通电导线在磁场中受到的力习题2VIP专享VIP免费

3.4通电导线在磁场中受到的力（2）学习目标1.能够计算匀强磁场中安培力的大小。2.了解磁电式电流表的基本构造及基本原理。1、确定安培力的方向方法？问题思考左手定则磁感线穿手心大拇指受力四指电流BIFBIFIFBBIFα（1）（4）（3）（2）2、请确定四个图中安培力的方向.★弯曲导线变成直导线L是有效长度，不一定是导线实际长度(1)若是弯曲导线，可视为起点到终点的一条通电直导线。(2)任意闭合通电导线的有效长度为零，所受安培力为零。一、电流有效长度问题精讲：例题1:将一条长为7L的直导线弯折成边长为3∶4的直角，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，使导线所在平面与磁感线垂直，当给该导体通以电流I时，磁场对导线作用力（即安培力）的大小为多少？××××××××××××××××××××××××××××××3L4L有效长度为5L，所受安培力为F=BI×5L=5BIL变式1.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(√2+1）BILB．方向沿纸面向上，大小为(√2-1)BILC．方向沿纸面向下，大小为(√2+1)BILD．方向沿纸面向下，大小为(√2-1)BILA例题2、如图所示，通电导体棒ab质量为m、长为L，水平放置在倾角为θ的光滑斜面上，通以如图示方向的电流，电流强度为I，欲使导体棒ab静止在斜面上。(1)若磁场方向竖直向上，则磁感应强度B为多大？(2)若要求磁感应强度最小，求磁感应强度的大小和方向。二、安培力的计算变式2.如图所示，在倾角为30°的斜面上，放置两条宽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m=0.2kg的金属杆ab，电源电动势E=12V，内阻r=0.3Ω，金属杆与导轨间最大静摩擦力为fm=0.6N，磁场方向垂直轨道所在平面，B=0.8T。金属杆ab的电阻为0.2Ω，导轨电阻不计。欲使杆的轨道上保持静止，滑动变阻器的电阻的取值范围多大？（g取10m/s2）2.5欧到11.5欧方法一、电流元分析法NS根据中心对称性：线圈所受安培力的合力水平向左故线圈向磁铁运动。方法二、等效分析法环形电流等效为小磁针或条形磁铁通电螺线管等效为多个环形电流或条形磁铁条形磁铁或小磁针等效为环形电流NSNS三、安培力作用下物体运动方向的判断方法方法三、特殊位置分析法例3.如右图所示，在蹄形磁铁上方水平放置一根直导线ab，当通以从a流向b的电流时，从上往下看，直导线将()Ａ．顺时针方向转动，同时下降Ｂ．逆时针方向转动，同时上升Ｃ．顺时针方向转动，同时上升Ｄ．逆时针方向转动，同时下降１．电流元受力分析法２．特殊位置分析法Ｄ变式．（多选）右图所示，把轻质线圈用细线挂在一个固定的磁铁的N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈的平面．当线圈内通电时，下列结论中正确的是()Ａ．电流方向如图中所示时，线圈将向左偏移Ｂ．电流方向如图中所示时，线圈将向右偏移Ｃ．电流方向与图中相反时，线圈将向左偏移Ｄ．电流方向与图中相反时，线圈将向右偏移AD课堂小结：一、电流有效长度问题二、安培力的计算三、安培力作用下物体运动方向的判断方法１．电流元受力分析法２．特殊位置分析法３．等效分析法1.两个相同的轻质铝环能在一个光滑的绝缘圆柱体上自由移动，设大小不同的电流按如图所示的方向通入两铝环，则两环的运动情况是（）A.都绕圆柱体转动B.彼此相向运动，且具有大小相等的加速度C.彼此相向运动，电流大的加速度大D.彼此背向运动，电流大的加速度大B课堂训练2、两条导线互相垂直，但相隔一小段距离，其中ab固定，cd可以自由活动，当通以如图所示电流后，cd导线将（）A.顺时针方向转动，同时靠近abB.逆时针方向转动，同时离开abC.顺时针方向转动，同时离开abD.逆时针方向转动，同时靠近abD3.一条形磁体静止在斜面上，固定在磁体中心的竖直上方的水平导线中通有垂直纸面向里的恒定电流，如图所示。若将磁体的N极位置与S极位置对调后，仍放在斜面上原来的位置，则磁体对斜面的压力FN和摩擦力Ff的变化情况分别是（）A．FN增大，Ff减小B．FN减小，Ff增大C．FN与Ff都增大D．FN与Ff都减小C