《高中物理：5.4《探究安培力》课件（沪科版选修3-1）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理：5.4《探究安培力》课件（沪科版选修3-1）（66页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1.1.在探究安培力的方向与电流方向、磁场方向的关系在探究安培力的方向与电流方向、磁场方向的关系时时, ,能否同时改变二者的方向能否同时改变二者的方向? ?提示：提示：不能同时改变二者的方向不能同时改变二者的方向, ,应该利用控制变量法应该利用控制变量法, ,保持磁场方向或电流方向不变保持磁场方向或电流方向不变, ,探究安培力的方向与变探究安培力的方向与变化量的关系化量的关系, ,若两者都变化若两者都变化, ,影响变化的原因难以确定影响变化的原因难以确定. .2.2.试探讨安培力的方向与磁场方向、电流方向的关系试探讨安培力的方向与磁场方向、电流方向的关系. .提示：提示：由左手定则知，安培力的
2、方向既跟磁场方向垂由左手定则知，安培力的方向既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直，即安培力的方向总是垂直于直，又跟电流方向垂直，即安培力的方向总是垂直于磁感线和通电导线所在的平面磁感线和通电导线所在的平面. .3.3.安培力垂直于导线、垂直于磁场方向，那么电流也安培力垂直于导线、垂直于磁场方向，那么电流也一定与磁场垂直吗？一定与磁场垂直吗？提示：提示：根据左手定则，通电导线在磁场中所受安培力根据左手定则，通电导线在磁场中所受安培力一定垂直于导线、垂直于磁场，但由于导线可以沿任一定垂直于导线、垂直于磁场，但由于导线可以沿任何方向放入磁场，所以电流不一定与磁场垂直何方向放入磁场，所以电流不一定与磁场
3、垂直. .【典例典例1 1】(2010(2010杭州高二检测杭州高二检测) )在在xOyxOy平面中有一通平面中有一通电直导线电直导线abab与与OxOx、OyOy轴相交，导线中的电流方向如图轴相交，导线中的电流方向如图所示所示. .该区域有匀强磁场，通电该区域有匀强磁场，通电直导线所受安培力的方向与直导线所受安培力的方向与OzOz轴的正方向相同，该磁场的磁轴的正方向相同，该磁场的磁感应强度的方向可能是感应强度的方向可能是( )( )A.A.沿沿x x轴负方向轴负方向 B.B.沿沿y y轴负方向轴负方向C.C.沿沿z z轴正方向轴正方向 D.D.沿沿z z轴负方向轴负方向【思路点拨思路点拨】解
4、答本题应按如下思路进行：解答本题应按如下思路进行：(1)(1)在原图中标出电流方向与安培力方向在原图中标出电流方向与安培力方向. .(2)(2)用左手定则确定磁场方向的指向范围用左手定则确定磁场方向的指向范围. .(3)(3)注意磁感线的斜穿手心情况，即正确分解磁感应强注意磁感线的斜穿手心情况，即正确分解磁感应强度度. .【自主解答自主解答】选选A A、B.B.当电流方当电流方向与磁场方向不垂直时，可以向与磁场方向不垂直时，可以将磁感应强度进行分解，分解将磁感应强度进行分解，分解为与电流方向垂直的分量和与为与电流方向垂直的分量和与电流方向平行的分量电流方向平行的分量. .根据左手根据左手定则，
5、手心应与磁感应强度垂直电流方向的分量垂直定则，手心应与磁感应强度垂直电流方向的分量垂直. .当磁感应强度的方向为当磁感应强度的方向为x x轴负方向或轴负方向或y y轴负方向时，都轴负方向时，都有与电流垂直的分量，根据左手定则，受力方向都沿有与电流垂直的分量，根据左手定则，受力方向都沿z z轴正方向，如图所示轴正方向，如图所示.A.A、B B正确正确. .【典例典例2 2】如图所示，把轻质导电线如图所示，把轻质导电线圈用绝缘细线悬挂在磁铁圈用绝缘细线悬挂在磁铁N N极附近，极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面，当线圈内通入如图方于线圈平面，当线圈内通入如
6、图方向的电流后，则线圈向的电流后，则线圈( )( )A.A.向左运动向左运动 B.B.向右运动向右运动C.C.静止不动静止不动 D.D.无法确定无法确定【思路点拨思路点拨】解答本题一般按如下思路进行：解答本题一般按如下思路进行：(1)(1)明确电流周围磁场的分布情况明确电流周围磁场的分布情况.(2).(2)用左手定则确定用左手定则确定各部分电流受安培力方向情况各部分电流受安培力方向情况.(3).(3)根据受力确定物体根据受力确定物体运动情况运动情况.(4).(4)也可以用等效法、结论法等简洁方法直也可以用等效法、结论法等简洁方法直接判定接判定. .【自主解答自主解答】选选A.A.方法一：等效法
7、方法一：等效法. .把通把通电线圈等效成小磁针电线圈等效成小磁针. .由安培定则，线圈由安培定则，线圈等效成小磁针后，左端是等效成小磁针后，左端是S S极，右端是极，右端是N N极，异名磁极相吸引，线圈向左运动极，异名磁极相吸引，线圈向左运动. .方法二：电流元法方法二：电流元法. .如图所示，取其中的上、下两小段如图所示，取其中的上、下两小段分析，根据其中心对称性线圈所受安培力的合力水平分析，根据其中心对称性线圈所受安培力的合力水平向左，故线圈向左运动向左，故线圈向左运动. .1.1.通电导线如果在磁场中不受安培力作用，能否说明通电导线如果在磁场中不受安培力作用，能否说明该处磁感应强度为零？
8、该处磁感应强度为零？提示：提示：不能不能. .当把通电导线与磁场平行放置时，导线所当把通电导线与磁场平行放置时，导线所受安培力为零，但该处的磁感应强度不为零受安培力为零，但该处的磁感应强度不为零. .2.2.匀强磁场中，当通电导线与磁场方向垂直时，导线受匀强磁场中，当通电导线与磁场方向垂直时，导线受到的安培力为到的安培力为F=IlBF=IlB，所以导线所在位置处的磁感应强，所以导线所在位置处的磁感应强度度 这是磁感应强度的另一种定义方法这是磁感应强度的另一种定义方法. .由此我们能由此我们能否判断，否判断，B B与与F F成正比，与成正比，与IlIl成反比？当把磁场中某受力成反比？当把磁场中某
9、受力通电导线取走后，该处的磁感应强度为零吗？通电导线取走后，该处的磁感应强度为零吗？提示：提示：磁感应强度磁感应强度B B由磁场本身决定，与放入的通电导由磁场本身决定，与放入的通电导线无关，所以不能说线无关，所以不能说B B与与F F成正比，与成正比，与IlIl成反比成反比. .当把磁当把磁场中某点的通电导线取走后，该处的磁感应强度不变，场中某点的通电导线取走后，该处的磁感应强度不变，并不为零并不为零. .3.3.当通电导线与磁场方向既不垂直也不当通电导线与磁场方向既不垂直也不平行时所受安培力如何计算？平行时所受安培力如何计算？提示：提示：如图，假设通电导线与磁场方向如图，假设通电导线与磁场方
10、向成成角，可以把磁感应强度角，可以把磁感应强度B B分解为两分解为两个分量，与电流方向垂直的分量个分量，与电流方向垂直的分量B B1 1=Bsin=Bsin，与电流平，与电流平行的分量行的分量B B2 2=Bcos=Bcos，B B2 2分量不会对电流产生安培力，分量不会对电流产生安培力，所以此通电导线所受的安培力即为分量所以此通电导线所受的安培力即为分量B B1 1对导线的安对导线的安培力培力F=ILBF=ILB1 1=ILBsin.=ILBsin.4.4.磁场越强，放入磁场中的通电导线所受安培力一定磁场越强，放入磁场中的通电导线所受安培力一定越大吗？越大吗？提示：提示：由于通电导线所受安培
11、力大小与电流大小、导由于通电导线所受安培力大小与电流大小、导线长度、磁场的强弱以及导线与磁场方向夹角有关系，线长度、磁场的强弱以及导线与磁场方向夹角有关系，所以磁场越强通电导线所受安培力不一定越大所以磁场越强通电导线所受安培力不一定越大. .【典例典例3 3】(2010(2010泰州高二检测泰州高二检测) )如如图所示，质量为图所示，质量为m m的导体棒的导体棒MNMN静止在静止在水平导轨上，导轨宽度为水平导轨上，导轨宽度为L L，已知电，已知电源的电动势为源的电动势为E E，内阻为，内阻为r r，导体棒，导体棒的电阻为的电阻为R R，其余接触电阻不计，磁场方向垂直导体棒斜，其余接触电阻不计，
12、磁场方向垂直导体棒斜向上与水平面的夹角为向上与水平面的夹角为，磁感应强度为，磁感应强度为B B，求轨道对导，求轨道对导体棒的支持力和摩擦力体棒的支持力和摩擦力. .【思路点拨思路点拨】解答此题应明确以下三点解答此题应明确以下三点: :(1)(1)将立体图转为投影图进行受力分析将立体图转为投影图进行受力分析. .(2)(2)用左手定则判断通电导线受的安培力用左手定则判断通电导线受的安培力. .(3)(3)正交分解法处理平衡问题正交分解法处理平衡问题. .【自主解答自主解答】本题为涉及安培力时的物本题为涉及安培力时的物体平衡问题体平衡问题, ,通过对通电导体棒的受力通过对通电导体棒的受力分析分析,
13、 ,根据共点力平衡方程求解根据共点力平衡方程求解. .棒的受棒的受力分析如图所示：力分析如图所示：由闭合电路欧姆定律由闭合电路欧姆定律由安培力公式由安培力公式F=BIL,F=BIL,由共点力平衡条件由共点力平衡条件Fsin=FFsin=Ff f, ,F FN N+Fcos=mg,+Fcos=mg,整理得整理得答案答案: : 知识点知识点1 1：安培力的方向：安培力的方向1.(20091.(2009海南高考海南高考) )一根容易形变的弹性导线，两端固一根容易形变的弹性导线，两端固定定. .导线中通有电流导线中通有电流, ,方向如图中箭头所示方向如图中箭头所示. .当没有磁场时当没有磁场时, ,导
14、线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右导线呈直线状态；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图示中正确的是( )( )【解析解析】选选D.AD.A图中导线不受力，故它不会弯曲，图中导线不受力，故它不会弯曲，A A错；错；B B图中导线受到垂直纸面向里的安培力，它不会向右弯图中导线受到垂直纸面向里的安培力，它不会向右弯曲，曲，B B错；错；C C中导线受到水平向右的安培力，导线不会中导线受到水平向右的安培力，导线不会向左弯曲，向左弯曲，C C错；错；D D中导线受到水平向右的安培力，故
15、中导线受到水平向右的安培力，故它向右弯曲，它向右弯曲，D D对对. .2.2.如图所示，三根通电长直导线如图所示，三根通电长直导线P P、Q Q、R R互相平行且通互相平行且通过正三角形的三个顶点，三条导线中通有大小相等、方过正三角形的三个顶点，三条导线中通有大小相等、方向垂直纸面向里的电流向垂直纸面向里的电流. .通过直导线产生的磁场的磁感通过直导线产生的磁场的磁感应强度应强度B B ，I I为通电导线的电流大小，为通电导线的电流大小，r r为与通电导为与通电导线的距离，线的距离，k k为常量为常量. .则通电导线则通电导线R R受到的磁场力的方向受到的磁场力的方向是是( )( )A.A.垂
16、直垂直R R，指向，指向y y轴负方向轴负方向B.B.垂直垂直R R，指向，指向y y轴正方向轴正方向C.C.垂直垂直R R，指向，指向x x轴负方向轴负方向D.D.垂直垂直R R，指向，指向x x轴正方向轴正方向【解析解析】选选A.A.安培力的方向与电流方向垂直，安培力的方向与电流方向垂直，P P、Q Q在在R R处产生的合磁场方向沿处产生的合磁场方向沿x x轴正方向，由左手定则可以判轴正方向，由左手定则可以判断出断出R R受到的磁场力方向指向受到的磁场力方向指向y y轴负方向，轴负方向，A A正确正确. .3.3.如图所示，把一重力不计可自由运如图所示，把一重力不计可自由运动的通电直导线动
17、的通电直导线ABAB水平放在蹄形磁铁水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，当通以图示方向的电磁极的正上方，当通以图示方向的电流时，导线的运动情况是流时，导线的运动情况是( (从上往下从上往下看看)( )( )A.A.顺时针方向转动，同时下降顺时针方向转动，同时下降B.B.顺时针方向转动，同时上升顺时针方向转动，同时上升C.C.逆时针方向转动，同时下降逆时针方向转动，同时下降D.D.逆时针方向转动，同时上升逆时针方向转动，同时上升【解析解析】选选C.C.两个磁极对电流的安培力方向不同，把两个磁极对电流的安培力方向不同，把电流分为两部分，左半部分受力方向向外，右半部分电流分为两部分，左半部分受力方向向外，
18、右半部分受力方向向里受力方向向里. .从上往下看，通电导线将沿着逆时针方从上往下看，通电导线将沿着逆时针方向转动向转动. .当导线转到垂直于纸面的方向时，电流受力向当导线转到垂直于纸面的方向时，电流受力向下，导线将向下运动，下，导线将向下运动，C C项正确项正确. . 知识点知识点2 2：安培力的大小：安培力的大小4.4.如图所示，在平面如图所示，在平面M M内放有一半径为内放有一半径为r r的半圆形导的半圆形导线，导线中所通的电流为线，导线中所通的电流为I I1 1，在半，在半圆线圈圆心圆线圈圆心O O处垂直平面处垂直平面M M放一长直放一长直导线，导线中通以向上的电流导线，导线中通以向上的
19、电流I I2 2. .已已知长直导线在半圆形导线处产生的知长直导线在半圆形导线处产生的磁感应强度为磁感应强度为B B，则半圆形导线所受的安培力的大小是，则半圆形导线所受的安培力的大小是( )( )A.2BIA.2BI1 1r B.2BIr B.2BI2 2r C.BIr C.BI1 1r D.0r D.0【解析解析】选选D.D.直线电流产生的磁场是一组同心圆，直线电流产生的磁场是一组同心圆，I I1 1为半圆形电流，与磁场方向平行，所以半圆形导线不为半圆形电流，与磁场方向平行，所以半圆形导线不受安培力，受安培力，D D项正确项正确. .5.(20105.(2010聊城高二检测聊城高二检测) )
20、如图所示如图所示, ,在磁感应强度为在磁感应强度为1 T1 T的匀强磁场中的匀强磁场中, ,有两根相同的弹簧有两根相同的弹簧, ,下面挂一条长下面挂一条长0.5 m,0.5 m,质量为质量为0.1 kg0.1 kg的金属棒的金属棒MN,MN,不通电时弹簧伸长不通电时弹簧伸长10 cm,10 cm,欲使弹簧恢复到原长，则棒上应通过的电流的欲使弹簧恢复到原长，则棒上应通过的电流的大小和方向如何大小和方向如何?(g?(g取取10 m/s10 m/s2 2) )【解析解析】导线所受安培力的大小导线所受安培力的大小F=ILB,F=ILB,要使弹簧不伸长，导线所受安培力的方向应向上且大要使弹簧不伸长，导线
21、所受安培力的方向应向上且大小与重力相等小与重力相等F=mgF=mg解得：解得：I=2 AI=2 A由左手定则判断电流方向自左向右由左手定则判断电流方向自左向右. .答案答案: :2 A 2 A 自左向右自左向右6.(20106.(2010徐州高二检测徐州高二检测) )如图所示，平行金属导轨如图所示，平行金属导轨PQPQ与与MNMN都与水平面成都与水平面成角，相距为角，相距为l.l.一根质量为一根质量为m m的金属棒的金属棒abab在导轨上，并保持水平方向，在导轨上，并保持水平方向，abab棒内通有恒定电流，电棒内通有恒定电流，电流大小为流大小为I I，方向从，方向从a a到到b.b.空间存在着
22、方向与导轨平面垂空间存在着方向与导轨平面垂直的匀强磁场，直的匀强磁场，abab棒在磁场力作用下保持静止，并且棒棒在磁场力作用下保持静止，并且棒与导轨间没有摩擦力与导轨间没有摩擦力. .求磁感应强度求磁感应强度B B的大小和方向的大小和方向. .【解析解析】金属棒受力如图所示金属棒受力如图所示. .根据力的平衡条件可知：根据力的平衡条件可知：F F安安=mgsin=mgsin而而F F安安=BIl=BIl可得可得B=B=由左手定则可知，由左手定则可知，B B的方向垂直导轨平面向下的方向垂直导轨平面向下答案答案: : 方向垂直导轨平面向下方向垂直导轨平面向下一、选择题一、选择题( (本题包括本题包
23、括6 6个小题，每小题个小题，每小题3 3分，共分，共1818分分) )1.(20101.(2010益阳高二检测益阳高二检测) )在下列各图中，分别标出了在下列各图中，分别标出了磁场磁场B B的方向，电流的方向，电流I I的方向和导线所受安培力的方向和导线所受安培力F F的方向，的方向，其中正确的是其中正确的是( )( )【解析解析】选选C.C.本题考查用左手定则判断安培力的方向本题考查用左手定则判断安培力的方向. .根据左手定则根据左手定则, ,四指指向电流方向四指指向电流方向, ,让磁感线垂直穿入让磁感线垂直穿入手心手心, ,则大拇指所指的方向即是安培力的方向则大拇指所指的方向即是安培力的
24、方向, ,只有只有C C符符合左手定则合左手定则. .故正确答案为故正确答案为C.C.2.2.一根长为一根长为0.2 m0.2 m、电流为、电流为2 A2 A的通电导线，放在磁感的通电导线，放在磁感应强度为应强度为0.5 T 0.5 T 的匀强磁场中，受到的安培力大小可的匀强磁场中，受到的安培力大小可能是能是( )( )A.0.4 N B.0.2 N C.0.1 N D.0A.0.4 N B.0.2 N C.0.1 N D.0【解析解析】选选B B、C C、D.D.由安培力的公式由安培力的公式F=ILBsinF=ILBsin可知，可知，安培力的大小与安培力的大小与I I和和B B的夹角有关的夹
25、角有关. .当当=90=90时，时，F F最大，最大，F Fmaxmax=ILB=2=ILB=20.20.20.5 N=0.2 N.0.5 N=0.2 N.当当=0=0时，时，F F最小，最小，F Fminmin=0=0，故，故F F的大小范围是的大小范围是0F0.2 N,0F0.2 N,故选故选B B、C C、D.D.3.3.在赤道上竖立一避雷针在赤道上竖立一避雷针. .当一团带负电的乌云经过其当一团带负电的乌云经过其正上方时，避雷针发生放电，则地磁场对避雷针的作正上方时，避雷针发生放电，则地磁场对避雷针的作用力用力( )( )A.A.向东向东 B.B.向西向西C.C.向南向南 D.D.向北
26、向北【解析解析】选选B.B.作出如图所示的方位图，带作出如图所示的方位图，带负电的云层放电，则避雷针中的电流方向负电的云层放电，则避雷针中的电流方向竖直向上，由左手定则判断，地磁场对避竖直向上，由左手定则判断，地磁场对避雷针的作用力向西，雷针的作用力向西，B B项正确项正确. .4.4.在如图所示电路中，电池均相同，当电键在如图所示电路中，电池均相同，当电键S S分别置于分别置于a a、b b两处时，导线两处时，导线MMMM与与NNNN之间的安培力的大小分之间的安培力的大小分别为别为f fa a、f fb b，可判断这两段导线，可判断这两段导线( )( )A.A.相互吸引，相互吸引，f fa
27、affb b B. B.相互排斥，相互排斥，f fa affb bC.C.相互吸引，相互吸引，f fa affb b D. D.相互排斥，相互排斥，f fa affb b【解析解析】选选D.D.电键电键S S闭合后，闭合后，MMMM、NNNN中产生平行反中产生平行反向电流，据安培定则和左手定则可知，两导线相互排向电流，据安培定则和左手定则可知，两导线相互排斥，斥，A A、C C错；电键错；电键S S置于置于b b处时，两段导线中的电流较处时，两段导线中的电流较大，导线产生较强的磁场，对另一导线产生较大的安大，导线产生较强的磁场，对另一导线产生较大的安培斥力，即培斥力，即f fa affb b，
28、故，故B B错，错，D D对对. .5.5.一条形磁铁放在水平桌面上，在它一条形磁铁放在水平桌面上，在它的上方靠的上方靠S S极一侧吊挂一根与它垂直极一侧吊挂一根与它垂直的导体棒，图中只画出此棒的横截面的导体棒，图中只画出此棒的横截面图，并标出此棒中的电流是流向纸内的，在通电的一图，并标出此棒中的电流是流向纸内的，在通电的一瞬间可能产生的情况是瞬间可能产生的情况是( )( )A.A.磁铁对桌面的压力减小磁铁对桌面的压力减小B.B.磁铁对桌面的压力增大磁铁对桌面的压力增大C.C.磁铁受到向右的摩擦力磁铁受到向右的摩擦力D.D.磁铁受到向左的摩擦力磁铁受到向左的摩擦力【解析解析】选选A A、D.D
29、.对导体棒，通电后，由左手定则，导对导体棒，通电后，由左手定则，导体棒受到斜向左下的安培力，由牛顿第三定律可得，体棒受到斜向左下的安培力，由牛顿第三定律可得，磁铁受到导体棒的作用力应斜向右上，所以在通电的磁铁受到导体棒的作用力应斜向右上，所以在通电的一瞬间，磁铁对桌面的压力减小，磁铁受到向左的摩一瞬间，磁铁对桌面的压力减小，磁铁受到向左的摩擦力，因此擦力，因此A A、D D正确正确. .6.(20106.(2010常州高二检测常州高二检测) )某专家设计了一种新型电磁某专家设计了一种新型电磁船，它不需螺旋桨推进器，航行时平稳而无声，时速船，它不需螺旋桨推进器，航行时平稳而无声，时速可达可达10
30、0100英里英里. .这种船的船体上安装一组强大的超导线这种船的船体上安装一组强大的超导线圈，在两侧船舷装上一对电池，导电的海水在磁场力圈，在两侧船舷装上一对电池，导电的海水在磁场力作用下即会推动船舶前进作用下即会推动船舶前进. .如图所示是超导电磁船的简如图所示是超导电磁船的简化原理图，化原理图，ABAB和和CDCD是与电池相连的导体，磁场由超导是与电池相连的导体，磁场由超导线圈产生线圈产生. .以下说法正确是以下说法正确是( )( )A.A.船体向右运动船体向右运动B.B.船体向左运动船体向左运动C.C.无法断定船体向哪个方向运动无法断定船体向哪个方向运动D.D.这种新型电磁船会由于良好的
31、动力性能而提高船速这种新型电磁船会由于良好的动力性能而提高船速【解析解析】选选A A、D.D.海水中电流方向从海水中电流方向从CDCD流向流向ABAB，由左手，由左手定则知，此电流受到向左的安培力，船在海水的反冲定则知，此电流受到向左的安培力，船在海水的反冲作用下，将向右运动，作用下，将向右运动，A A正确正确. .该船靠安培力作为动力，该船靠安培力作为动力，不需螺旋桨推进器，航行时平稳而无声，提高了船速，不需螺旋桨推进器，航行时平稳而无声，提高了船速，D D正确正确. .二、非选择题二、非选择题(12(12分分) )7.(20107.(2010大连模拟大连模拟) )水平放置的光水平放置的光滑
32、金属导轨宽滑金属导轨宽l=0.2 m,l=0.2 m,接有电源电接有电源电动势动势E=3 V,E=3 V,电源内阻及导轨电阻不电源内阻及导轨电阻不计计. .匀强磁场竖直向下穿过导轨匀强磁场竖直向下穿过导轨, ,磁感应强度磁感应强度B=1 T.B=1 T.导导体棒体棒abab的电阻的电阻R=6 ,R=6 ,质量质量m=10 g,m=10 g,垂直放在导轨上并垂直放在导轨上并良好接触良好接触( (如图如图),),求合上开关的瞬间求合上开关的瞬间: :(1)(1)金属棒受到安培力的大小和方向金属棒受到安培力的大小和方向; ;(2)(2)金属棒的加速度金属棒的加速度. .【解析解析】(1)I= =0.
33、5 A(1)I= =0.5 AF=BIl=1F=BIl=10.50.50.2 N=0.1 N,0.2 N=0.1 N,方向水平向右方向水平向右(2)a= m/s(2)a= m/s2 2=10 m/s=10 m/s2 2, ,方向水平向右方向水平向右答案答案: :(1)0.1 N (1)0.1 N 水平向右水平向右 (2)10 m/s(2)10 m/s2 2, ,水平向右水平向右1.(51.(5分分) )图示的装置中，劲度系数图示的装置中，劲度系数较小的金属轻弹簧下端恰好浸到较小的金属轻弹簧下端恰好浸到水银面，电源电动势足够大水银面，电源电动势足够大. .当闭当闭合开关合开关S S后，弹簧将后，
34、弹簧将( )( )A.A.保持静止保持静止 B.B.收缩收缩C.C.变长变长 D.D.不断上下振动不断上下振动【解析解析】选选D.D.在开关闭合的瞬间，有电流流过弹簧，在开关闭合的瞬间，有电流流过弹簧，弹簧可以看成由很多匝环形电流组成，每一匝环形电弹簧可以看成由很多匝环形电流组成，每一匝环形电流相当于一个小的条形磁铁，由右手螺旋定则可以判流相当于一个小的条形磁铁，由右手螺旋定则可以判断出各匝相互吸引断出各匝相互吸引. .弹簧收缩后脱离水银，弹簧中无电弹簧收缩后脱离水银，弹簧中无电流，各匝不再相互吸引，弹簧恢复原长，又与水银接流，各匝不再相互吸引，弹簧恢复原长，又与水银接触；接触，通电，再又重复
35、上述过程触；接触，通电，再又重复上述过程. .故弹簧不断上下故弹簧不断上下振动振动. .2.(62.(6分分) )在原子反应堆中抽动液态金在原子反应堆中抽动液态金属等导电液时，由于不允许传动机属等导电液时，由于不允许传动机械部分与这些流体相接触，常使用械部分与这些流体相接触，常使用一种电磁泵，如图表示这种电磁泵一种电磁泵，如图表示这种电磁泵的结构，将导管置于磁场中，当电流的结构，将导管置于磁场中，当电流I I穿过导电液时，这穿过导电液时，这种导电液即被驱动种导电液即被驱动. .若导管的内横截面积为若导管的内横截面积为ahah，磁场区，磁场区域的宽度为域的宽度为L L，磁感应强度为，磁感应强度为
36、B B，导电液穿过磁场区域的，导电液穿过磁场区域的电流为电流为I I，求驱动力所产生的压强，求驱动力所产生的压强. .【解析解析】磁场垂直导管向外，通电导管的电流方向竖磁场垂直导管向外，通电导管的电流方向竖直向上直向上, ,通电导电液的有效长度为通电导电液的有效长度为h.h.故通电导电液所受故通电导电液所受安培力安培力F=IhBF=IhB，方向水平向右，在此力作用下，导电液，方向水平向右，在此力作用下，导电液向右运动向右运动. .此安培力产生的压强此安培力产生的压强答案答案: :3.(20103.(2010镇江高二检测镇江高二检测)(9)(9分分) )质量为质量为m=0.02 kgm=0.02
37、 kg的通电细杆，的通电细杆，abab置于倾角置于倾角=37=37的平行放置的平行放置的导轨上，导轨宽度为的导轨上，导轨宽度为d=0.2 md=0.2 m，杆杆abab与导轨间的动摩擦因数与导轨间的动摩擦因数=0.40.4，磁感应强度，磁感应强度B=2 T B=2 T 的匀强磁场与导轨平面垂直且的匀强磁场与导轨平面垂直且方向向下，如图所示方向向下，如图所示. .现调节滑动变阻器的触头，试求现调节滑动变阻器的触头，试求出为使杆出为使杆abab静止不动，通过静止不动，通过abab杆电流的范围杆电流的范围.(g.(g取取10 m/s10 m/s2 2) )【解析解析】如图如图(a)(a)、(b)(b
38、)所示，画出侧面受力图，建立所示，画出侧面受力图，建立坐标系坐标系. .在图在图(a)(a)中，由平衡条件得中，由平衡条件得F F1 1-mgsin-F-mgsin-Ff1f1=0 F=0 FN N-mgcos=0-mgcos=0F Ff1f1=F=FN N F F1 1=BI=BImaxmaxd d联立上述各式解得联立上述各式解得I Imaxmax=0.46 A.=0.46 A.在图在图(b)(b)中，由平衡条件得：中，由平衡条件得：F F2 2+F+Ff2f2-mgsin=0-mgsin=0F FN N-mgcos=0-mgcos=0F Ff2f2=F=FN NF F2 2=BI=BIminmind d联立各式解得联立各式解得I Iminmin=0.14 A.=0.14 A.答案答案: :0.14 AI0.46 A0.14 AI0.46 A同学们来学校和回家的路上要注意安全同学们来学校和回家的路上要注意安全
