安培力的应用正式版

s
N
S
如图所示，把一重力不计的通电导线水 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)( A )
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；
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 转动，当直流电流按图示方向通入两条导线时， CD导线将……（ B D ）
M a
B
d
I1
I2
b
N
c
正确答案：B、C
三.安培力参与的平衡问题
如图所示，在倾角为30o的斜面上，放置两条宽 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 阻器的使用电阻 R 应为多大？（ g 取 10m/s2 ，其 B 它电阻不计） F
B
N
a
30° b
R E r
F
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?
解:未通电时,两弹簧的弹力 之和等于重力.
通电后,弹簧不伸长,则安培力 等于重力.
安培力的应用
一、左手定则的应用
例1.如图所示，条形磁铁平放于水平桌面上。 在它的正中央上方固定一根直导线，导线与磁 铁垂直。现给导线中通以垂直纸面向内的电流， 则下列说法中正确的是：（ A）
A、磁铁对桌面的压力减小
B、磁铁对桌面的压力增大
C、磁铁对桌面的压力不变
F F´
D、以上说法都有可能。
N
S
例1.如图所示的条形磁铁放置在水平桌面 上，它的中央正方固定一条直导线，导线 与磁铁垂直，给导线通以垂直线面向外的 电流，磁铁仍然静止的桌面上，则：（ ）
2.特殊位置法：根据通电导体在特殊位置所受安 培力的方向，判断其运动方向，然后推广到一般 位置。 例.如图所示，蹄形磁铁固定，通电直导线AB 可自由运动，当导线中通以图示方向的电流时， 俯视导体，导体AB将（AB的重力不计）沿逆 时针方向运动的同时在竖直方向向上还是向下 运动?
3.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。
A．磁铁对桌面压力减小， 它仍不受桌面摩擦力作用 B．磁铁对桌面压力增大， 它要受桌面摩擦力作用 C．磁铁对桌面压力增大， 它仍不受桌面摩擦力作用 D．磁铁对桌面压力减小， 它要受桌面摩擦力作用
答案：
A
一条形磁铁放在水平桌面上，在它的上 方靠S极一侧吊挂一根与它垂直的导体棒， 图中只画出此棒的横截面图，并标出此 棒中的电流是流向纸内的，在通电的一 瞬间可能产生的情况是（ ）A．磁铁 对桌面的压力减小 B．磁铁对桌面的压力增大 C．磁铁受到向右的摩擦力 D．磁铁受到向左的摩擦力 AD
(2)作出侧视受力分析图； (3)列出平衡方程求解.
在解这类题时必须画出侧视图，只有在侧 视图上才能正确表示各力的准确方向，从 而弄清各矢量方向间的关系。
源自文库
A、顺时针方向转动，同时靠近导线AB
C I I
D
B、顺时针方向转动，同时离开导线AB
C、逆时针方向转动，同时离开导线AB
A
D、逆时针方向转动，同时靠近导线AB
结论：两通电导线有达到电流方向相同，并靠
近的趋势
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平行。关于MN的磁场对线框的作用， 下列叙述正确的是（ ） M A.线框有两条边所受的安 a d 培力方向相同； I1 I2 B.线框有两条边所受的 安培力大小相同； C.线框所受安培力的合力朝左； c b D.线框所受安培力的合力为0； N
二、电流微元法、特殊位置法、等效法等分析 安培力作用下导体的运动 1.电流元分析法：把整段电流分成很多小段直线电 流，其中每一小段就是一个电流元。先用左手 定则判断出其中每小段电流元受到的安培力的 方向，再判断整段电流所受安培力的方向，从 而确定导体的运动方向。
例.如图所示，蹄形磁铁固定， 通电直导线AB可自由运动， 当导线中通以图示方向的电流 时，俯视导体，导体AB将 （AB的重力不计）在水平面 内沿什么方向运动?
BIL=mg I=mg/BL=1/0.5=2A
T T F
由左手定则, 电流方向应向右.
mg
mg
【点评】①为了解题时更直观，在进行受力分析时应将立体 图转变为平面图； ②求三力平衡问题时，运用矢量三角形的知识会使解题 过程更简捷.
方法概述
解有关受安培力作用下导线的受力平衡问题的一般方法是：
(1)由左手定则判断导体棒所受安培力的方向；