，P的N极指向右端。
2020/12/10
8
•10、某磁场的磁感线如图所示，一个小磁针被放 入磁场中，则小磁针将( ) •A．顺时针转动 •B．向左移动 • C．向右移动 • D．逆时针转动
（2）ab棒对导轨的压力.
2020/12/10
11
3、如图所示，两平行金属导轨间的距离L＝0.40 m，金属 导轨所在的平面与水平面夹角θ＝37°，在导轨所在平面 内，分布着磁感应强度B＝0.50 T、方向垂直于导轨所在平 面的匀强磁场．金属导轨的一端接有电动势E＝4.5 V、内 阻r＝0.50 Ω的直流电源．现把一个质量m＝0.040 kg的导 体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止．导体棒与金属
•A．一定都是向上
•B．一定都是向下
•C．ab中电流向下，cd中电流向上
•D．ab中电流向上，cd中电流向下
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•6、直流电源跟一个线圈连接成闭合回路，线圈的 上方和右侧各有一个可以自由转动的小磁针，它们 静止时如图 所示，则下列判断正确的是 ( ) • A．小磁针的c端为N极，电源的a端为正极 • B．小磁针的c端为N极，电源的a端为负极 • C．小磁针的d端为N极，电源的a端为正极 • D．小磁针的d端为N极，电源的a端为负极
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•7、螺线管通电后，小磁针静止时指向如图所示， 请在图中标出通电螺线管的N、S极，并标出电源 的正、负极。
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7
•8、 如图所示，放在通电螺线管内部中间处的小 磁针静止时N极指向右，则可判定电源的极性和小 磁针P的N极的指向为（ ）
•A．电源的左端为正极，P的N极指向左端；
•B．电源的左端为负极，P的N极指向左端；
•C．电源的左端为正极，P的N极指向右端；
•D．电源的左端为负极，P的N极指向右端。
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8
•10、某磁场的磁感线如图所示，一个小磁针被放 入磁场中，则小磁针将( ) •A．顺时针转动 •B．向左移动 • C．向右移动 • D．逆时针转动
《安培力的应用》课件3
栏 目 链 接
(3)蹄形磁铁的铁芯间的磁场是均匀辐射分布的，
不管通电线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感线平
行．如下图所示．
栏 目 链 接
电流 (4) 磁场对电流的作用力跟 ____________ 成正比，因 而线圈中的电流越大，安培力产生的力矩也越大，线圈和 偏转的角度 也就越大．因此，根据指针偏转角度的 指针____________ 大小，可以知道被测电流的强弱．
栏 目 链 接
(2)特殊位置分析法． 先分析通电导线上的某个特殊位置，判断其安培力方向， 从而确定运动方向． (3)等效分析法．
栏 目 链 接
常把条形磁铁等效为环形电流，也可把环形电流等效为 小磁针,以及把通电螺线管等效成多个环形电流或条形磁铁．
(4)结论分析法． 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．
栏 目 链 接
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
解析：本题可用下面两种方法解答．
(1) 电流元受力分析法：把直线电流 CD 等效为 CO 、 DO
两段电流元， AB 电流的磁感线分布如图所示，用左手定则
判定可知导线CD将逆时针转动．
(2)推论分析法：把环形电流看成无数小段的直线电流
组成，当电流从A向B通过线圈时各线环的电流方向如图所示，
各电流平行且同向，相互吸引，线圈长度变短，当电流从 B 向 A 通过线圈时各线环的电流方向与所示方向相反，但各电 流仍平行且同向，相互吸引，线圈长度仍变短，故D正确．
栏 目 链 接
答案：D
(5)转换研究对象法：因为电流之间，电流与磁
(3)蹄形磁铁的铁芯间的磁场是均匀辐射分布的，
不管通电线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感线平
行．如下图所示．
栏 目 链 接
电流 (4) 磁场对电流的作用力跟 ____________ 成正比，因 而线圈中的电流越大，安培力产生的力矩也越大，线圈和 偏转的角度 也就越大．因此，根据指针偏转角度的 指针____________ 大小，可以知道被测电流的强弱．
栏 目 链 接
(2)特殊位置分析法． 先分析通电导线上的某个特殊位置，判断其安培力方向， 从而确定运动方向． (3)等效分析法．
栏 目 链 接
常把条形磁铁等效为环形电流，也可把环形电流等效为 小磁针,以及把通电螺线管等效成多个环形电流或条形磁铁．
(4)结论分析法． 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．
栏 目 链 接
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
解析：本题可用下面两种方法解答．
(1) 电流元受力分析法：把直线电流 CD 等效为 CO 、 DO
两段电流元， AB 电流的磁感线分布如图所示，用左手定则
判定可知导线CD将逆时针转动．
(2)推论分析法：把环形电流看成无数小段的直线电流
组成，当电流从A向B通过线圈时各线环的电流方向如图所示，
各电流平行且同向，相互吸引，线圈长度变短，当电流从 B 向 A 通过线圈时各线环的电流方向与所示方向相反，但各电 流仍平行且同向，相互吸引，线圈长度仍变短，故D正确．
栏 目 链 接
答案：D
(5)转换研究对象法：因为电流之间，电流与磁
安培力习题课精品PPT课件
A、环形线圈所受的磁力的合力为零 B、环形线圈所受的磁力的合力不为零 C、环形线圈有收缩的趋势 D、环形线圈有扩张的趋势
3
I
2、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)（ C）
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
强度B的最小值为________, 方向________.
B
F BIL mgsin
FN
F
I
B mgsin
IL 方向垂直斜面向上
θθ
mg
F
引申2：欲使它静止在斜面上,且对斜
面无压 力, 外加磁场的磁感应强度B的 最小值为 _________, 方向________.
B I
θ
BILmg Bmg IL
11
5、如图所示，一条劲度系数较小的金属弹簧处于
自由状态，当弹簧通以电流时，弹簧将（ A）
Ａ.纵向收缩，径向膨胀；
Ｂ.纵向伸长，径向收缩；
Ｃ.纵向收缩，径向收缩；
Ｄ.纵向伸长，径向膨胀。
纵向
推论分析法
B2 F1
F2
B1
S
NI
F2
B1
B2 F1
12
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
此题可以采用电流元法，也可采用等效法． 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N极,右端是S 极，同名磁极相吸斥，线圈向右运动．
3
I
2、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)（ C）
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
强度B的最小值为________, 方向________.
B
F BIL mgsin
FN
F
I
B mgsin
IL 方向垂直斜面向上
θθ
mg
F
引申2：欲使它静止在斜面上,且对斜
面无压 力, 外加磁场的磁感应强度B的 最小值为 _________, 方向________.
B I
θ
BILmg Bmg IL
11
5、如图所示，一条劲度系数较小的金属弹簧处于
自由状态，当弹簧通以电流时，弹簧将（ A）
Ａ.纵向收缩，径向膨胀；
Ｂ.纵向伸长，径向收缩；
Ｃ.纵向收缩，径向收缩；
Ｄ.纵向伸长，径向膨胀。
纵向
推论分析法
B2 F1
F2
B1
S
NI
F2
B1
B2 F1
12
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
此题可以采用电流元法，也可采用等效法． 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N极,右端是S 极，同名磁极相吸斥，线圈向右运动．
讲课安培力习题课PPT课件
(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。
(3)等效法：环形电流、通电螺线管、条形磁铁可以相互 等效 。
(4)利用结论法：①两电流互相平行时无转动趋势，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。
答案：ACD
2F BIL
mg
9
变式1、质量为0.5㎏的金属杆在相距1m的水平轨道上与轨道 垂直放置金属杆上通以I=4A的恒定电流时恰能保持静止，如图 所示，匀强磁场B垂直轨道平面，金属杆与轨道间动摩擦因数 为0.2，求匀强磁场的磁感应强度B的大小。
FN
BIL
Ff
mg
答案B： 0.25T
10
变式2、如图所示，在与水平方向成60°的光滑金属导轨间连 一电源，在相距1m的平行导轨上放一重力为3N的金属棒ab， 棒上通以3A的电流，磁场方向竖直向上，这时棒恰好静止。 求：（1）匀强磁场的磁感应强度B； （2）ab棒对导轨的压力。
磁场对通电导线的作用力（习题课）
临沭第二中学
1
学习目标
❖ 1、进一步理解安培力的大小计算F=BILsinθ和方向的判断 方法
❖ 2、应用安培力判断通电导线在磁场中的运动问题。 ❖ 3、理解通电导线在安培力作用下处于平衡状态的有关问题。
2
复习知识
1、安培力的计算公式： 2、安培力的方向的判断：
F=BILsinθ ห้องสมุดไป่ตู้手定则
F
F F
3
一、安培力作用下的物体运动方向的判断
例1 如图所示，有一通电直导线放在蹄形电磁铁的正 上方，导线可以自由移动，当电磁铁线圈与直导线 中通以图示的电流是时，有关直导线运动情况的说 法中正确的是（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、通电螺线管、条形磁铁可以相互 等效 。
(4)利用结论法：①两电流互相平行时无转动趋势，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。
答案：ACD
2F BIL
mg
9
变式1、质量为0.5㎏的金属杆在相距1m的水平轨道上与轨道 垂直放置金属杆上通以I=4A的恒定电流时恰能保持静止，如图 所示，匀强磁场B垂直轨道平面，金属杆与轨道间动摩擦因数 为0.2，求匀强磁场的磁感应强度B的大小。
FN
BIL
Ff
mg
答案B： 0.25T
10
变式2、如图所示，在与水平方向成60°的光滑金属导轨间连 一电源，在相距1m的平行导轨上放一重力为3N的金属棒ab， 棒上通以3A的电流，磁场方向竖直向上，这时棒恰好静止。 求：（1）匀强磁场的磁感应强度B； （2）ab棒对导轨的压力。
磁场对通电导线的作用力（习题课）
临沭第二中学
1
学习目标
❖ 1、进一步理解安培力的大小计算F=BILsinθ和方向的判断 方法
❖ 2、应用安培力判断通电导线在磁场中的运动问题。 ❖ 3、理解通电导线在安培力作用下处于平衡状态的有关问题。
2
复习知识
1、安培力的计算公式： 2、安培力的方向的判断：
F=BILsinθ ห้องสมุดไป่ตู้手定则
F
F F
3
一、安培力作用下的物体运动方向的判断
例1 如图所示，有一通电直导线放在蹄形电磁铁的正 上方，导线可以自由移动，当电磁铁线圈与直导线 中通以图示的电流是时，有关直导线运动情况的说 法中正确的是（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
1-1安培力及其应用课件(30张PPT)
I1
I1
I2
×
F×
12
×
×
×
×
×
×
×
×
· ·
· ·
F
· · 21
· ·
· ·
同向电流
I2
同向电流相互吸引，反向电流相互排斥。
I1
I1
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
F12
F21
I2
I2
反向电流
例 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受到的磁场力大小为F1，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受
C.在线圈转动的范围内，各处的磁场都是匀强磁场
D.在线圈转动的范围内，线圈所受安培力与电流有关，而与所处位置无关
谢 谢！
圆柱间的磁场都沿半径方向，保持线圈转动时，
安培力的大小不受磁场影响，线圈所受安培力的
方向始终与线圈平面垂直，线圈平面都与磁场方
向平行，表盘刻度均匀。
S
N
（4）优缺点
优点：灵敏度高，可以测出很弱的电流。
缺点：线圈的导线很细，允许通过的电流很弱（量程小）。
要测较大的电流，必须进行改装。
磁电式电流表
例 图甲是磁电式电流表的结构示意图，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均
（2）通电线圈转动到与磁场方向垂直的位置时(平衡位置)，受力平衡，由于惯性继续转
动。(图b)
想一想
用什么办法能使线圈持续转动呢？
当线圈刚过平衡位置时，要及时改变线圈中导体ab和cd所受力的方向。
用什么办法能改变力的方向呢？哪种方法更方便？
I1
I2
×
F×
12
×
×
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×
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· ·
· ·
F
· · 21
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同向电流
I2
同向电流相互吸引，反向电流相互排斥。
I1
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F12
F21
I2
I2
反向电流
例 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受到的磁场力大小为F1，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受
C.在线圈转动的范围内，各处的磁场都是匀强磁场
D.在线圈转动的范围内，线圈所受安培力与电流有关，而与所处位置无关
谢 谢！
圆柱间的磁场都沿半径方向，保持线圈转动时，
安培力的大小不受磁场影响，线圈所受安培力的
方向始终与线圈平面垂直，线圈平面都与磁场方
向平行，表盘刻度均匀。
S
N
（4）优缺点
优点：灵敏度高，可以测出很弱的电流。
缺点：线圈的导线很细，允许通过的电流很弱（量程小）。
要测较大的电流，必须进行改装。
磁电式电流表
例 图甲是磁电式电流表的结构示意图，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均
（2）通电线圈转动到与磁场方向垂直的位置时(平衡位置)，受力平衡，由于惯性继续转
动。(图b)
想一想
用什么办法能使线圈持续转动呢？
当线圈刚过平衡位置时，要及时改变线圈中导体ab和cd所受力的方向。
用什么办法能改变力的方向呢？哪种方法更方便？
安培力习题课PPT
A.逐渐变大
B
B.先变大后变小
C.逐渐变小
I
D.先变小后变大
B
例1 如图所示，两根互相绝缘、垂直放置的直导线ab和cd，分 别通有方向如图的电流，若通电导线ab固定不不动，导线cd能自 由运动，则它的运动情况是( ). A．顺时针转动，同时靠近导线ab B．顺时针转动，同时远离导线ab C．逆时针转动，同时靠近导线ab D．逆时针转动，同时远离导线ab
C
F
F
推论法：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；两不平行 的直线电流相互作用时，有 转动到平行且电流方向相同 的趋势。
电流元法
B
F方向×
B
特殊位置法分析运动
B
F方向•
F
例2 如图所示，有一通电直导线放在蹄形电磁 铁的正上方，导线可以自由移动，当电磁铁线 圈与直导线中通以图示的电流是时，有关直导 线运动情况的说法中正确的是（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 C、逆时针方向转动，同时下降 D、逆时针方向转动，同时上升
磁场对通电导线的作用力（习题课）
专题一：判断通电导线在安培力作用下 的运动方向问题的基本方法
1.画出导线所在处的磁场方向 2.确定电流方向 3.根据左手定则确定受安培力的方向
4.根据受力情况判断运动情况
安培力的综合运用：作平面受力图是关键 例1：在两图中，匀强磁场磁感应强度为B， 有一段长L，通有电流为I的直导线ab，电流 方向从a到b，则导线所受磁场力大小和方向 如何？并将立体图改画为平面图.
B B α a B α F α B
b α α
F
例2：如图所示，两条间距为d，表面 光滑的平行金属导轨M、N，导轨 平面与水平面的倾角为θ ，导轨 的一端有一电池组与M、N相连， 整个装置处在方向竖直向下、磁 感强度为B的匀强磁场中。现将 一质量为m的水平金属棒PQ与轨道垂直地置于导 轨上，这时两导轨与金属棒在回路中的电阻值为 R，PQ棒刚好处于静止状态。设电池组的内阻为r， 试计算电池组的电动势E，并标明极性。
B
B.先变大后变小
C.逐渐变小
I
D.先变小后变大
B
例1 如图所示，两根互相绝缘、垂直放置的直导线ab和cd，分 别通有方向如图的电流，若通电导线ab固定不不动，导线cd能自 由运动，则它的运动情况是( ). A．顺时针转动，同时靠近导线ab B．顺时针转动，同时远离导线ab C．逆时针转动，同时靠近导线ab D．逆时针转动，同时远离导线ab
C
F
F
推论法：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；两不平行 的直线电流相互作用时，有 转动到平行且电流方向相同 的趋势。
电流元法
B
F方向×
B
特殊位置法分析运动
B
F方向•
F
例2 如图所示，有一通电直导线放在蹄形电磁 铁的正上方，导线可以自由移动，当电磁铁线 圈与直导线中通以图示的电流是时，有关直导 线运动情况的说法中正确的是（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 C、逆时针方向转动，同时下降 D、逆时针方向转动，同时上升
磁场对通电导线的作用力（习题课）
专题一：判断通电导线在安培力作用下 的运动方向问题的基本方法
1.画出导线所在处的磁场方向 2.确定电流方向 3.根据左手定则确定受安培力的方向
4.根据受力情况判断运动情况
安培力的综合运用：作平面受力图是关键 例1：在两图中，匀强磁场磁感应强度为B， 有一段长L，通有电流为I的直导线ab，电流 方向从a到b，则导线所受磁场力大小和方向 如何？并将立体图改画为平面图.
B B α a B α F α B
b α α
F
例2：如图所示，两条间距为d，表面 光滑的平行金属导轨M、N，导轨 平面与水平面的倾角为θ ，导轨 的一端有一电池组与M、N相连， 整个装置处在方向竖直向下、磁 感强度为B的匀强磁场中。现将 一质量为m的水平金属棒PQ与轨道垂直地置于导 轨上，这时两导轨与金属棒在回路中的电阻值为 R，PQ棒刚好处于静止状态。设电池组的内阻为r， 试计算电池组的电动势E，并标明极性。
2017-2018学年高中物理人教版3-1课件：习题课3.1 安培力的应用
当堂检测
问题导引
名师精讲
典例剖析
【例题2】如图所示,用两根轻细金属丝将质量为m、长为l的金 属棒ab悬挂在c、d两处,置于匀强磁场内。当棒中通以从a到b的电 流I后,两悬线偏离竖直方向θ角而处于平衡状态。为了使棒平衡在 该位置上,所需的磁场的最小磁感应强度的大小、方向为( )
������������ tan θ,竖直向上 ������������ ������������ B. tan θ,竖直向下 ������������ ������������ C. sin θ,平行悬线向下 ������������ ������������ D. sin θ,平行悬线向上 ������������
探究一
探究二
探究三
当堂检测
问题导引
名师精讲
典例剖析
电培力作用下导体运动方向的判断方法 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,然后结合左手定则 准确判断导线的受力情况或将要发生的运动。在实际操作过程中, 往往采用以下几种方法:
探究一
探究二
探究一
探究二
探究三
当堂检测
问题导引
名师精讲
典例剖析
(1)判断通电线圈等在磁场中的转动情况,要寻找具有对称关系的 电流元。(2)利用特殊位置法要注意利用通电导体所在位置的磁场 特殊点的方向。
探究一
探究二
探究三
当堂检测
问题导引
名师精讲
典例剖析
【例题1】一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相 绝缘垂直放置,且两个线圈的圆心重合,当两线圈通以如图所示的 电流时,从左向右看,则线圈L1将( ) A.不动 B.顺时针转动 C.逆时针转动 D.向纸面内平动 【思考问题】 1.如何确定L2产生磁场的方向? 答案:用安培定则。 2.如何确定L1受力方向? 答案:左手定则。
5.1 安培力(2)安培力的应用 课件-2023学年高二物理沪科版(2020)选择性必修第二册
M E r
N
势E=3V、内阻r=0.5Ω的电源，垂直于导轨平面有一
匀强磁场，将质量m=10g的金属棒垂直放在平行导轨
30°
上，金属棒恰能静止不动。若两导轨间金属棒的电阻 立体图
30°
R=1Ω，试回答：
（1）垂直于导轨平面的磁场方向是向上还是向下？ （2）磁场的磁感应强度大小是多少？（导轨与金 属棒接触良好，导轨与金属棒间摩擦力以及导轨电阻
37.5g
衡，然后在线圈内通入0.5A 的电流，天平失去平
衡。设此时右盘上升，为使天平重பைடு நூலகம்达到平衡，
需在右端盘内再加入37.5g 砝码。求： （1）线圈中电流的方向； （2）匀强磁场的磁感应强度大小。
分析： 每一条都会受到安培力的作用，因此n匝 线圈通过电流I 受到的安培力可以等效为 单匝线圈通过nI 大小的电流受到的安培力。
I F
电磁炮原理图
示例5电磁炮
传统的化学能火炮在发射过程中，后部的火药 被点燃，造成气体体积迅速膨胀，推动弹体在炮 膛里加速前进。传统的化学能火炮的射程受到出 膛速度的限制。
电磁炮是利用电磁系统中磁场产生的安培力来 对抛射体（金属炮弹）加速，使其获得打击目标 所需的动能。
根据动能定理：
1 2
mv2
平右端增加的砝码的重力。设bc边长为L，通过线圈的电流为I，匀强磁场的磁感应强度
为B，天平右端增加的砝码质量为Δm，则有 nBIL mg
B mg 37.513 9.8 T 0.98T nIL 15 0.5 0.05
示例2斜面磁场中的电路
如图所示，相距L=10cm的两条平行导轨组成的平 面与水平面夹角θ=30°，导轨两端M、N 间接一电动
重要结论：
同向电流相互吸引。 反向电流相互排斥。
高中物理 第三章 习题课 安培力的综合应用(教师备用)课件1高中选修31物理课件
12/9/2021
第十六页，共二十八页。
(2)棒ab的加速度大小(dàxiǎo).
解析:(2)金属棒受力如图所示,
由平衡条件得FN=mg+ILBcos α 根据(gēnjù)牛顿第二定律得 BILsin α-μFN=ma
联立解得a=10 m/s2.
答案:(2)10 m/s2
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θ=37°,导轨电阻不计.导轨上端连接有E=6 V,r=1 Ω的电源和滑动变阻器R.长度也为L的金
属棒ab垂直导轨放置且与导轨接触良好,金属棒的质量m=0.2 kg,电阻R0=2 Ω,整个(zhěnggè) 装置处在竖直向上磁感应强度为B=1.5 T的匀强磁场中,金属棒一直静止在导轨 上.(g取 10 m/s2,
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第十一页，共二十八页。
解析:(1)导体棒释放瞬间,根据闭合电路欧姆定律,导体棒中电流 I= E Rr
导体棒所受安培力 F=BIL 解得 F= BLE Rr
根据左手定则,安培力方向水平向右. (2)导体棒释放瞬间,其受力如图所示,将 mg,F 正交分解, 由平衡条件得 FN=Fsin θ+mgcos θ= BLE sin θ+mgcos θ
A
A.增大磁感应强度B
B.调节滑动变阻器使电流减小 C.增大导轨平面与水平面间的夹角θ D.将电源正负极对调使金属杆中的电流方向改变
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第二十二页，共二十八页。
解析:根据初始时金属杆能刚好(gānghǎo)处于静止状态,则有 mgsin θ=BIL,因此 增大磁感应强度B,安培力增大,金属杆将沿斜面向上运动,故A正确;若减小电流,则 安培力减小,金属杆将向下运动,故B错误;增大倾角θ时mgsin θ>BIL,金属杆将向 下运动,故C错误;将电源正负极对调使金属杆中的电流方向改变,安培力将沿斜面向 下,金属杆将向下运动,故D 错误.
18_新课标高中物理选修习题课五-安培力的综合应用ppt课件
解析 受力分析如图所示，导体棒受重力 mg 、支持力 F N 和安培力 F ，由牛顿 定律得
10
@《创新设计》
分析通电导体在安培力作用下的平衡和运动问题的关键是将立体图转化为平面图。 首先选定观察角度画好平面图，其次是标出电流方向和磁场方向，然后利用左手定 则判断安培力的方向。
11
@《创新设计》
A.液体中电流由边缘流向中心，从上往下俯视，液体逆时针旋转 B.液体中电流由边缘流向中心，从上往下俯视，液体顺时针旋转 C.液体中电流由中心流向边缘，从上往下俯视，液体逆时针旋转 D.液体中电流由中心流向边缘，从上往下俯视，液体顺时针旋转
@《创新设计》
图6
17
@《创新设计》
解析 由图可知电流由边缘流向中心，器皿所在处的磁场竖直向上，从上往下俯 视，由左手定则可知，导电液体受到的磁场力沿逆时针方向，因此液体沿逆时针 方向旋转，故选项A正确。 答案 A
弹出口速度为v＝2.0×103 m/s，求通过导轨的电流I。忽略摩擦力与重力的影响。
15
图5
答案 6×105练 3] 物理老师在课上做了一个 “ 旋转的液体 ” 实验，实验 装置如图6所示，装有导电液的玻璃器皿放在上端为S极的蹄形磁
铁的磁场中，器皿中心的圆柱形电极与电源负极相连，内壁边缘 的圆环形电极与电源正极相连。接通电源后液体旋转起来，关于 这个实验以下说法正确的是( )
18
3
@《创新设计》
(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。 (5)转换研究对象法 因为电流之间，电流与磁体之间的相互作用满足牛顿第三定律。定性分析磁体在 电流磁场作用的受力和运动时，可先分析电流在磁体的磁场中受到的安培力，然 后由牛顿第三定律，再确定磁体所受电流的作用力。
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@《创新设计》
分析通电导体在安培力作用下的平衡和运动问题的关键是将立体图转化为平面图。 首先选定观察角度画好平面图，其次是标出电流方向和磁场方向，然后利用左手定 则判断安培力的方向。
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A.液体中电流由边缘流向中心，从上往下俯视，液体逆时针旋转 B.液体中电流由边缘流向中心，从上往下俯视，液体顺时针旋转 C.液体中电流由中心流向边缘，从上往下俯视，液体逆时针旋转 D.液体中电流由中心流向边缘，从上往下俯视，液体顺时针旋转
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图6
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@《创新设计》
解析 由图可知电流由边缘流向中心，器皿所在处的磁场竖直向上，从上往下俯 视，由左手定则可知，导电液体受到的磁场力沿逆时针方向，因此液体沿逆时针 方向旋转，故选项A正确。 答案 A
弹出口速度为v＝2.0×103 m/s，求通过导轨的电流I。忽略摩擦力与重力的影响。
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图5
答案 6×105练 3] 物理老师在课上做了一个 “ 旋转的液体 ” 实验，实验 装置如图6所示，装有导电液的玻璃器皿放在上端为S极的蹄形磁
铁的磁场中，器皿中心的圆柱形电极与电源负极相连，内壁边缘 的圆环形电极与电源正极相连。接通电源后液体旋转起来，关于 这个实验以下说法正确的是( )
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@《创新设计》
(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。 (5)转换研究对象法 因为电流之间，电流与磁体之间的相互作用满足牛顿第三定律。定性分析磁体在 电流磁场作用的受力和运动时，可先分析电流在磁体的磁场中受到的安培力，然 后由牛顿第三定律，再确定磁体所受电流的作用力。
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第三节 探究安培力 第四节 安培力的应用
安培力的应用习题课(经典)
做一做
• 4．如图3－3－8所示，导体杆ab的质量为m， 电阻为R，放置在与水平面夹角为θ的倾斜金属 导轨上，导轨间距为d，电阻不计，系统处在 竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，电 池内阻不计，问：若导线光滑，电源电动势E 多大才能使导体杆静止在导轨上？
安培力的应用习题课(经典)
• 【解析】 地磁场的磁感应强度为0.5×10－4T， 方向由南向北；导线垂直于地磁场放置，长度 为200 m，通有电流3 A，则其所受安培力为：
• F＝BIL＝0.5×10－4×3×200 N＝3.0×10－2N. • 根据左手定则可以判断导线所受安培力的方向
垂直指向地面．
安培力的应用习题课(经典)
7.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 通入的电流大小相等、方向垂直纸面向里；通 过直导线产生磁场的磁感应强度B＝，I为通电 导线的电流大小，r为距通电导线的垂直距离， 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
安培力的应用习题课(经典)
图3－3－14
安培力的应用习题课(经典)
• 解析：对安培力公式F＝BILsinθ的应用，要注 意θ为B与I的夹角，另外要注意导线长度应为 垂 B此 2BIL直时IRco于a，sbα磁c此；的场时图有方半乙效向圆中长的形F度2有线＝为效圈BaIc长的L的；度有长图．效度丙图长；中甲度图F中为丁3＝F直中1＝径F4B，＝IR即， 2R；图戊中闭合线圈所受安培力为零，故F5＝ 0.
安培力的应用习题课(经典)
• 【答案】 3×10－2N，方向垂直指向地面 • 【点评】 安培力的计算应用公式F＝BILsinθ，
其中θ是B与I的夹角，同时注意L为有效长 度．这要我们先搞清磁场方向与电流方向．
安பைடு நூலகம்力的应用习题课(经典)
变式训练
• 3．如图3－3－14所示，在匀强磁场中放有下 列各种形状的通电导线，通入导线的电流为I， 磁感应强度为B，求各导线所受到的安培力．
安培力的应用习题课(经典)
图3－3－19
安培力的应用习题课(经典)
• 答案：0.14 A≤Iab≤0.46 A
安培力的应用习题课(经典)
• 例以3看地成球是是沿个南大北磁方体向，的在匀赤强道磁附场近．，如地果磁赤场道可某 处的磁感应强度大小为 0.5×10－4T，在赤道 上有根东西方向的直导线，长为200 m，载有 从东往西的电流3 A，则地磁场对这根导线的 作用力有多大？方向如何？
安培力的应用习题课(经典)
图3－3－16
安培力的应用习题课(经典)
• 答案：0.45 T
安培力的应用习题课(经典)
3.如图所示，等腰直角三角形的通电闭合线框abc处在垂直线 框平面的匀强磁场中，它受到磁场力的合力( )
A．竖直向上 B．方向垂直于ac斜向上 C．方向垂直于bc斜向下 D．为零
安培力的应用习题课(经典)
图3－3－8
安培力的应用习题课(经典)
变式训练
• 5．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3－3－19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？
答案：BILcosα BIL
2BIR 0
安培力的应用习题课(经典)
• 4.如图3－3－16是一种测定磁感应强度B的装 置，在天平的一端挂个矩形线圈，它的底边放 在待测的匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂 直，线圈匝数n＝10，底边长L＝20 cm.当线圈 通0.2 A电流时，天平达到平衡，然后保持电 流大小不变，使电流反向，此时发现天平左盘 再加入Δm＝36 g的砝码才能使天平平衡．求 磁感应强度B的大小．(g取10 m/s2)
5.一个可以自由运动的线圈L1和一个固定 的线圈L2互相绝缘垂直放置，且两个圆线圈 的圆心重合，当两线圈都通有如图所示方向 的电流时，则从左向右看，线圈L1将( )
A．不动 B．顺时针转动 C．逆时针转动 D．向纸外平动
安培力的应用习题课(经典)
6.质量为m的通电细杆ab置于倾角为θ的导轨上 ，导轨的宽度为d，杆ab与导轨间的动摩擦因数为 μ.有电流时ab恰好在导轨上静止，如图3－3－26所 示，图中的四个侧视图中，标出了四种可能的匀 强磁场方向，其中杆ab与导轨之间的摩擦力可能 为零的图是(双选)( )
安培力的应用习题课(经典)
做一做
• 4．如图3－3－8所示，导体杆ab的质量为m， 电阻为R，放置在与水平面夹角为θ的倾斜金属 导轨上，导轨间距为d，电阻不计，系统处在 竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，电 池内阻不计，问：若导线光滑，电源电动势E 多大才能使导体杆静止在导轨上？
安培力的应用习题课(经典)
• 【解析】 地磁场的磁感应强度为0.5×10－4T， 方向由南向北；导线垂直于地磁场放置，长度 为200 m，通有电流3 A，则其所受安培力为：
• F＝BIL＝0.5×10－4×3×200 N＝3.0×10－2N. • 根据左手定则可以判断导线所受安培力的方向
垂直指向地面．
安培力的应用习题课(经典)
7.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 通入的电流大小相等、方向垂直纸面向里；通 过直导线产生磁场的磁感应强度B＝，I为通电 导线的电流大小，r为距通电导线的垂直距离， 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
安培力的应用习题课(经典)
图3－3－14
安培力的应用习题课(经典)
• 解析：对安培力公式F＝BILsinθ的应用，要注 意θ为B与I的夹角，另外要注意导线长度应为 垂 B此 2BIL直时IRco于a，sbα磁c此；的场时图有方半乙效向圆中长的形F度2有线＝为效圈BaIc长的L的；度有长图．效度丙图长；中甲度图F中为丁3＝F直中1＝径F4B，＝IR即， 2R；图戊中闭合线圈所受安培力为零，故F5＝ 0.
安培力的应用习题课(经典)
• 【答案】 3×10－2N，方向垂直指向地面 • 【点评】 安培力的计算应用公式F＝BILsinθ，
其中θ是B与I的夹角，同时注意L为有效长 度．这要我们先搞清磁场方向与电流方向．
安பைடு நூலகம்力的应用习题课(经典)
变式训练
• 3．如图3－3－14所示，在匀强磁场中放有下 列各种形状的通电导线，通入导线的电流为I， 磁感应强度为B，求各导线所受到的安培力．
安培力的应用习题课(经典)
图3－3－19
安培力的应用习题课(经典)
• 答案：0.14 A≤Iab≤0.46 A
安培力的应用习题课(经典)
• 例以3看地成球是是沿个南大北磁方体向，的在匀赤强道磁附场近．，如地果磁赤场道可某 处的磁感应强度大小为 0.5×10－4T，在赤道 上有根东西方向的直导线，长为200 m，载有 从东往西的电流3 A，则地磁场对这根导线的 作用力有多大？方向如何？
安培力的应用习题课(经典)
图3－3－16
安培力的应用习题课(经典)
• 答案：0.45 T
安培力的应用习题课(经典)
3.如图所示，等腰直角三角形的通电闭合线框abc处在垂直线 框平面的匀强磁场中，它受到磁场力的合力( )
A．竖直向上 B．方向垂直于ac斜向上 C．方向垂直于bc斜向下 D．为零
安培力的应用习题课(经典)
图3－3－8
安培力的应用习题课(经典)
变式训练
• 5．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3－3－19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？
答案：BILcosα BIL
2BIR 0
安培力的应用习题课(经典)
• 4.如图3－3－16是一种测定磁感应强度B的装 置，在天平的一端挂个矩形线圈，它的底边放 在待测的匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂 直，线圈匝数n＝10，底边长L＝20 cm.当线圈 通0.2 A电流时，天平达到平衡，然后保持电 流大小不变，使电流反向，此时发现天平左盘 再加入Δm＝36 g的砝码才能使天平平衡．求 磁感应强度B的大小．(g取10 m/s2)
5.一个可以自由运动的线圈L1和一个固定 的线圈L2互相绝缘垂直放置，且两个圆线圈 的圆心重合，当两线圈都通有如图所示方向 的电流时，则从左向右看，线圈L1将( )
A．不动 B．顺时针转动 C．逆时针转动 D．向纸外平动
安培力的应用习题课(经典)
6.质量为m的通电细杆ab置于倾角为θ的导轨上 ，导轨的宽度为d，杆ab与导轨间的动摩擦因数为 μ.有电流时ab恰好在导轨上静止，如图3－3－26所 示，图中的四个侧视图中，标出了四种可能的匀 强磁场方向，其中杆ab与导轨之间的摩擦力可能 为零的图是(双选)( )