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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,1.,取两个完全相同的长导线,用其中一根绕成如图（,a,）所示的螺线管,当在该螺线管中通以电流强度为,I,的电流时,测得螺线管内中部的磁感应强度大小为,B,若将另一根长导线对折后绕成如图（,b,）所示的螺线管,并通以电流强度也为,I,的电流时,则在螺线管内中部的磁感应强度大小为（ ）,【,解析,】,选,A.,由于图（,b,）中两股导线中电流大小相等、方向相反，它们在螺线管内中部的磁感应强度大小相等，方向相反，故在螺线管内中部的磁感应强度大小为,0,，,A,对，,B,、,C,、,D,错，故选,A.,2.,关于磁感应强度,B,下列说法中正确的是（ ）,A.,磁场中某点,B,的大小,跟放在该点的试探电流元的情况有关,B.,磁场中某点,B,的方向,跟放在该点的试探电流元所受磁场力方向一致,C.,在磁场中某点的试探电流元不受磁场力作用时,该点,B,值大小为零,D.,在磁场中磁感线越密集的地方,磁感应强度越大,【,解析,】,选,D.,磁感应强度是由磁场本身决定的，与试探电流元的情况无关，,A,错；电流元所受磁场力方向与磁感应强度,B,的方向垂直，,B,错；当磁场与电流平行时，安培力等于零，,C,错；磁感线的疏密程度表示磁场的强弱，磁场中磁感线越密集的地方,磁感应强度越大，,D,正确，故选,D.,3.,如图所示,通电细杆,ab,的质量为,m,置于倾角为,的导轨上,导轨和杆间,不光滑,.,通有电流时,杆静止在导轨上,.,如图是四幅侧视图,标出了四种匀强,磁场的方向,其中摩擦力不可能为零的,是（ ）,【,解析,】,选,C.,要使静摩擦力为零，如果,N=0,，必有中安培力的方向竖直向上，与重力的方向相反，可能使,N=0,，,f=0,；如果,N0,，则通电细杆受除静摩擦力,f,以外的其他力的合力只要为零，那么,f=0.,在,A,、,D,中，通电细杆所受的重力,G,、支持力,N,及安培力,F,安,三力的合力可能为零，则通电细杆所受静摩擦力可能为零,.C,中，从通电细杆所受到的重力,G,、支持力,N,及安培力,F,安,三力的方向分析，合力不可能为零，所以通电细杆所受静摩擦力不可能为零,.,故应为,C.,4.(2011,温州模拟,),如图所示，条形磁铁放在光滑的斜面上（斜面固定不动），用平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡，,A,为水平放置的直导线的截面，导线中无电流时，磁铁对斜面的压力为,F,1,；导线中有电流时，磁铁对斜面的压力为,F,2,，此时弹簧的伸长量减小,.,则（ ）,1,F,2,，,A,中电流方向向内,1,F,2,，,A,中电流方向向内,1,F,2,，,A,中电流方向向外,【,解析,】,选,A.,导线中通电时弹簧的,伸长量减小，说明电流与磁铁之间,产生了相互作用力，电流所受的安,培力,F,应该如图所示,.,根据牛顿第三,定律，电流对磁铁的作用力,F,应该如图所示,.F,可分解为沿斜面向上的分力和垂直于斜面向下的分力,.,由左手定则可知，导线中的电流方向应该向里，,F,1,F,2,，故,A,正确,.,5.,如图所示,有两根长为,l,、质量为,m,的细导体棒,a,、,b,a,被水平放置在倾角,为,45,的光滑斜面上, b,被水平固定在,与,a,在同一水平面的另一位置,且,a,、,b,平行,它们之间的距离为,x.,当两细棒中均通以电流强度为,I,的同向电流时,a,恰能在斜面上保持静止,则关于,b,的电流在,a,处产生的磁场的磁感应强度的说法错误的是（ ）,A.,方向向上,B.,大小为,C.,要使,a,仍能保持静止,而减小,b,在,a,处的磁感应强度,可使,b,上移,D.,若使,b,下移,a,将不能保持静止,【,解析,】,选,B.,根据右手定则判断，,b,的电流在,a,处产生的磁场的磁感,应强度方向向上，,A,正确；,a,受力,如图所示，由平衡条件得,F=mg=,BIl,，所以,B,错误；,作如图所示的动态平衡图知，,b,上移,时要使,a,仍能保持静止，,F,可以变小，,a,、,b,间距变大，则,b,在,a,处的磁感应强,度减小，所以,C,正确；若使,b,下移，,F,应变大，但此时,a,、,b,间距变大，则,b,在,a,处的磁感应强度减小，所以,F,将变小，,a,将不能保持静止，,D,正确,.,故选,B.,一、对磁感应强度的理解,1.,磁感应强度是反映磁场性质的物理量，是用比值法定义的,.,2.,匀强磁场：磁感应强度处处相同，磁感线是一组平行且等间距的直线,.,3.,磁感应强度,B,与电场强度,E,的比较,（,1,）电场强度的方向与电荷的受力方向相同或相反，而磁感应强度方向与电流元受安培力方向垂直，满足左手定则,.,（,2,）电荷在电场中一定会受到电场力的作用，而电流在磁场中如果电流方向与磁场方向平行，则不受安培力的作用,.,【,例证,1】,关于磁感应强度，下列说法正确的是（ ）,A.,一小段通电导线放在,B,为零的位置，那么它受到的磁场力也一定为零,B.,通电导线所受的磁场力为零，该处的磁感应强度也一定为零,C.,放置在磁场中,1 m,长的通电导线，通过,1 A,的电流，受到的磁场力为,1 N,，则该处的磁感应强度就是,1 T,D.,磁场中某处的,B,的方向跟电流在该处受到的磁场力,F,的方向相同,【,解题指导,】,求解此题应把握以下两点,:,（,1,）磁感应强度只取决于磁场本身，与试探电流元无关,.,（,2,）电流在磁场中所受的安培力大小与电流方向和磁场方向有关，安培力的方向与磁感应强度方向垂直，满足左手定则,.,【,自主解答,】,选,A.,根据磁感应强度的定义，,A,选项对,.B,选项通电导线（电流,I,）与磁场方向平行时，磁场力为零，磁感应强度不为零，,B,选项错,. C,选项只有通电导线（电流,I,）与磁场方向垂直时，该处磁感应强度大小才为,1 T,，,C,选项错,. D,选项,B,与,F,方向一定垂直，,D,选项错,.,【,变式训练,】,（,2011,深圳模拟）如图所示为某种用来束缚原子的磁场的磁感线分布情况，以,O,点为坐标,原点，沿,z,轴正方向磁感应强度,B,大小的变化,最有可能为,( ),【,解析,】,选,C.,由磁感线的疏密程度表示,B,的大小，因沿,z,轴方向,B,先减小后增大，故最有可能的为,C,图,.,二、通电导体在安培力作用下运动的判断,判定通电导体在安培力作用下的运动或运动趋势，首先必须弄清楚导体所在位置的磁场分布情况，然后利用左手定则准确判定导体的受力情况，进而确定导体的运动方向或运动趋势的方向,.,现对五种常用的方法列表如下：,（,1,）在应用左手定则判定安培力方向时，磁感线方向不一定垂直于电流方向，但安培力方向一定与磁场方向和电流方向垂直，即大拇指一定要垂直于磁场方向和电流方向决定的平面,.,（,2,）有时导体在安培力作用下会出现平动和转动，这时可以应用特殊位置法,.,【,例证,2】,如图所示，把一重力不计的,通电直导线放在蹄形磁铁磁极的正上方，,导线可以自由移动,.,当导线中通有如图所示方向的电流,I,时，,试判断导线的运动情况,.,【,解题指导,】,解答本题时可按以下思路分析：,【,自主解答,】,（,1,）根据如图所示的,导线所处的特殊位置判断其运动情况,.,将导线,AB,从,N,、,S,极的中间,O,分成两段，,由左手定则可得,AO,段所受安培力的方,向垂直于纸面向外，,BO,段所受安培力的方向垂直于纸面向里，可见从上向下看，导线,AB,将绕,O,点逆时针转动,.,（,2,）根据导线转过,90,时的特殊位置,判断其上下运动情况,.,如图所示，导线,AB,此时所受安培力方向竖直向下，导线,将向下运动,.,（,3,）由上述两个特殊位置的判断可知，当导线不在上述的特殊位置时，所受安培力使,AB,逆时针转动的同时还要向下运动,.,【,变式训练,】,一条形磁铁放在水平桌面上，上方靠,S,极一侧吊挂一根与它垂直的导体棒，图中只画出此棒的截面图，并标出导体棒中的电流方向，那么在通电的一瞬间会产生怎样的情况呢？,【,解析,】,如图所示，对导体棒通电后由左手定则可判断导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方，所以在通电的一瞬间，磁铁对桌面的压力会减小，同时磁铁受到向左的摩擦力,.,三、与安培力有关的力学综合问题,1.,安培力的大小,安培力常用公式,F=BIl,，要求两两垂直，应用时要满足：,（,1,）,B,与,l,垂直；,（,2,）,l,是有效长度，即垂直磁感应强度方向的长度；,如弯曲导线的有效长度,l,等于两端点,所连直线的长度（如图所示），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,长度为零，所以闭合线圈通电后在匀强磁场中，受到的安培力的矢量和为零,.,2.,通电导线在磁场中的平衡和加速问题的分析思路：,（,1,）选定研究对象,;,（,2,）变三维为二维，如侧视图、剖面图或俯视图等，并画出平面受力分析图，其中安培力的方向要注意,F,安,B,、,F,安,I.,（,3,）列平衡方程或牛顿第二定律的方程式进行求解,.,3.,安培力做功的特点和实质,（,1,）安培力做功与路径有关，不像重力、电场力做功与路径无关,.,（,2,）安培力做功的实质：起传递能量的作用,.,安培力做正功：是将电源的能量传递给通电导线后转化为导线的动能或转化为其他形式的能,.,安培力做负功：是将其他形式的能转化为电能后储存起来或转化为其他形式的能,.,涉及安培力的运动问题，用动能定理或能量守恒定律有时会比较方便,.,【,例证,3】,（,14,分）如图所示，,两平行金属导轨间的距离,l=0.40 m,，金属导轨所在的平,面与水平面夹角,=37,，在,导轨所在平面内，分布着磁感,应强度,B=0.50 T,，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,E=4.5 V,、内阻,r=0.50 ,的直流电源,.,现把一根质量为,m=0.040 kg,的导体棒,ab,放在金属导轨上，导体棒恰好静止,.,导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻,R,0,=2.5 ,，金属导轨电阻不计，,g,取,10 m/s,2,.,已知,sin37=0.60,，求：,（,1,）通过导体棒的电流；,（,2,）导体棒受到的安培力大小；,（,3,）导体棒受到的摩擦力,.,【,解题指导,】,解答本题时可按以下思路分析：,【,标准解答,】,(1),根据闭合电路欧姆定律,(4,分,),(2),导体棒受到的安培力,F,安,=BIl=0.30 N (4,分,),(3),将重力正交分解，设导体棒所,受重力沿斜面的分力为,F,1,，则,F,1,=mgsin37=0.24 N (2,分,),所以,F,1,B,b,、,b,两处的磁感应强度的大小不等，,B,a,B,a,，所以,B,正确,.,10.,（,2011,浦东模拟）一条形磁铁静止在斜面上，有一水平导线固定在磁铁中心的竖直上方，导线中通有垂直纸面向里的恒定电流,I,，如图所示，若将磁铁的,N,极与,S,极对调后，仍放在斜面上原来的位置，则磁铁对斜面的压力,N,和摩擦力,f,的变化情况分别是（ ）,增大，,f,减小,减小，,f,增大,与,f,都增大,与,f,都减小,【,解析,】,选,C.,磁铁周围的磁场如,(a),图所示，由左手定则可判断出电流所受的安培力方向如（,a,）图所示,.,根据牛顿第三定律可判断出电流对,磁铁的作用力如（,b,）图所示,.,此时,电流对磁铁的安培力斜向上,.,如果,将磁铁的,N,极和,S,极对调之后，电流,对磁铁的安培力将反向，此时磁铁,对斜面的压力将增大，磁铁下滑的,趋势也增大，所以磁铁与斜面之间,的摩擦力也随之增大，故,C,正确,.,【,方法技巧,】,应用牛顿第三定律转换研究对象分析电流对磁铁的作用力,（,1,）熟练掌握磁铁周围的磁感线分布情况，并根据解题需要准确画出电流所在位置的磁感线情况,.,（,2,）选电流为研究对象，利用左手定则准确判断并画出磁铁对电流的安培力方向,.,（,3,）根据牛顿第三定律，磁铁对电流的作用力与电流对磁铁的作用力应当是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，画出电流对磁铁的安培力方向,.,（,4,）利用平衡知识分析磁铁所受的其他力的变化情况,.,二、非选择题（本大题共,2,小题，共,30,分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位）,11.,（,2011,大连模拟）（,14,分）水平放置的光滑金属导轨宽,L=0.2 m,，接有电源电动势,E=3 V,，电源内阻及导轨电阻不计,.,匀强磁场竖直向下穿过导轨，磁感应强度,B=1 T.,导体棒,ab,的电阻,R=6 ,，质量,m=10 g,，垂直放在导轨上并良好接触，求合上开关的瞬间，,（,1,）金属棒受到安培力,的大小和方向；,（,2,）金属棒的加速度,.,【,解析,】,（,1,）闭合电键的瞬间，回路中的,电流 （,4,分）,ab,棒所受安培力,F,安,=BIL=0.1 N,（,4,分）,由左手定则知方向水平向右 （,2,分）,（,2,）由牛顿第二定律知,（,2,分）,方向水平向右 （,2,分）,答案：,（,1,）,0.1 N,水平向右,（,2,）,10 m/s,2,，方向水平向右,12.(16,分,),如图所示,PQ,和,EF,为水,平放置的平行金属导轨,间距为,L=1.0 m,导体棒,ab,跨放在导轨,上,棒的质量为,m=20 g,棒的中,点用细绳经轻滑轮与物体,c,相连,物体,c,的质量,M=30 g.,在垂直导轨平面方向存在磁感应强度,B=0.2 T,的匀强磁场,磁场方向竖直向上,重力加速度,g,取,10 m/s,2,.,若导轨是粗糙的,且导体棒与导轨间的最大静摩擦力为导体棒,ab,重力的倍,若要保持物体,c,静止不动,应该在棒中通入多大的电流,?,电流的方向如何,?,【,解题提示,】,（,1,）,ab,棒刚好不动时，,ab,中的安培力最大或最小,.,（,2,）,ab,棒刚好不动有两种可能：一是刚好不右滑，二是刚好不左滑,.,【,解析,】,因导轨粗糙,设棒和导轨之间的最大静摩擦力为,f,m,.,若,BILMg,则静摩擦力的方向与细绳的拉力方向相同,设,此时电流为,I,1,则有,BI,1,L-M,g,f,m,=0.5mg,(4,分,),解得,I,1,(2,分,),若,BILMg,则静摩擦力的方向与细绳的拉力方向相反,设此时电流为,I,2,则有,Mg-BI,2,Lf,m,=0.5mg,(4,分,),解得,I,2,(2,分,),即,ab,棒中的电流为,1.0 AI2.0 A.,(2,分,),根据左手定则判断,棒中的电流方向为由,a,到,b.(2,分,),答案：,1.0 AI2.0 A,方向由,a,到,b,Thank you!,
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