匠心文檔，專屬精選。第三節研究安培力1．經過實驗認識安培力，會用左手定章判斷安培力的方向，會計算勻強磁場中安培力大小．2．理解磁感覺強度的定義，會用磁感覺強度的定義式進行有關計算．3．知道磁通量，能計算穿過某面積的磁通量．1．磁場對電流的作用力稱為安培力．2．安培力方向：用左手定章判斷：張開左手，使大拇指跟其余四個手指垂直，而且都跟手掌在一個平面內，把手放入磁場中，讓磁感線垂直穿下手心，并使張開的四指指向電流的方向，那么，大拇指所指方向就是通電導線在磁場中所受的安培力的方向．3．磁感覺強度：物理學規定，當通電導線與磁場方向垂直時，通電導線所受的安培力F跟電流I和導線長度L的乘積IL的比值叫做磁感覺強度．F定義式：B＝IL．4．磁場方向：小磁針靜止時N極所指的方向規定為該點的磁感覺強度的方向，簡稱為磁場方向．5．勻強磁場：在磁場的某個地域內，假如各點的磁感覺強度大小和方向都同樣，這個地域內的磁場叫勻強磁場．在勻強磁場中，磁感線是一組平行且等間距的直線．6．磁通量．定義：磁感覺強度B與垂直于磁場方向的面積S的乘積叫做穿過這個面的磁通量．定義式：Φ＝BS．安培力綜合分析F＝BLIsinα(α為B、L間的夾角)，高中只需求掌握α＝0(不受安培力)和α＝90°兩種狀況．以以下圖，一根長為0.2m的金屬棒放在傾角為θ＝37°的圓滑斜面上，并通以I＝5A電流，方向以以下圖，整個裝置放在磁感覺強度為B＝0.6T，豎直向上的勻強磁場中，匠心教育文檔系列1匠心文檔，專屬精選。金屬棒恰能靜止在斜面上，則該棒的重力為多少？分析：金屬棒受力以以下圖，由均衡條件得：沿斜面方向有：Fcosθ＝Gsinθ，①棒所受的磁場力為：F＝BIL，②由①②解得棒的重力為：BILcosθG＝sinθ＝2.4N.答案：2.4N總結：安培力是通電導體受的磁場力，從力學角度分析，對通電導體仍可借助定律、功能關系等力學規律分析．一、單項選擇題1．磁感覺強度的單位是特斯拉(T)，與它等價的是(A)N·AA.A·mB.mN·ANC.m2D.A·m2匠心教育文檔系列2匠心文檔，專屬精選。以以下圖，把一重力不計的通電直導線水平放在蹄形磁鐵兩極的正上方，導線可以自由轉動，當導線通入圖示方向電流I時，導線的運動狀況是(從上往下看)(A)A．順時針轉動，同時降落B．順時針轉動，同時上漲C．逆時針轉動，同時降落D．逆時針轉動，同時上漲分析：畫出蹄形磁鐵的兩條磁感線，在磁感線與電流訂交處罰別取一小段電流，如圖中的BC、AD兩段，由左手定章可知，AD段受安培力垂直紙面向外，BC段受垂直紙面向里的安培力，故導線將繞軸線OO′順時針旋轉(俯視)．當導線轉動90°時(特別地點法)，由左手定章可知，導線受向下的安培力作用，因此導線在順時針轉動的同時還向下運動．3．以下圖中磁感覺強度B，電流I和安培力F之間的方向關系錯誤的選項是(D)匠心教育文檔系列3匠心文檔，專屬精選。分析：依據左手定章，F必定垂直于I和L，D項錯誤．4．一段長0.2m，經過2.5A電流的直導線，關于在磁感覺強度為B的勻強磁場中所受安培力F的狀況，正確的選項是(C)A．假如B＝2T，F必定是1NB．假如F＝0，B也必定為零C．假如B＝4T，F有可能是1ND．假如F有最大值時，通電導線必定與B平行分析：當導線與磁場方向垂直擱置時，F＝BIL，力最大，當導線與磁場方向平行擱置時，F＝0，當導線與磁場方向成任意其余角度擱置時，0<F<BIL，A、D兩項不正確，C項正確；磁感覺強度是磁場自己的性質，與受力F沒關，B不正確．二、不定項選擇題5．以以下圖，兩根間距為d的平行圓滑金屬導軌間接有電源E，導軌平面與水平面間的夾角θ＝30°.金屬桿ab垂直導軌擱置，導軌與金屬桿接觸優異．整個裝置處于磁感覺強度為B的勻強磁場中．當磁場方向垂直導軌平面向上時，金屬桿ab恰好處于靜止狀態．要使金屬桿能沿導軌向上運動，可以采納的措施是(B)A．減小磁感覺強度B匠心教育文檔系列4匠心文檔，專屬精選。B．調理滑動變阻器使電阻減小C．增大導軌平面與水平面間的夾角θD．將電源正負極對調使金屬桿中的電流方向改變BEd分析：對金屬桿受力分析，沿導軌方向：R－mgsinθ＝0，若想讓金屬桿向上運動，BEdBEdθ，則mgsin則R增大，A項錯誤；電阻減小，R增大，則B項正確；若增大θ增大，C項錯誤；若電流反向，則金屬桿遇到的安培力反向，D項錯誤．6．質量為m的通電細桿置于傾角為θ的導軌上，導軌的寬度為d，桿與導軌間的動摩擦因數為μ，有垂直于紙面向里的電流經過桿，桿恰好靜止于導軌上．在以以下圖所示的A、B、C、D四個圖中，桿與導軌間的摩擦力必定不為零的是(CD)分析：對通電桿進行受力分析以下：依據均衡條件可以判斷出C和D必定遇到摩擦力的作用，正確選項為C、D.此題要求考生可以對通電桿進行正確的受力分析，并依據均衡條件進行判斷．7．第一對電磁作用力進行研究的是法國科學家安培．以以下圖的裝置，可以研究影響安培力大小的要素，實驗中假如想增大導體棒AB搖動的幅度，可能的操作是(BC)A．把磁鐵的N極和S極換過來B．增大經過導體棒的電流強度I匠心教育文檔系列5匠心文檔，專屬精選。C．把接入電路的導線從②、③兩條換成①、④兩條D．更換磁性較小的磁鐵分析：安培力的大小與磁場強弱成正比，與電流強度成正比，與導線的長度成正比，B、C正確．8．(2013·長春高三檢測)關于電場線和磁感線的說法正確的選項是(ACD)A．電場線和磁感線都是利用疏密表示場的強弱的B．電場線是客觀存在的，而磁感線是不存在的C．靜電場的電場線是不閉合的，而磁感線是閉合的曲線D．電場線和磁感線都不行能訂交三、非選擇題(按題目要求作答．解答題應寫出必需的文字說明、方程和重要演算步驟，答案中一定明確寫出數值和單位)以以下圖，在傾角為θ＝30°的斜面上，固定一寬L＝0.25m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＝12V，內阻r＝1Ω，一質量＝20g的REm金屬棒ab與兩導軌垂直并接觸優異．整個裝置處于磁感覺強度＝0.80T，垂直于斜面向B上的勻強磁場中(導軌與金屬棒的電阻不計)．金屬導軌是圓滑的，取g＝10m/s2，要保持金屬棒在導軌上靜止，求：金屬棒所遇到的安培力；經過金屬棒的電流；滑動變阻器R接入電路中的阻值．分析：(1)金屬棒靜止在金屬軌道上受力均衡，F安＝mgsin30°，得出F安＝0.1N.(2)由FF安I＝0.5A.安＝BIL，得I＝BL，代入數據得(3)設滑動變阻器接入電路的阻值為R0，依據閉合電路歐姆定律得：E＝I(R0＋r)，解得ER0＝I－r＝23Ω.匠心教育文檔系列6匠心文檔，專屬精選。答案：(1)0.1N(2)0.5A(3)23Ω10．以以下圖，圓滑的平行導軌傾角為θ，處在豎直向下勻強磁場中，導軌中接入電動勢為E、內電阻為r的直流電源，電路中除電阻R外其余電阻不計；將質量為m、長度為L的導體棒放在平行導軌上恰好可以處于靜止狀態，求磁感覺強度B.分析：以導體棒為研究對象，對其受力分析以以下圖，E可得：BIL＝mgtanθ，I＝R＋r，mg（R＋r）tanθ解得：B＝EL.（＋）tanθ答案：mgRrEL11．以以下圖，和為水平、平行擱置的金屬導軌，相距＝1m，導體棒ab跨放PQMNL在導軌上，棒的質量為＝0.2kg，棒的中點用細線經滑輪與物體相連，物體的質量＝0.3mMkg，棒與導軌的動摩擦因數μ＝0.5，勻強磁場的磁感覺強度B＝0.2T，方向豎直向下，為使物體勻速上漲，應在棒中通入多大的電流？方向如何？(g取10m/s2)匠心教育文檔系列7匠心文檔，專屬精選。分析：對導體，由均衡條件得：N－＝0，abFmgBIL－－＝0，對物體，由均衡條件得：－＝0，fFFMg又f＝μF，聯立以上四式解得I＝20A，由左手定章知電流方向應為由b到a.N答案：20A從b流向a12．以以下圖，在與水平方向成60°的圓滑金屬導軌間連一電源，在相距1m的平行導軌上放一重力為3N的金屬棒ab，棒上通以3A的電流，磁場方向豎直向上，這時棒恰好靜止．求：(1)勻強磁場的磁感覺強度B；ab棒對導軌的壓力．分析：先將原圖改畫為側視圖，對導體棒受力分析，以