高三物理一輪復(fù)習(xí) 第8章2磁場對電流的作用課件 新人教版（安徽專用）

2 2 磁場對電流的作用磁場對電流的作用1.安培力大小的計(jì)算將長為1m的導(dǎo)線ac從中點(diǎn)b折成如圖8-2-4所示形狀，放入B=0.08T的勻強(qiáng)磁場中，abc平面與磁場垂直.若在導(dǎo)線abc中通入25A的直流電，則整個(gè)導(dǎo)線所受安培力大小為 .圖圖8-2-4 導(dǎo)體在磁場中的有效長度為ac間直線長度，Lac=20.5sin60= 所以整個(gè)導(dǎo)線所受安培力為3/2m，=0.08 253/2N= 3N.acFBIL 點(diǎn)評：點(diǎn)評：安培力大小安培力大小F=BIL.式中式中F、B、I要要兩兩垂直，兩兩垂直，L是有效長度若載流導(dǎo)體是彎曲是有效長度若載流導(dǎo)體是彎曲導(dǎo)線，且導(dǎo)線所在平面與磁感強(qiáng)度方向垂直，導(dǎo)線，且導(dǎo)線所在平面與磁感強(qiáng)度方向垂直，則則L指彎曲導(dǎo)線中始端指向末端的直線長度指彎曲導(dǎo)線中始端指向末端的直線長度2.安培力方向的判斷如圖8-2-5所示，用細(xì)繩懸于O點(diǎn)的可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的通電導(dǎo)線AB放在蹄形磁鐵的上方，當(dāng)導(dǎo)線中通以圖示方向電流時(shí)，從上向下看AB的轉(zhuǎn)動(dòng)方向及細(xì)繩中張力如何變化( )A.AB順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，張力變大B.AB逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，張力變小C.AB順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，張力變小D.AB逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，張力變大圖圖8-2-5 在導(dǎo)線上靠近A、B兩端各取一個(gè)電流元，A處電流元所在磁場向上穿過導(dǎo)線，根據(jù)左手定則，該處導(dǎo)線受力向外，同理B處電流元受安培力向里，所以從上向下看，導(dǎo)線逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)，由于導(dǎo)線轉(zhuǎn)動(dòng)，所以電流在垂直紙面方向有了投影，對于此有效長度來說，磁感線是向右穿過導(dǎo)線，再根據(jù)左手定則可判定導(dǎo)線有向下運(yùn)動(dòng)的趨勢. 點(diǎn) 評 ：點(diǎn) 評 ： 安 培 力 的 方 向 由 左 手 定 則 判安 培 力 的 方 向 由 左 手 定 則 判定注意左手定則與右手定則應(yīng)用的區(qū)別，定注意左手定則與右手定則應(yīng)用的區(qū)別，兩個(gè)定則的應(yīng)用可簡單總結(jié)為：兩個(gè)定則的應(yīng)用可簡單總結(jié)為：“因電而動(dòng)因電而動(dòng)”用左手，用左手，“因動(dòng)而電因動(dòng)而電”用右手，因果關(guān)系不用右手，因果關(guān)系不可混淆可混淆 (2009海南)一根容易形變的彈性導(dǎo)線，兩端固定.導(dǎo)線中通有電流，方向如圖中箭頭所示.當(dāng)沒有磁場時(shí)，導(dǎo)線呈直線狀態(tài)；當(dāng)分別加上方向豎直向上、水平向右或垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場時(shí)，描述導(dǎo)線狀態(tài)的四個(gè)圖示中正確的是( ) 勻強(qiáng)磁場豎直向上和導(dǎo)線平行，導(dǎo)線受到安培力為零，A錯(cuò)；勻強(qiáng)磁場水平向右，根據(jù)左手定則可知導(dǎo)線受到安培力向里，B錯(cuò)；勻強(qiáng)磁場垂直紙面向外，由左手定則可知導(dǎo)線受到安培力水平向右，C錯(cuò)、D對. 3.安培力作用下物體的平衡問題 質(zhì)量為m、長度為L的導(dǎo)體棒MN靜止于水平導(dǎo)軌上，通過MN的電流為I，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，其方向與導(dǎo)軌平面成角斜向上，如圖8-2-6所示，求MN受到的支持力和摩擦力.圖圖8-2-6 由于MN靜止，根據(jù)如圖所示的導(dǎo)體棒MN的受力分析圖，可得：mg=Fcos+NFsin=f又F=ILB，從而N=mg-ILBcos，f=ILBsin 點(diǎn)評：點(diǎn)評：(1)解決這類問題的關(guān)鍵是把立體解決這類問題的關(guān)鍵是把立體圖轉(zhuǎn)化為易于分析的平面?zhèn)纫晥D，以便于畫圖轉(zhuǎn)化為易于分析的平面?zhèn)纫晥D，以便于畫出其受力分析圖；出其受力分析圖；(2)在具體分析時(shí)，一定要在具體分析時(shí)，一定要注意安培力的方向與磁場方向垂直，與電流注意安培力的方向與磁場方向垂直，與電流方向垂直；方向垂直；(3)物體在安培力和其他力作用下物體在安培力和其他力作用下的平衡問題可理解成力學(xué)問題，只不過又多的平衡問題可理解成力學(xué)問題，只不過又多個(gè)力個(gè)力安培力而已安培力而已 易錯(cuò)題：易錯(cuò)題：有一自由的矩形導(dǎo)體線圈，通以電有一自由的矩形導(dǎo)體線圈，通以電流流I.將其移入通以恒定電流將其移入通以恒定電流I的長直導(dǎo)線的右的長直導(dǎo)線的右側(cè)其側(cè)其ab與與cd邊跟長直導(dǎo)體邊跟長直導(dǎo)體AB在同一平面內(nèi)且互在同一平面內(nèi)且互相平行，如圖相平行，如圖827所示試判斷將該線圈從靜所示試判斷將該線圈從靜止開始釋放后的受力和運(yùn)動(dòng)情況止開始釋放后的受力和運(yùn)動(dòng)情況(不計(jì)重力不計(jì)重力)圖圖8-2-7 錯(cuò)解：錯(cuò)解：借助磁極的相互作用來判斷由于長借助磁極的相互作用來判斷由于長直導(dǎo)線電流產(chǎn)生的磁場在矩形線圈所在處的磁感直導(dǎo)線電流產(chǎn)生的磁場在矩形線圈所在處的磁感線方向?yàn)榇怪奔埫嫦蚶?，它等效于條形磁鐵的線方向?yàn)榇怪奔埫嫦蚶?，它等效于條形磁鐵的N極正對矩形線圈向里因?yàn)橥娋€圈相當(dāng)于環(huán)形極正對矩形線圈向里因?yàn)橥娋€圈相當(dāng)于環(huán)形電流，其磁極由右手螺旋定則判定為電流，其磁極由右手螺旋定則判定為S極向外，極向外，它將受到等效它將受到等效N極的吸引，于是通電矩形線圈將極的吸引，于是通電矩形線圈將垂直紙面向外加速垂直紙面向外加速 錯(cuò)解分析：錯(cuò)解分析：錯(cuò)誤的根源就在于將直線電流錯(cuò)誤的根源就在于將直線電流的磁場與條形磁鐵的磁極磁場等效看待我們的磁場與條形磁鐵的磁極磁場等效看待我們知道直線電流磁場的磁感線是一簇以直導(dǎo)線上知道直線電流磁場的磁感線是一簇以直導(dǎo)線上各點(diǎn)為圓心的同心圓，它并不存在各點(diǎn)為圓心的同心圓，它并不存在N極和極和S極，極，可稱為無極場，不能與條形磁鐵的有極場等可稱為無極場，不能與條形磁鐵的有極場等效效 正解：正解：利用左手定則判斷先畫出直線電流的利用左手定則判斷先畫出直線電流的磁場在矩形線圈所在處的磁感線分布，由右手螺旋磁場在矩形線圈所在處的磁感線分布，由右手螺旋定則確定其磁感線的方向垂直紙面向里，如圖所定則確定其磁感線的方向垂直紙面向里，如圖所示線圈的四條邊所受安培力的方向由左手定則判示線圈的四條邊所受安培力的方向由左手定則判定其中定其中F1與與F3相互平衡，因相互平衡，因ab邊所在處的磁場比邊所在處的磁場比cd邊所在處的磁場強(qiáng)，故邊所在處的磁場強(qiáng)，故F4F2.由此可知矩形線圈由此可知矩形線圈abcd所受安培力的合力的方向向左，它將加速向左所受安培力的合力的方向向左，它將加速向左運(yùn)動(dòng)而與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)而與導(dǎo)體AB靠攏靠攏 點(diǎn)評：點(diǎn)評：用等效的思想處理問題是有條件的，用等效的思想處理問題是有條件的，磁場的等效，應(yīng)該是磁場的分布有相似之處例磁場的等效，應(yīng)該是磁場的分布有相似之處例如條形磁鐵與通電直螺線管的磁場大致相同，可如條形磁鐵與通電直螺線管的磁場大致相同，可以等效所以應(yīng)該老老實(shí)實(shí)地將兩個(gè)磁場畫出來，以等效所以應(yīng)該老老實(shí)實(shí)地將兩個(gè)磁場畫出來，經(jīng)過比較看是否滿足等效的條件本題中直線電經(jīng)過比較看是否滿足等效的條件本題中直線電流的磁場就不能等效為勻強(qiáng)磁場流的磁場就不能等效為勻強(qiáng)磁場