安培力习题课

⑴当电流流过液体时，液体即成为 截流导体，在磁场中将受到磁场力 的作用，力的方向由左手定则判定 知，液体将沿图中V方向流动。 ⑵设驱动力形成的压强差为△p， 则有△p・S=F 即△p・wh = IhB 所以△p=BI / w
例5、电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原 理如图所示，1982年，澳大利亚国立大学制成 了能把2.2g的弹体（包括金属杆EF的质量）加 速到10km/s的电磁炮（常规炮弹的速度约为 2km/s），若轨道宽2m，长为100m，通以恒定 电流10A，则轨道间所加匀强磁场的磁感应强 度为多大？磁场力的最大功率为多大？（不计 轨道摩擦）
a
30° b
R E r
变式 2：如图所示，在倾角为 30° 的斜面上，放置 两条宽为 L＝0.5m 的平行导轨，将电源、滑动变 阻器用导线连接在导轨上， 在导轨上横放一根质量 为 m＝0.2kg 的金属棒 ab，ab 棒与导轨的动摩擦 因数为 ＝ 63 ，电源电动势 E＝ 12V ，内阻 r＝ 0.3Ω，磁场方向垂直轨道所在平面，B＝0.8T.欲使 棒 ab 在轨道上保持静止，滑动变阻器连入电路中 2 的电阻 R 可以为多大？ （g 取 10m/s ， 其它电阻不 B 计）
a R
30° b
E r
变式 3：如图所示，在倾角为 30° 的斜面上，放置 两条宽为 L＝0.5m 的平行导轨，将电源、滑动变 阻器用导线连接在导轨上， 在导轨上横放一根质量 为 m＝0.2kg 的金属棒 ab，ab 棒与导轨的动摩擦 3 因数为 ＝ 6 ，电源电动势 E＝ 12V ，内阻 r＝ 0.3Ω，磁场方向垂直轨道所在平面，B＝0.8T.欲使 棒 ab 在轨道上保持静止，滑动变阻器连入电路中 2 的电阻 R 可以为多大？ （g 取 10m/s ， 其它电阻不 计）
框abcd，线框内通有恒定电流，其流向为abcd，当闭 合开关S后，线框运动情况应是（ A ） A．ab向外，cd向里转动且向M靠拢 B．ab向里，cd向外转动且远离M C．ad向外，bc向里转动且向M靠拢 D．ad向里，bc向外转动且远离M
课堂练习
1 、在垂直纸面向里的匀强磁场 B 中，有一个垂直磁
4.利用平行电流相互作用分析法：同向平行电 流相互吸引，异向平行电流相互排斥。两个电 流总有作用到方向相同且靠近的趋势。
4.利用平行电流相互作用分析法：同向平行电 流相互吸引，异向平行电流相互排斥。两个电 流总有作用到方向相同且靠近的趋势。
自由
˙ ˙ ˙ ˙ ˙ ˙
×
F × F 固定
×
×
×
×
练习 2 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， ab边与 NM平 M 行 。 关 于 MN 的 磁 场 对 线 框 的 作 a 用，下列叙述正确的是（ BC） A、线框有两条边所受的安培力方 I1 I2 向相同； B、线框有两条边所受的安培力大 小相同； b C、线框所受安培力的合力朝左； N D、cd所受安培力对 ab边的力矩不 为零；
13
b
例：如图所示，在倾角为 30° 的斜面上，放置两条 宽为 L＝0.5m 的光滑平行导轨，将电源、滑动变 阻器用导线连接在导轨上， 在导轨上横放一根质量 为 m＝0.2kg 的金属棒 ab，电源电动势 E＝12V， 内阻 r＝0.3Ω，磁场方向垂直轨道所在平面，B＝ 0.8T.欲使棒 ab 在轨道上保持静止，滑动变阻器连 2 入电路中的电阻 R 应为多大？ （g 取 10m/s ， 其它 电阻不计）
B a
30° b
R E r
例 4:如图所示质量为 m=50g 的铜棒，长 L＝10cm，用长度均为 L 的两根软导线水平 地悬吊在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强 度 B＝1/3T，通电后，棒向纸外偏转的最大 偏角 θ＝37° ，此铜棒中电流的大小为多少？ 方向如何？
B
θ
如果，棒平衡在向外偏转370的位置呢？
B aຫໍສະໝຸດ Baidu
30° b
R E r
变式 1：如图所示，在倾角为 30° 的斜面上，放置 两条宽为 L＝0.5m 的光滑平行导轨，将电源、滑 动变阻器用导线连接在导轨上， 在导轨上横放一根 质量为 m＝0.2kg 的金属棒 ab，电源电动势 E＝ 12V，内阻 r＝0.3Ω，磁场方向垂直轨道所在平面， B＝0.8T.欲使棒 ab 在轨道上保持静止，滑动变阻 2 器连入电路中的电阻 R 应为多大？（g 取 10m/s ， 其它电阻不计） B
55T,
1.1×107 W
20
如图所示的天平可用来测定磁感应强度B．天平的右 臂下面挂有一个矩形线圈，宽为L，共N匝，线圈的 下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面．当线圈中 通有电流I（方向如图）时，在天平左、右两边加上质 量各为m1、m2的砝码，天平平衡．当电流反向（大 小不变）时，右边再加上质量为m的砝码后，天平重 新平衡．由此可知（ AB ） A、B的方向垂直纸面向里， 大小为(m1-m2)g/NIL B、B的方向垂直纸面向里， 大小为mg/2nIL C、B的方向垂直纸面向外， 大小为(m1-m2)g/nIL D、B的方向垂直纸面向外， 大小为mg/2nIL
d
c
练习3 ：如图所示，固定螺线管M右侧有一正方形线
框abcd，线框内通有恒定电流，其流向为abcd，当闭 合开关S后，线框运动情况应是（ ） A．ab向外，cd向里转动且向M靠拢 B．ab向里，cd向外转动且远离M C．ad向外，bc向里转动且向M靠拢 D．ad向里，bc向外转动且远离M
练习3 ：如图所示，固定螺线管M右侧有一正方形线
第三章 磁场
§3.4
通电导线在磁场中受到的力
1
安培力作用下物体的运动情况分析 画出导线所在处的磁场方向
确定电流方向 根据左手定则确定受安培力的方向 根据受力情况判断运动情况
2
3.如图，质量分别为mA>mB的两环套 在光滑绝缘杆上，若同时通上同 向电流IA<IB,它们将如何运动
A
B
等效分析法：环形电流可等效为小磁针，条 形磁铁或小磁针也可以等效为环形电流，通电 螺线管可等效为多个环形电流或条形磁铁。
F′ N
F S N
F S f
变大 （1）绳子拉力_______
(变大,变小,不变)
有 桌面对磁铁有无摩擦力_____
(有,无)
变小 （2）桌面对磁铁的支持力_____
无 （3）桌面对磁铁的摩擦力_____
(有,无).
水平向右 方向_______ __.
11
安培力作用下物体的平衡问题
如图所示，在磁感应强度为1T的匀强磁场 中，有两根相同的弹簧，下面挂一条长为0.5m， 质量为0.1kg的金属棒MN，此时弹簧伸长10cm， 欲使弹簧不伸长则棒上应通过的电流的大小和 方向如何？
例 5:在原子反应堆中抽动液态金属或在医疗器械中抽动血液 等导电液体时，由于不允许传动的机械部分与这些液体相接 触，常使用一种电磁泵，如图表示这种电磁泵的结构，将导管 放在磁场中， 当电流穿过导电液体时， 这种液体即被驱动， 问： （1）这种电磁泵的原理是怎样的？ （2）若导管内截面积为 w× h，磁场的宽度为 L，磁感强度 为 B，液体穿过磁场区域的电流强度为 I，求驱动力造成的压 强差为多少？
感线的环形线圈，通有顺时针电流 I，如图所示，则
下列叙述中正确的是
AD
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
9
2、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； 纵向 Ｄ.纵向伸长，径向膨胀。
B
2A，方向从M到N
M I N
12
1、如图所示，金属杆ab的质量为m，长为 L，通过的电流为I，处在磁感应强度为B 的匀强磁场中，结果ab静止在水平导轨上。 若磁场方向与水平导轨成θ角，求： （1）棒ab受到的摩擦力； （2）棒对导轨的压力。 B
a θ
【答案】（1）Ff=BIL Sin θ (2)FN=mg+BIL Cos θ
在倾角为α的光滑斜面上，置一通有电流I，长L，质量 为m的导体棒，如图所示，求： （1）欲使棒静止在斜面上，外加匀强磁场的磁感应强 度B的最小值和方向。 （2）欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力，外加匀强 磁场的磁感应强度B的大小和方向。
（ 1）
，垂直于斜面向上。
（ 2）
水平向左。