高二物理磁場(chǎng)安培力知識(shí)梳理及練習(xí)

2017-06-16 06:20:49 　來源：網(wǎng)絡(luò)整理

高二物理磁場(chǎng)安培力一、知識(shí)梳理 1．安培力概念電流在磁場(chǎng)中受到磁場(chǎng)對(duì)它的作用力，叫安培力.磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線中定向移動(dòng)的電荷有力的作用，磁場(chǎng)對(duì)這些定向移動(dòng)電荷的作用力的

高二物理磁場(chǎng)安培力

　　一、知識(shí)梳理

　　1．安培力概念

　　電流在磁場(chǎng)中受到磁場(chǎng)對(duì)它的作用力，叫安培力.磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線中定向移動(dòng)的電荷有力的作用，磁場(chǎng)對(duì)這些定向移動(dòng)電荷的作用力的宏觀表現(xiàn)，即為安培力.

　　2．安培力大小

　　，

　　式中L為磁場(chǎng)中通電直導(dǎo)線的長(zhǎng)度，θ為磁場(chǎng)方向與電流方向的夾角

　　當(dāng)通電直導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，所受磁場(chǎng)力較小，為零；當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，所受磁場(chǎng)力較大，；通常安培力F的大小介于0和BIL之間.

　　3．安培力方向

　�。�1）安培力的方向既與磁場(chǎng)方向垂直，又與通電導(dǎo)線方向垂直，即F總是垂直于磁場(chǎng)與導(dǎo)線所決定的平面，但B與I的方向不一定垂直.

　　（2）左手定則：伸開左手，使拇指與其余四指垂直，且與手掌都在同一平面內(nèi)，讓磁感線穿入掌心，并使四指指向電流方向，則大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線所受安培力的方向。

　�。�3）平行通電直導(dǎo)線間作用力特點(diǎn)：同向電流互相吸引，反向電流互相排斥.

　　4．安培力可對(duì)導(dǎo)線做功

　　安培力做功的實(shí)質(zhì)是起傳遞能量的作用，將電源的能量傳遞給通電導(dǎo)線，而磁場(chǎng)本身并不提供能量

　　訓(xùn)練A

　　例1下列關(guān)于通電直導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中受安培力的說法中，正確的是（）

　　A.安培力的大小只和磁場(chǎng)的強(qiáng)弱、電流大小有關(guān)

　　B.安培力的方向與磁場(chǎng)方向垂直，同時(shí)又與電流方向垂直

　　C.若通電導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力為零，則導(dǎo)線所在處磁感應(yīng)強(qiáng)度必為零

　　D.若某段導(dǎo)線在磁場(chǎng)中取某一方向時(shí)受到的磁場(chǎng)力較大，此時(shí)導(dǎo)線必與磁場(chǎng)方向垂直

　　變式訓(xùn)練1如圖所示，abcd四邊形閉合線框，a、c、d三點(diǎn)分別在三個(gè)正交軸上，坐標(biāo)值均等于L，整個(gè)空間處于平行于+y方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，通入電流I方向如圖所示，關(guān)于四邊形的四條邊所受到的安培力的大小下述正確的是（）

　　A.ab邊與ad受到的安培力大小相等；

　　B.cd邊受到的安培力較大；

　　C.cd邊與ad受到的安培力大小相等；

　　D.ad邊不受安培力的作用；

　　例2如圖所示，一根條形磁鐵放在水平桌面上，在其左端上方固定一根與磁鐵垂直的長(zhǎng)直導(dǎo)線．當(dāng)導(dǎo)線中通以圖示方向的電流時(shí)，則()

　　A．磁鐵對(duì)桌面的壓力減小，且受到向左的摩擦力作用．

　　B．磁鐵對(duì)桌面的壓力減小，且受到向右的摩擦力作用．

　　C．磁鐵對(duì)桌面的壓力增大，且受到向左的摩擦力作用．

　　D．磁鐵對(duì)桌面的壓力增大，且受到向右的摩擦力作用．

　　變式訓(xùn)練2如圖所示，一條形磁鐵靜止在斜面上，現(xiàn)在在磁鐵上方放置一通以如圖中所示方向電流的導(dǎo)線，磁鐵仍保持靜止，則磁鐵所受到斜面的支持力N和摩擦力f的變化情況是（）

　　A．N變小，f變大       B．N變小，f變小

　　C．N變大，f變大           D．N變大，f變小

　　例3如圖所示，在條形磁鐵S極附近懸掛一個(gè)圓線圈，線圈與水平磁鐵位于同一平面內(nèi)，當(dāng)線圈中電流沿圖示的方向流動(dòng)時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)(   )

　　A.線圈向磁鐵平移

　　B.線圈遠(yuǎn)離磁鐵平移

　　C.從上往下看，線圈順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近磁鐵

　　D.從上往下看，線圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近磁鐵

　　變式訓(xùn)練3如圖所示,通電圓線圈套在條形磁鐵右端,磁場(chǎng)對(duì)通電線圈作用的結(jié)果使（）

　　A．圓面積有被拉大的傾向       B．圓面積有被壓小的傾向

　　C．線圈將向左平移               D．線圈將向右平移

　　變式訓(xùn)練4如圖所示，原來靜止的圓形線圈通過逆時(shí)針方向的電流,在其直徑ab上靠近b點(diǎn)有一長(zhǎng)直導(dǎo)線垂直于圓形線圈平面被固定。今在長(zhǎng)直導(dǎo)線中通以圖示方向的電流時(shí),在磁場(chǎng)力的作用下，圓形線圈將（）

　　A．向左平動(dòng)B．向右平動(dòng)

　　C．仍然靜止D．繞ab軸轉(zhuǎn)動(dòng)

　　例4如圖所示為電流天平的示意圖。當(dāng)左邊導(dǎo)線框通以圖示方向電流時(shí)，天平恰好平衡。如改變電流方向而仍維持天平平衡，則需在天平右端再加上質(zhì)量為Δm砝碼。由此可見通電線框在磁場(chǎng)中所受的磁場(chǎng)力的大小為(   )

　　A.△mg           B.△mg

　　C.2△mg       D.無法判斷

　　變式訓(xùn)練5如圖所示，兩根平行放置的長(zhǎng)直導(dǎo)線a和b載有大小相同方向相反的電流，a受到的磁場(chǎng)力大小為F1，當(dāng)加入一與導(dǎo)線所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)后，a受到的磁場(chǎng)力大小變?yōu)镕2，則此時(shí)b受到的磁場(chǎng)力大小變?yōu)椋ǎ?br />
　　A.F2                   B.F1－F2

　　C.F1+F2                           D.2F1－F2

　　例5如圖所示，金屬棒ab的質(zhì)量為m，長(zhǎng)為L(zhǎng)，通過的電流為I，處在磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，結(jié)果ab靜止且緊壓于水平導(dǎo)軌上．若磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面成θ角，試問：(1)棒受到的摩擦力多大?(2)棒對(duì)導(dǎo)軌的壓力為多大?(3)若ab棒恰好開始運(yùn)動(dòng)，那么動(dòng)摩擦因數(shù)為多大?

　　變式訓(xùn)練6如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一個(gè)半徑為R通過電流為I的導(dǎo)線環(huán)，磁感應(yīng)強(qiáng)度與導(dǎo)線環(huán)平面垂直.若不計(jì)導(dǎo)線環(huán)上電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的影響，試求導(dǎo)線環(huán)某一橫截面處的拉力.

　　*例6作用在導(dǎo)電液體上的磁場(chǎng)力能起到推動(dòng)液體流動(dòng)的作用，這樣的裝置稱為電磁泵，它在醫(yī)學(xué)技術(shù)上有多種應(yīng)用。血液含有離子，在人工心肺機(jī)里的電磁泵就可作為輸送血液的動(dòng)力。

　　某電磁泵及尺寸如圖所示，截面為矩形的水平管

　　道，寬為a高為b，上下管壁用導(dǎo)體做成，并與導(dǎo)線

　　相連。導(dǎo)線處的管道與磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，

　　當(dāng)管內(nèi)充滿血液并通以橫穿管子向上的電流時(shí)（設(shè)電

　　流集中在磁場(chǎng)區(qū)域）血液便能向前流動(dòng)。求：

　　⑴當(dāng)血液在管內(nèi)緩慢流動(dòng)時(shí)磁場(chǎng)力能產(chǎn)生向前的

　　壓強(qiáng)P，此時(shí)需要的電流強(qiáng)度I；

　�、圃O(shè)血液在管道內(nèi)緩慢流動(dòng)的速度為v，則在時(shí)

　　間t內(nèi)為維持血液流動(dòng)而消耗的電能E是多少？

　　*變式訓(xùn)練7如圖所示，一段銅導(dǎo)線彎成Π形，它的質(zhì)量為m，上面有一段長(zhǎng)為，處在磁感強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)線下端正好分別跟兩汞槽內(nèi)液面相接觸，兩汞槽又分別與一帶開關(guān)的內(nèi)阻很小的電源連接，當(dāng)S閉合瞬間，導(dǎo)線便從汞槽內(nèi)跳起，其上升高度為h。求通過導(dǎo)線截面的電量。