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1、(江苏专版)高考物理总复习第36讲磁场对通电导线的作用力讲义第36讲磁场对通电导线的作使劲考情分析考察内容考大纲求考察年份考察详情能力要求通电直导线和通电线圈四周磁场的方、向、安培力T13计算，考察导14年体棒在安培力作用分析综合、下的共点力均衡数学运算T4选择，考察导15年体棒在安培力作用理解、推理下的共点力均衡知识整合1安培力的大小IB时，F_；若IB时，F_.2安培力的方向(1)左手定章来判断安培力的方向：张开左手，使大拇指跟其他四个手指_，而且都跟手掌在_，把手放入磁场中，让磁感线_，使张开的四指指向_的方向，那么，_所指的方向就是通电导线在磁场中的受力方向(2)安培力的方向总垂直于_
2、所决定的平面，即必定垂直于B和I(FB，FI)，但B与I不必定垂直3两平行通电导线间的作用：同向电流相互_，反向电流相互_方法技巧考点1安培力1安培力大小(1)当IB时，FBIL.(2)当IB时，F0.2对安培力公式FBIL的理解(1)公式的合用范围：B与L垂直；(2)L是有效长度，即垂直磁感觉强度方向的长度；如曲折导线的有效长度L等于两头点所连直线的长度(如下图)，相应的电流方向沿L由始端流向尾端所以随意形状的闭合线圈，其有效长度为零，遇到安培力的矢量和为零【典型例题1】如下图，一根导线位于磁感觉强度大小为强磁场中，此中ABBCCDDEl，且C120、BD由A至E的恒定电流I，则导线遇到磁场
3、作用的协力大小为()B，方向垂直纸面向里的匀150.现给这根导线通入23BIl(23)BIlAB2C(23)BIlD4BIl【典型例题2】如下图的天平可用来丈量磁场的磁感觉强度天平的右臂下边挂一个矩形线圈，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(方向如下图)时，在天平两边加上质量分别为m、m的砝码时，天平均衡；12当电流反向(大小不变)时，右侧再加上质量为m的砝码后，天平又从头均衡由此可知()磁感觉强度方向垂直纸面向里，大小为m1m2gANILB磁感觉强度方向垂直纸面向里，大小为mg2NILC磁感觉强度方向垂直纸面向外，大小为m1m2gNILD磁感觉强度
4、方向垂直纸面向外，大小为mg2NIL考点2通电导线在安培力作用下的均衡和加快运动的分析方法1.解决相关通电导体在磁场中的均衡问题，重点是受力分析，只可是比纯力学中的均衡问题要多考虑一个安培力2画好协助图(如斜面)，注明协助方向(如B的方向、I的方向等)是画好受力分析图的重点3因为安培力F、电流I、磁感觉强度B的方向之间波及三维空间，所以在受力分析时要擅长把立体图转变成平面图4办理通电导线在安培力作用下的均衡和加快运动的问题的一般步骤确立研究对象，对研究对象进行受力分析画出受力平面图关于空间的立体问题，应利用视图将立体问题转变成平面问题进行分析往常是将导线当作点，线圈当作一条边依照均衡条件或牛顿
5、第二定律列方程【典型例题3】如下图，两平行金属导轨间的距离l0.40m，金属导轨所在的平面与水平面夹角37，在导轨所在平面内，散布着磁感觉强度B0.50T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场金属导轨的一端接有电动势E4.5V、内阻r0.50的直流电源现把一个质量m0.040kg的导体棒MN放在金属导轨上，导体棒恰巧静止导体棒与金属导轨垂直、且接触优秀，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R02.5，金属导轨电阻不计，g取10m/s2.已知sin370.60，cos370.80，求：(1)经过导体棒的电流大小；(2)导体棒遇到的安培力大小；(3)导体棒遇到的摩擦力如下图，用两根细线将一长l、质量为m
6、的通电直导线悬挂，直导线垂直纸面且电流向里，大小为I，加一垂直电流的匀强磁场恰能使细线偏离竖直方向处于静止，重力加快度为g.在图上标出所加磁场方向的范围确立所加磁场磁感觉强度最小值及其方向考点3安培力作用下导体运动方向判断的常用方法电流元法切割为电流元左手定章安培力方向整段导体所受协力方向运动方向特别地点法在特别地点安培力方向运动方向等效法环形电流等效为磁针或条形磁铁通电螺线管等效于多个环形电流同向电流相互吸引，异向电流相互排挤；两不平行结论法的直线电流相互作用时，有转到平行且电流方向相同的趋向变换研究定性分析磁体在电流磁场作用下怎样运动或运动趋对象法势的问题，可先分析电流在磁体磁场中所受的安
7、培力，而后由牛顿第三定律，确立磁体所受电流磁场的作使劲，进而确立磁体所受协力及运动方向【典型例题4】如下图，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，导线能够自由转动，当导线通入图示方向电流I时，导线的运动状况是(从上往下看)()A顺时针方向转动，同时降落B顺时针方向转动，同时上涨C逆时针方向转动，同时降落D逆时针方向转动，同时上涨2.如下图，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极邻近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直线圈平面当线圈内通以图中方向的电流后，线圈的运动状况是()A线圈向左运动B线圈向右运动C从上往下看顺时针转动D从上往下看逆时针转动当堂检测1.如下图，直角形导线abc通以
8、恒定电流I，两段导线的长度分别为3L4L，导线处于垂直于导线平面的磁感觉强度为B的匀强磁场中，则导线遇到安培力的协力()第1题图A3BIL，方向bcB4BIL，方向baC7BIL，方向垂直于ac连线斜向上D5BIL，方向垂直于ac连线斜向上2如下图，两杜绝缘细线吊着一根铜棒，空间存在垂直纸面向里的匀强磁场，棒中通有向右的电流时两线上拉力大小均为F1，若棒中电流大小不变方向相反，两线上的拉力大小均为F2，且F2F1，则铜棒所受安培力大小为()第2题图AF1F2BF2F1C2F12F2D2F1F23(多项选择)如图甲所示，两根圆滑平行导轨水平搁置，间距为L，此间有竖直向下的匀强磁场，磁感觉强度为B
9、.垂直于导轨水平对称搁置一根平均金属棒从t0时刻起，棒上有如图乙的连续交变电流I、周期为T，最大值为Im，图甲中I所示方向为电流正方向则金属棒()甲乙第3题图A向来向右挪动B速度随时间周期性变化C遇到的安培力随时间周期性变化D遇到的安培力在一个周期内做正功4如下图，质量为m、长为l的铜棒ab，用长度也为l的两根轻导线水平悬吊在竖直向上的匀强磁场中，磁感觉强度为B.未通电时，轻导线静止在竖直方向，通入恒定电流后，棒向外偏转的最大角度为，则()第4题图A棒中电流的方向为bamgtanB棒中电流的大小为Blmg（1cos）C棒中电流的大小为BlsinD若只增大轻导线的长度，则角变大5(15年江苏高考
10、)如下图，用天平丈量匀强磁场的磁感觉强度，以下各选项所示的载流线圈匝数相同，边长MN相等，将它们分别挂在天平的右臂下方，线圈中通有大小相同的电流，天平处于均衡状态，若磁场发生细小变化，天平最简单失掉均衡的是()第5题图ABCD36讲磁场对通电导线的作使劲知识整合基础自测10BIL2(1)垂直同一平面内垂直穿下手心电流大拇指(2)B、I3排挤吸引方法技巧典型例题1C【分析】据题图和几何关系求得AE间的距离为：L等(23)l.据安培力公式得FBIL等(23)BIl，故A、B、D错误，C正确典型例题2B【分析】因为电流反向时，右侧再加砝码才能从头均衡，所以此时安培力竖直向上，由左手定章判断磁场方向垂
11、直于纸面向里电流反向前，有m1gm2gm3gNBIL，此中m3为线圈质量电流反向后，有m1gm2gm3gmgNBIL.两式联立可得BmgE 2NIL.应选B.典型例题3(1)1.5A(2)0.30N(3)0.06N方向沿斜面向下【分析】(1)导体棒、金属导轨和直流电源组成闭合电4.5路，依据闭合电路欧姆定律有：I0r2.50.50A1.5A；(2)导体棒所受安培力FRBIl0.51.50.40N0.30N；(3)因为mgsin370.24NBIl0.3N，所以以导体棒MN为研究对象，画出从N向M看的受力侧视图，如图由均衡条件得：sin37FBIlmgf解得：Ff0.06N，方向沿斜面向下变式训
12、练1(1)磁场方向在如图1所示COD内(图中虚线OD方向不行取)(2)Bsin/Il方向平行于细线斜向上【分析】(1)通电直导线受重力，安mgmin培力以及可能受细线弹力，依据均衡条件，通电直导线受安培力在图1所示AOB范围内(图中虚线OB方向不行取)，与之对应的磁场方向则在图1所示COD范围内(图中虚线OD方向不行取)(2)依据BIl可得，/题中I、l为定值，故当安培力最小时磁感觉强度FBFIl亦最小，此时通电直导线受力如图2所示，安培力垂直与悬线，依据均衡条件可得：FminsinminIl即可推导得出minsin/Il，与之对应的磁场方向则平行于细线斜向上mgBBmg如图2中所示图 1图2
