安培力的应用.ppt

安培力的应用 华清中学罗忠军一、左手定则的应用例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：（）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（练1）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AD1.1.电流元分析法电流元分析法：把整段电流分成很多小段直线电：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。而确定导体的运动方向。例2.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?二、电流微元法、特殊位置法、等效法、结论法等分析安培力作用下导体的运动 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3.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。sNS （练2）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.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；A例4两条直导线相互垂直，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（）A、顺时针方向转动，同时靠近导线ABB、顺时针方向转动，同时离开导线ABC、逆时针方向转动，同时离开导线ABD、逆时针方向转动，同时靠近导线ABABCDIID结论：两通电导线有达到电流方向相同，并靠近的趋势两通电导线有达到电流方向相同，并靠近的趋势结论法通电矩形导线框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（）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.线框所受安培力的合力朝左；D.线框所受安培力的合力为0；MNabcdI1I2正确答案：B、CMNI1BabcdI2三.安培力参与的平衡问题例5.如图所示，在倾角为30o的斜面上，放置两条宽L0.5m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m0.2kg的金属棒ab，电源电动势E12V，内阻r0.3，磁场方向垂直轨道所在平面，B0.8T。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，其它电阻不计）BE rRa30bBGFNF（练4）.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.mgTT通电后,弹簧不伸长,则安培力等于重力.mgFBIL=mgI=mg/BL=1/0.5=2A由左手定则,电流方向应向右.【点评】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；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；(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。