安培力的典型例题

学习必备欢迎下载安培力的典型例题1.安培力：通电导线在磁场中受到的作用力叫做安培力．2.安培力的计算公式：F＝BILsinθ（θ是I与B的夹角）；3.安培力公式的适用条件:公式F＝BIL一般适用于匀强磁场中I⊥B的情况，对于非匀强磁场只是近似适用（如对电流元），但对某些特殊情况仍适用．二、左手定则1.内容2.安培力F的方向既与磁场方向垂直，又与通电导线垂直,即F跟BI所在的面垂直．但B与I的方向不一定垂直．3.安培力F、磁感应强度B、电流1三者的关系①已知I,B的方向，可惟一确定F的方向；②已知F、B的方向，且导线的位置确定时，可惟一确定I的方向；③已知F,1的方向时，磁感应强度B的方向不能惟一确定．4.由于B,I,F的方向关系常是在三维的立体空间，所以求解本部分问题时，应具有较好的空间想象力，要善于把立体图画变成易于分析的平面图，即画成俯视图，剖视图，侧视图等．【例1】质量为m的通电细杆ab置于倾角为θ的平行导轨上，导轨宽度为d，杆ab与导轨间的摩擦因数为μ．有电流时aB恰好在导轨上静止，如图所示，如图10—19所示是沿ba方向观察时的四个平面图，标出了四种不同的匀强磁场方向，其中杆与导轨间摩擦力可能为零的是（）答案：AB2、安培力作用下物体的运动方向的判断（1）电流元法：（2）特殊位置法：（3）等效法：（4）利用结论法：①两电流相互平行时无转动趋势，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥；②两电流不平行时，有转动到相互平行且电流方向相同的趋势．（5）转换研究对象法【例2】如图所示，电源电动势E＝2V，r＝0.5Ω,竖直导轨电阻可略，金属棒的质量m＝0.1kg，I1I2学习必备欢迎下载填空题2图3-4-10R=0.5Ω，它与导体轨道的动摩擦因数μ＝0.4，有效长度为0.2m,靠在导轨的外面，为使金属棒不下滑，我们施一与纸面夹角为600且与导线垂直向外的磁场，（g=10m/s2）求：（1)此磁场是斜向上还是斜向下？（2）B的范围是多少？答案：2.34T--3.75T练习题题型分类：一、安培力大小和方向基础考察1.关于通电导线在磁场中所受的安培力，下列说法正确的是()A.安培力的方向就是该处的磁场方向B.安培力的方向一定垂直于磁感线和通电导线所在的平面C.若通电导线所受的安培力为零.则该处的磁感应强度为零D.对给定的通电导线在磁场中某处各种取向中，以导线垂直于磁场时所受的安培力最大2.一段通电的直导线平行于匀强磁场放入磁场中，如图所示导线上电流由左向右流过．当导线以左端点为轴在竖直平面内转过90０的过程中，导线所受的安培力（）A．大小不变，方向也不变B．大小由零渐增大，方向随时改变C．大小由零渐增大，方向不变D．大小由最大渐减小到零，方向不变二．有效长度的考察3.如图3-4-10所示，长为L的导线AB放在相互平行的金属导轨上，导轨宽度为d，通过的电流为I，垂直于纸面的匀强磁场的磁感应强度为B，则AB所受的磁场力的大小为【】A．BILB．BIdcosθC．BId/sinθD．BIdsinθ填空2.如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场中，有一段弯成直角的金属导线abc，且ab=bc=L0，通有电流I，磁场的磁感应强度为B，若要使该导线静止不动，在b点应该施加一个力F0，则F0的方向为________；B的大小为________.三．自由通电导线在磁场中的运动一、选择题：1.如图，水平直导线ab上方和下方各放有一静止的小磁针P和Q。当直导线通入由a流向b的电流时A.P和Q的N极都转向纸外；B.P和Q的N极都转向纸里；C.P的N极转向纸外，Q的N极转向纸里；D.P的N极转向纸里，Q的N极转向纸外。2.蹄形磁铁上方放置一通有方向如图电流I的轻质直导线ab，则ab运动的情况是第2题1题图PQabNSabI2题图学习必备欢迎下载I4题图eA.a端转向纸外，b端转向纸里，同时向下运动；B.a端转向纸外，b端转向纸里，同时向上运动；C.a端转向纸里，b端转向纸外，同时向上运动；D.a端转向纸里，b端转向纸外，同时向下运动。3.在条形磁铁N极附近，放置一通有方向如图电流I的轻质线圈abcd，则线圈运动情况是A.ab边转向纸外，cd边转向纸里，同时靠近N极；B.ab边转向纸外，cd边转向纸里，同时远离N极；C.ab边转向纸里，cd边转向纸外，同时靠近N极；D.ab边转向纸里，cd边转向纸外，同时远离N极。4.在示波管下方，水平放置一根通有方向如图电流I的直导线，则电子束将A.偏向上方；B.偏向下方；C.偏向纸里；D.偏向纸外。5.带电粒子a，沿垂直通电直导线（电流I方向如图）运动时A.若a带正电，将偏向右侧；B.若a带正电，将偏向左侧；C.若a带负电，将偏向左侧；D.若a带负电，将偏向右侧。6.关于安培力的方向，如下说法中正确的是A.安培力的方向总是沿着磁场方向；B.安培力的方向总是垂直于磁场方向，但不一定垂直电流方向；C.安培力的方向总是垂直于电流方向，但不一定垂直磁场方向；D.安培力的方向总是既垂直于磁场方向，又垂直于电流方向。7.两根相互垂直的异面通电直导线AB和CD（电流I方向如图），其中AB固定不动，CD可自由移动，则CD运动的情况是A.逆时针转动，同时靠近AB；B.逆时针转动，同时远离AB；C.顺时针转动，同时远离AB；D.顺时针转动，同时靠近AB。8.如图，蹄形磁铁上方，放置一通有方向如图电流I的轻质线圈abcd，则该线圈运动的情况是A.ab边转向纸外，cd边转向纸里，同时向下运动；B.ab边转向纸外，cd边转向纸里，同时向上运动；C.ab边转向纸里，cd边转向纸外，同时向上运动；D.ab边转向纸里，cd边转向纸外，同时向下运动。9.两根垂直纸面放置的直导线ab，通有方向如图等值的电流I。一根通有方向如图电流I1的轻质导线cd与ab等距沿纸面放置。则导线cd运动的情况是A.沿逆时针方向转动；B.沿顺时针方向转动；C.c端转向纸外，d端转向纸里；D.c端转向纸里，d端转向纸外。10.如图，一束沿某坐标轴运动的电子，在z轴P点处产生的磁感应强度B的方向沿x轴负方向。则电子束运动的方向是A.沿x轴正方向；B.沿x轴负方向；5题图aNabcdsI3题图ABCD7题图NSabcd8题图IIabcdI19题图Pxyz0B10题图学习必备欢迎下载C.沿y轴正方向；D.沿y轴正方向。11.如图，a、b两个相同的金属环，套在水平放置的光滑绝缘杆上。现向两环中通入同向电流，a环中电流I1较大，b环中电流I2较小。若将两环由静止释放，则两环运动情况是A.相互靠近做加速运动，a环加速度较大；B.相互远离做加速运动，a环加速度较大；C.相互远离做加速运动，a环和b环加速度大小相同；D.相互靠近做加速运动，a环和b环加速度大小相同。12.如图，在铁环上用绝缘导线缠绕两个相同的线圈a和b。a、b串联后通入方向如图的电流I，一束电子从纸里经铁环中心射向纸外时A.向下偏转；B.向上偏转；C.向左偏转；D.向右偏转。13.如图，用两根轻导线吊起的金属棒AC通有由A流向C的电流，金属棒处于与棒垂直指向纸里的匀强磁场中，此时轻导线的张力不为0。要使轻导线的张力为0，则可A.改变电流方向，并适当增大电流强度；B.不改变电流方向，适当增大电流强度；C.改变磁场方向，并适当增大磁感应强度；D.不改变磁场方向，适当减小磁感应强度。14.如图，两根倾斜的光滑导电轨道相互平行放置，轨道间接有电源。现将一根金属杆放于导电轨道（与轨道保持垂直），同时加一匀强磁场，恰可使金属杆静止在轨道上，所加磁场的方向应在的范围内15.两条导线互相垂直，如图所示，但相隔一段较小的距离，其中一条AB是固定的，另一条CD能自由转动，当直流电流按图示方向通入两条导线时，CD导线将A.逆时针方向转动，同时靠近导线ABB.顺时针方向转动，同时靠近导线ABC.逆时针方向转动，同时离开导线ABD.顺时针方向转动，同时离开导线AB16.如图所示，在匀强磁场中有一矩形线圈，它的平面与磁场平行，第16题第15题第17题abI1I211题图I12题图abACI13题图14题图BBBBBACD14题图学习必备欢迎下载在磁场作用下发生转动，转动方向是A.ab边转向纸外，cd边转向纸内B.ab边转向纸内，cd边转向纸外C.ad边转向纸内，cd边转向纸外D.ad边转向纸外，cd边转向纸内17．如图所示，匀强磁场中有一通以方向如图的稳定电流的矩形线abcd，可绕其中心轴转动，则在转动过程中（）A．ab和cd两边始终无磁场力作用。B．ab和cd两边所受磁场力大小和方向在转动过程中不断变化。C．线圈在磁场力作用下转动过程中合力始终不为零。D．ab、cd两边受到和磁场力的大小和方向在转动过程中始终保持不变。画图：如下面六幅图所示，通有电流的导体A可以自由运动，判断导线A受安培力的情况及在安培力作用下导线将如何运动。四．通电导体在安培力下的平衡1、如右上图所示，一根通有电流I的直铜棒MN，用导线挂在磁感应强度为B的匀强磁场中，此时两根悬线处于紧张状态，下列哪些措施可使悬线中张力为零（）A、适当增大电流B、使电流反向并适当减小C、保持电流I不变，适当增大BD、使电流I反向，适当减小2.如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上，垂直纸面水平放置一根长为L，质量为m的通电直导线，电流方向垂直纸面向里，欲使导线静止于斜面上，则外加磁场的磁感应强度的大小和方向可以是A.B=mgtanθ/IL，方向垂直斜面向下B.B=mgtanθ／IL，方向竖直向下C.B=mg／IL，方向水平向左D.B=mgcosθ/IL，方向水平向右3．质量为m，长为L的的金属棒ab用两根细金属丝悬挂在绝缘架MN下面，整个装置处在竖直方向的匀强磁场中，当金属棒通以由a向b的电流I后，将离开原位置向前偏转α角而重新平衡，如图。求磁感应强度B的方向和大小。第2题第3题学习必备欢迎下载Bab8题图4．如图4所示，长L、质量为m的金属杆ab，被两根竖直的金属丝静止吊起，金属杆ab处在方向垂直纸面向里的匀强磁场中。当金属杆中通有方向a→b的电流I时，每根金属丝的拉力大小为T。当金属杆通有方向b→a的电流I时，每根金属丝的拉力大小为2T。求磁场的磁感应强度B的大小。5.质量为0.5㎏的金属杆在相距1m的水平轨道上与轨道垂直放置金属杆上通以I=4A的恒定电流，如图所示，匀强磁场B垂直轨道平面，金属杆与轨道间动摩擦因数为0.2，求匀强磁场的磁感应强度B多大时金属杆恰好不发生移动？6．如图所示，电源电动势为E=2V，内阻r=0.5Ω，竖直导轨电阻可以忽略不计，金属棒的质量m=0.1kg，电阻R=0.5Ω，有效长度为0.2m，靠在导轨的外面，它与导轨间的最大静摩擦力是其之间正压力的0.5倍。为使金属棒静止，我们施一与纸面夹角为37°且与金属棒垂直向里的匀强磁场，求：（1）磁场是斜向上还是斜向下？（2）B的范围是多少？7.如图，相距d=10cm水平放置的两根导电轨道，轨道间接有电源，处于磁感应强度B=0.1T、垂直轨道平面向上的匀强磁场中。K断开时，将一根质量m=3g的金属杆放于轨道一边缘处，然后闭合K，金属杆沿水平方向飞出落于地面上，其水平距离S=1.5m。则闭合K时通过金属杆的电量为。8.如图，两根光滑的弧形轨道，轨道间接有电动势为、内阻不计的电源，处于磁感应强度为B、竖直向上的匀强磁场中。现将一根长l、质量为m、电阻为R的金属杆ab放于轨道上，杆滑至某一位置处恰好可处于静止。则此时杆对轨道压力的大小为（轨道电阻不计）。9．如右图所示，水平放置的两导轨P、Q间的距离L＝0.5m，垂直于导轨平面的竖直向上的匀强磁场的磁感应强度B＝2T，垂直于导轨放置的ab棒的质量m＝1kg，系在ab棒中点的水平绳跨过定滑轮与重量G＝3N的物块相连．已知ab棒与导轨间的动摩擦因数μ＝0.2，电源的电动势E＝10V、内阻r＝0.1Ω，导轨的电阻及ab棒的电阻均不计．要想ab棒处于静止状态，R应在哪个范围内取值？(g取10m/s2)7题图shBK