高三物理一輪復習 第8章 第2節(jié) 磁場對電流的的作用課件 新人教版

第第2節(jié)節(jié)磁場對電流的作用磁場對電流的作用考點考點1：安培力大小的計算：安培力大小的計算【例1】如圖823，一段導線abcd位于磁感應強度大小為B的勻強磁場中，且與磁場方向(垂直于紙面向里)垂直線段ab、bc和cd的長度均為L，且abc=bcd=135，流經導線的電流為I，方向如圖中箭頭所示導線段abcd所受到的磁場的作用力的合力()圖823切入點：安培力大小的計算公式F=BIL.A( 21)B( 21)C( 21)D( 21)ILBILBILBILB方向沿紙面向上，大小為方向沿紙面向上，大小為方向沿紙面向下，大小為方向沿紙面向下，大小為( 21) ( 21)AadLFBIlBIL該導線可以用 和 之間的直導線 長為來等效代替，根據，可知大小為，方向根據左手定則判斷【解析】正確答案：A點評：計算勻強磁場中的直導線受到的安培力，要注意兩種特例的前提條件：如果BL，安培力最大，F=BIL；如果BL，安培力為零會利用矢量分解的方法計算導線與磁感應強度成任意角時受到的安培力對于非直導線，要理解用“等效長度”替代非直導線長度的等效思想考點考點2：通電導體在磁場中的運動方向的判斷：通電導體在磁場中的運動方向的判斷【例2】如圖824所示，用細橡皮筋懸吊一輕質線圈，置于一固定直導線上方，兩者在同一豎直平面內，線圈可以自由運動當給兩者通以圖示電流時，線圈將()A靠近直導線，兩者仍在同一豎直平面內B遠離直導線，兩者仍在同一豎直平面內C靠近直導線，同時旋轉90D遠離直導線，同時旋轉90圖824切入點：電流元分析法【解析】將線圈分割成許多小段，由左手定則可以確定，每一小段受到的安培力均在紙平面內，沿半徑方向背離圓心線圈上半截受到的安培力的合力豎直向上，下半截受到的安培力的合力豎直向下，但是線圈下半截靠近直導線，磁感應強度較大，安培力也較大，所以，整個線圈受到的安培力的合力豎直向下答案：A點評：應用左手定則判斷安培力的方向，一定要明確磁感線的立體分布情況，要有空間想象力特別是對于動態(tài)過程，一定要明確導線處于不同位置時磁場的方向和電流的方向，這樣才能正確判斷出安培力的方向題型一：安培力作用下物體的平衡問題題型一：安培力作用下物體的平衡問題【例3】質量為m、長度為L的導體棒MN靜止于水平導軌上，通過MN的電流為I，勻強磁場的磁感應強度為B，其方向與導軌平面成角斜向上，如圖825所示，求MN受到的支持力和摩擦力 圖825【解析】由于MN靜止，根據如圖所示的導體棒MN的受力分析圖，可得： mg=Fcos+N Fsin=f 又F=ILB，從而N=mgILBcos，f=ILBsin點評：解決安培力作用下物體的平衡問題，關鍵是正確分析受力，建立平衡方程，在畫受力分析圖時，為了更清晰的表示各個力之間的關系，要善于將立體空間的受力情況轉化為平面受力圖題型二：安培力與電路的綜合問題題型二：安培力與電路的綜合問題2826300.25m12V1.0 .20g0.80T()10m/(2010)sLErmabBg如圖所示，在傾角為的斜面上，固定一寬的平行金屬導軌，在導軌上端接入電源和滑動變阻器電源電動勢，內阻為一質量的金屬棒與兩導軌垂直并接觸良好整個裝置處于磁感應強度、垂直于斜面向上的勻強磁場中 導軌與金屬棒【解析】北京東城的電阻不計 金屬導軌是光滑的，取，要保持金屬棒在導軌上靜止，求：(1)金屬棒所受到的安培力；(2)通過金屬棒的電流；(3)滑動變阻器R接入到電路中的阻值圖826 1sin300.1N20.5A323FmgFFBILFIBLREI RrERrI安安安金屬棒靜止在金屬導軌上受力平衡，如圖所示由解得設變阻器接入電路的阻值為 ，根據閉合電路歐姆定律 解得【解析】點評：解答此類問題的關鍵是： (1)電路分析； (2)受力分析，將立體空間的受力情況轉化為平面受力圖1.(2011新課標)電磁軌道炮工作原理如圖827所示待發(fā)射彈體可在兩平行軌道之間自由移動，并與軌道保持良好接觸電流I從一條軌道流入，通過導電彈體后從另一條軌道流回軌道電流可形成在彈體處垂直于軌道面的磁場(可視為勻強磁場)，磁感應強度的大小與I成正比通電的彈體在軌道上受到安培力的作用而高速射出現欲使彈體的出射速度增加至原來的2倍，理論上可采用的方法是( )A只將軌道長度L變?yōu)樵瓉淼?倍B只將電流I增加至原來的2倍C只將彈體質量減至原來的一半D將彈體質量減至原來的一半，軌道長度L變?yōu)樵瓉淼?倍，其他量不變圖827答案：BD22122BDlkLlIBIlLmvBkIvm設導電彈體長為 ，由安培力及動能定理可得，設，可得，選項【解析】正確2.(2010上海物理)如圖828所示，長為2l的直導線折成邊長相等，夾角為60的V形，并置于與其所在平面相垂直的勻強磁場中，磁感應強度為B.當在該導線中通以電流強度為I的電流時，該V形通電導線受到的安培力大小為( )A0 B0.5BIlCBIl D2BIl圖828C【解析】導線在磁場內有效長度為2lsin30=l，故該V形通電導線受到安培力大小為F=BIl，選項C正確 本題也可以用另一種解法先求出每段長為l的直導線受到的安培力大小分別為F1=F2=BIl，而F1與 F2的夾角為120，所以F1與F2的合力大小為F=BIl.3.在圖829所示電路中，電池均相同，當電鍵S分別置于a、b兩處時，導線MM與NN之間的安培力的大小分別為fa、fb，判斷這兩段導線( )A相互吸引，fafb B相互排斥，fafbC相互吸引，fafb D相互排斥，fafb圖829D【解析】電鍵S分別置于a、b兩處時，電源分別為一節(jié)干電池、兩節(jié)干電池，而電路中燈泡電阻不變，則電路中電流IaIb，MM和NN處的磁感應強度BaBb，應用安培力公式F=BIL可知fafb，又MM與NN電流方向相反，則相互排斥4.(2010南通模擬)如圖8210所示，均勻繞制的螺線管水平放置，在其正中心的上方附近用絕緣線水平吊起通電直導線A.A與螺線管垂直，“”表示導線中電流的方向垂直于紙面向里電鍵S閉合后，A受到通電螺線管磁場的作用力的方向是( )A水平向左 B水平向右C豎直向下 D豎直向上圖8210C【解析】電鍵閉合后根據安培定則可判定導線所在位置處磁感線的方向為水平向右，再由左手定則判定導線受到安培力的方向為豎直向下，C項正確5.(2010上海模擬)如圖8211所示，在豎直向下的勻強磁場中，有兩根豎直放置的平行導軌AB、CD，導軌上放有質量為m的金屬棒MN，棒與導軌間的動摩擦因數為，現從t=0時刻起，給棒通以圖示方向的電流，且電流與時間成正比，即I=kt，其中k為恒量若金屬棒與導軌始終垂直，則如下圖所示的表示棒所受的摩擦力隨時間變化的四幅圖中，正確的是( )圖8211答案：C【解析】當Ff=BIL=BLktmg時，棒沿導軌向下減速；在棒停止運動前，所受摩擦力為滑動摩擦力，大小為：Ff=BLkt；當棒停止運動時，摩擦力立即變?yōu)殪o摩擦力，大小為：Ff=mg，故選項C正確6.磁流體推進船的動力來源于電流與磁場間的相互作用，圖8212(a)是在平靜海面上某實驗船的示意圖，磁流體推進器由磁體、電極和矩形通道(簡稱通道)組成，如圖8212(b)所示，通道尺寸a=2.0m、b=0.15m、c=0.10m，工作時，在通道內沿z軸正方向加B=8.0T的勻強磁場；沿x軸負方向加上勻強電場，使兩極板間的電壓U=99.6V；海水沿y軸方向流過通道，已知海水的電阻率=0.20m.圖8212 (1)船靜止時，求電源接通瞬間推進器對海水推力的大小和方向； (2)船以vs=5.0m/s的速度勻速前進以船為參照物，海水以5.0m/s的速率涌入進水口，由于通道的截面積小于進水口的截面積，在通道內海水的速率增加到vd=8.0m/s，求此時金屬板間的感應電動勢U感； (3)船行駛時，通道中海水兩側的電壓按U=UU感計算，海水受到電磁力的80%可以轉換為船的動力，當船以vs=5.0m/s的速度勻速前進時，求海水推力的功率 11111796.8N()29.6VdFI BbUbIRRacUUacFBbBRyUBv b感根據安培力公式，推力，其中， 則，對海水推力的方向沿 軸正方向向右【解析】 22223600A720N80%576N2880WdsU Bv bacUIRbFI BbFFPFv（）根據歐姆定律，安培推力，對船的推力 推力的功率