2012届高考一轮复习课件：8.2磁场对电流的作用.ppt

1、1安培力大小的计算 (1)通电导线垂直于磁场方向时，FBIL.(2)通电导线与磁场方向平行时，F0.(3)若B与I(L)夹角为时，FBILsin.注：公式的适用条件一般只适用于匀强磁场2安培力方向的判断(1)通电导线所受的安培力F的方向、磁场B的方向及电流I的方向之间的关系可以用 左手定则 来判定(2)安培力F的方向既与 磁场B 的方向垂直，又与 电流I 的方向垂直，即F总是垂直于 I和B 所决定的平面1.安培力方向的判断 问题：安培力的方向与哪些因素有关？如何判断？解答：安培力的方向与磁感应强度、电流两者方向有关，它们之间的关系用左手定则判定通电导线在磁场中所受的安培力F，总垂直于电流与磁感

2、线所确定的平面(1)已知电流、磁感应强度的方向，可用左手定则唯一确定F的方向(2)已知F和B的方向，当导线的位置确定时，可唯一确定电流I的方向(3)已知F和I的方向时，磁感应强度B的方向不能唯一确定例1：如图821所示把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁两极的正上方，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，同时上升解析：(1)电流元法：把直线等效为AO、OB两段电流元，由左手定则可以判断出AO段受力方向垂直纸面向外，OB段受力方向垂直纸面向内，因此，从上向下

3、看AB将以中心O为轴顺时针转动(2)特殊位置法：用导线转过90的特殊位置来分析，根据左手定则判得安培力的方向向下，故导线在顺时针转动的同时向下运动答案：A点评：判断通电导线在磁场中的运动总则为左手定则除了常规的直接判断法外，还有如下典型的方法电流元法：导线所在位置的磁场可能比较复杂，不能马上用左手定则作出判断，这时可把整段导线分为多段直线电流元，先用左手定则判断每段电流元受力的方向，再判断整段导线所受合力的方向特殊位置法：通过转动通电导线到某个便于分析的位置来判断导线所受的安培力等效法：环形电流可以等效为小磁针，通电螺线管可以等效为条形磁铁等利用结论法：利用两平行直导线的相互作用规律，两平行直

4、线电流在相互作用过程中，无转动趋势，同向电流相互吸引，异向电流互相排斥；两不平行直线电流相互作用时，有转到平行且电流方向相同的趋势警示：无论通电导线与磁场方向是否垂直，所受安培力的方向总是既垂直于磁场方向又垂直于电流方向，或者说总是垂直于磁场方向与电流方向所决定的平面2.安培力大小的计算 问题：安培力的大小与哪些因素有关？有什么特点？解答：(1)不仅与B、I、L有关，还与放置方式有关(2)L是有效长度，不一定是导线的实际度弯曲导线的有效长度L等于两端点所连直线的长度(如图822所示)，相应的电流方向，沿L由始端流向末端因为任意形状的闭合线圈，其有效长度L0，所以通电后在匀强磁场中，受到的安培力

5、的矢量和一定为零.图822例2：(2010上海物理)如如图823所示，长为2l的直导线折成边长相等，夹角为60的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B.当在该导线中通以电流强度为I的电流时，该V形通电导线受到的安培力大小为()A0B0.5BIlCBIlD2BIl如图823解析：导线在磁场内有效长度为2lsin30l，故该V形通电导线受到安培力大小为BIl，选项C正确答案：C点评：倡导素质教育的大背景下，高考也加强了对基础知识的考查在近年的高考中，“磁场对电流的作用”考点频频出现，在近年的高考中考查频繁，值得大家进一步的思考，如安培力参与的平衡态问题、非平衡态问题等3.安培力

6、作用下的物体的平衡 问题：怎样处理通电导体在磁场中受安培力作用下的平衡问题？解答：在安培力作用下物体的平衡问题是力电综合题中经常出现的一类题目，把空间立体图形改画为平面截面图是解答此类题目的关键；正确判断安培力的方向和正确计算安培力的大小是解决这类问题的基础；此类问题的实质是力的平衡问题，只是受力分析时要分析安培力；处理这类问题的方法是：先对通电导线进行受力分析，画出导体受力平面图示(或侧面图)将空间问题转化为平面问题，然后根据其受力情况和运动情况，列出相应的方程式进行求解图824 例3：(2010上海模拟)如图824所示，在竖直向下的匀强磁场中，有两根竖直放置的平行导轨AB、CD，导轨上放有

7、质量为m的金属棒MN，棒与导轨间的动摩擦因数为，现从t0时刻起，给棒通以图示方向的电流，且电流强度与时间成正比，即Ikt，其中k为恒量若金属棒与导轨始终垂直，则下面表示棒所受的摩擦力随时间变化的四幅图中，正确的是()解析：当FfBILBLktmg时，棒沿导轨向下减速；在棒停止运动前，所受摩擦力为滑动摩擦力，大小为：FfBLkt；当棒停止运动时，摩擦力立即变为静摩擦力，大小为：Ffmg，故选项C正确答案：C点评：本题涉及重力、弹力、摩擦力、安培力和左手定则等知识点，重点凸显摩擦力的分析考查理解、分析、推理和综合的能力，以及图象的分析和应用图象表达物理过程和规律的能力警示：解决本题的关键是正确理解

8、静摩擦力和滑动摩擦力的特点，特别是静摩擦力的大小会随着运动趋势强弱变化而在0Fmax(最大静摩擦力)之间变化，与物体的正压力无直接关系，一般可利用平衡条件或牛顿运动定律来求其大小解题时要先结合题述过程判断出是哪一类摩擦力，再运用相应的方法求解，这里尤其要注意摩擦力由“动”到“静”转变瞬间的“突变”问题 1.(单选)一根容易形变的弹性导线，两端固定导线中通有电流，方向如图中箭头所示当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是()解析：匀强磁场竖直向上和导线平行，导线受到安培力为零，A错；匀强磁场水平向右，根据左手定则

9、可知导线受到安培力向里，B错；匀强磁场垂直纸面向外，由左手定则可知导线受到安培力水平向右，C错、D对答案：D2.(单选)在图825所示电路中，电池均相同，当电键S分别置于a、b两处时，导线MM与NN之间的安培力的大小分别为fa、fb，判断这两段导线()A相互吸引，fafb B相互排斥，fafbC相互吸引，fafb D相互排斥，fafb图825解析：电键S分别置于a、b两处时，电源分别为一节干电池、两节干电池，而电路中灯泡电阻不变，则电路中电流IaIb，MM和NN处的磁感应强度BaBb，应用安培力公式FBIL可知fafb，又又MM与NN电流方向相反，则相互排斥答案：D3.(多选)如图826是“电

10、磁炮”示意图，MN、PQ为水平导轨，置于竖直向上的匀强磁场B中，A为炮弹当导轨中通以电流I时，炮弹A将在磁场力的作用下加速运动，以某一速度发射出去，下列方法中能够提高炮弹发射速度的方法有()A增加磁感应强度B增大导轨中的电流C增加导轨MN、PQ的长度D增加载流导体棒L的有效长度图8262222AB2CFBILBIFBILvaxxxxmLSSS提高炮弹发射速度，只有增加安培力，所以根据，其中 为横截面积，为密度解析：判断正确答案：ABC4.(单选)如图827所示的天平可用来测定磁感应强度，天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，宽为L，共N匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面当线圈中通有电流I(方向如图)时，在天平左、右两边加上质量各为m1、m2的砝码，天平平衡当电流反向(大小不变)时，右边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡由上可知()图8271212AB2CD2m m gNILmgNILm m gNILmgNIL磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为 答案：B