1、第八章 第2单元 磁场对电流的作用
【学习目标】
1．掌握安培力的大小和方向，会利用安培力分析和解决物理问题
【自主学习】
三、安培力：通电导线在磁场中受的力．实验表明安培力的方向与 、 都有关系．
1．方向——左手定则：伸开左手，让拇指与其余四指 ，并且都与手掌在同一个平面内．让磁感线从掌心 ，并使四指指向 ，这时 所指的方就是通电导线在磁场中所受安培力的方向．
2．大小：（1）当I⊥B时(θ=90°)，安培力有 值，Fmax= ;
（2）当I∥B时(θ=
2、0°)，安培力有 值，Fmin= ;
【例题1】如图所示，把一重力不计的通电直导线放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由移动.当导线中通有如图所示方向的电流I时，试判断导线的运动情况.
【例题2】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
3、体棒与金属导轨垂直、且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0＝2.5 Ω，金属导轨电阻不计，g取10 m/s2.已知sin 37°＝0.60，cos 37°＝0.80，求：(1)通过导体棒的电流；(2)导体棒受到的安培力大小；(3)导体棒受到的摩擦力．
【变式训练】若导体框足够长，磁感强度垂直于斜面向上，大小不变，杆的质量为m=0.1Kg，动摩擦因数为0.1，定性讨论杆的运动情况，并求出导体棒最后匀速运动速度。
【课后训练】
1．如图所示，金属细棒质量为m，用两根
4、相同轻弹簧吊放在水平方向的匀强磁场中，弹簧的劲度系数为k，棒ab中通有稳恒电流，棒处于平衡，并且弹簧的弹力恰好为零．若电流大小不变而方向相反，则( )
A．每根弹簧弹力的大小为mg B．每根弹簧弹力的大小为2mg
C．弹簧形变量为mg/k D．弹簧形变量为2mg/k
2．将一个质量很小的金属圆环用细线吊起来，在其附近放一块条形磁铁，磁铁的轴线与圆环在同一个平面内，且通过圆环中心，如图所示，当圆环中通以顺时针方向的电流时，从上往下看( )
A．圆环顺时针转动，靠近磁铁 B．圆环顺时针转动，远离磁铁
C．圆环逆时针转动，靠近磁铁 D．圆环逆时针转动，远离磁铁
3．一条形磁
5、铁放在水平桌面上，它的上方靠S极一侧吊挂一根与它垂直的导电棒，图中只画出此棒的截面图，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
4．如图所示，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直．线段ab、bc和cd的长度均为L，且∠abc＝∠bcd＝135°.流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示．导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力( )
A．方向沿纸面向上，大小为(＋1)ILB B．方向沿纸面
6、向上，大小为(－1)ILB
C．方向沿纸面向下，大小为(＋1)ILB D．方向沿纸面向下，大小为(－1)ILB
5．如图所示，两根平行光滑轨道置于同一水平面上，相互间隔0.1m，质量m为3g的金属棒置于轨道的一端，跨在两轨道上，匀强磁场方向垂直轨道所在平面，B=1T。其高度h=0.8m，当接通电键S时，金属棒由于受磁场力作用而被水平抛出，落地点距抛出点的水平距离s=2m，求接通S瞬间金属棒上通过的电荷量。（g取10m/s2）
6．水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L，M和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻)．现垂直于导轨搁一根质量为m，电阻为R的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为θ且指向右斜上方，如图所示，问：
(1)当ab棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多少？
(2)若B的大小和方向均能改变，则要使ab棒所受支持力为零，B的大小至少为多少？此时B的方向如何？
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