2016_2017学年高中物理专题复习小专题五安培力作用下导体运动情况的判断方法课件

小专题(五)安培力作用下导体运动情况的判断方法1．判定通电导体在安培力作用下的运动或运动趋势的思路(1)首先必须弄清楚导体所在位置的磁场分布情况；(2)然后利用左手定则准确判定导体的受力情况；(3)进而确定导体的运动方向或运动趋势的方向．2．常用判断方法电流元法分割为电流元左手定则安培力方向―→整段导体合力方向―→运动方向特殊位置法在特殊位置→安培力方向→运动方向等效法环形电流小磁针条形磁铁通电螺线管多个环形电流利用结论法同向电流互相吸引，异向电流互相排斥；两不平行的直线电流相互作用时，有转到平行且电流方向相同的趋势转换研究对象法定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动或运动趋势的问题，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律确定磁体所受电流磁场的作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向(电流元法、等效法)如图所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心，且垂直于线圈平面，当线圈中通入如图方向的电流后，线圈的运动情况是()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思路图解：解析：解法一：电流元法．首先将圆形线圈分成很多小段，每小段可看作一直线电流，取其中上、下两小段分析，其截面图和受安培力情况如图甲所示．根据对称性可知，线圈所受安培力的合力水平向左，故线圈向左运动．解法二：等效法．将环形电流等效成一条形磁铁，如图乙所示，据异名磁极相吸引知，线圈将向左运动．同时，也可将左侧条形磁铁等效成一环形电流，根据结论“同向电流相吸引，异向电流相排斥”又可得到相同的答案．答案：A(特殊位置法)如图所示，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，导线可以自由转动，当导线通入图示方向电流I时，导线的运动情况是(从上往下看)()A．顺时针方向转动，同时下降B．顺时针方向转动，同时上升C．逆时针方向转动，同时下降D．逆时针方向转动，同时上升解析：在导线处于如图甲所示的位置时，将导线AB从N、S极的中间O处分成两段，AO、BO段所处的磁场方向如图甲所示，由左手定则可得AO段受安培力方向垂直于纸面向外，BO段受安培力的方向垂直纸面向里，则从上往下看，导线AB将绕O点逆时针转动．由导线转过90°时的特殊位置(如图乙所示)可知导线AB此时受安培力方向竖直向下，导线将向下运动．由上述两个特殊位置的判断可知，导线所受安培力使AB逆时针转动的同时还要向下运动．答案：C(转换研究对象法)如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直，给导线通过垂直纸面向里的电流，用FN表示磁铁对桌面的压力，用F表示桌面对磁铁的摩擦力，导线中通电后与通电前相比较()A．FN减小，F＝0B．FN减小，F≠0C．FN增大，F＝0D．FN增大，F≠0解析：答案：C(结论法)用两根细线把两个完全相同的圆形导线环悬挂起来，让二者等高平行放置，如图所示，当两导线环中通入方向相同的电流I1、I2时，则有()A．两导线环相互吸引B．两导线环相互排斥C．两导线环无相互作用力D．两导线环先吸引后排斥思路图解：解答本题可按以下思路分析：解析：通电的导线环周围能够产生磁场，磁场的基本性质是对放入其中的磁体或电流产生力的作用．由于导线环中通入的电流方向相同，二者同位置处的电流方向完全相同，相当于通入同向电流的直导线，据同向电流相互吸引的规律，判知两导线环应相互吸引，故A正确．答案：A1．(结论法)两条直导线相互垂直，如图所示，但相隔一个小距离，其中一条AB是固定的，另一条CD能自由活动，当恒定电流按图示方向通入两条导线时，导线CD将()A．顺时针方向转动，同时靠近导线ABB．逆时针方向转动，同时离开导线ABC．顺时针方向转动，同时离开导线ABD．逆时针方向转动，同时靠近导线AB解析：如图所示，先分析AB导线中电流产生的磁场方向，再分段找出CD各段所受安培力的方向．由左手定则判断，CO段受力向下，DO段受力向上，所以CD导线沿逆时针方向转动，又由于AB、CD导线电流有同向的趋势，由已知结论可知它们同时还相互吸引，故D项正确．答案：D2．(结论法)如图所示，向一根松弛的导体线圈中通以电流，线圈将会()A．纵向收缩，径向膨胀B．纵向伸长，径向膨胀C．纵向伸长，径向收缩D．纵向收缩，径向收缩答案：A3．(等效法)如图所示，一重为G1的通电圆环置于水平桌面上，环中电流方向为顺时针方向(从上往下看)，在环的正上方用轻绳悬挂一条形磁铁，磁铁的中心轴线通过圆环中心，磁铁的上端为N极，下端为S极，磁铁自身重为G2，则下列关于圆环对桌面压力F、磁铁对轻绳拉力F′的大小判断正确的是()A．FG1，F′G2B．FG1，F′G2C．FG1，F′G2D．FG1，F′G2解析：顺时针方向的环形电流可以等效为一个竖直方向放置的磁铁，由安培定则可知，磁铁的N极在下，S极在上．由此可知相互之间的作用力是斥力．圆环对桌面压力F将大于圆环的重力G1，磁铁对轻绳拉力F′将小于磁铁的重力G2，故选项D正确．答案：D4．(转换研究对象法)如图所示，在光滑水平面上一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时磁铁对水平面的压力为FN1，现在磁铁左上方位置固定一导体棒，当导体棒中通以垂直纸面向里的电流后，磁铁对水平面的压力为FN2，则以下说法正确的是()A．弹簧长度将变长B．弹簧长度将变短C．FN1＞FN2D．FN1＜FN2解析：画出导体棒所在处的磁感线，用左手定则可判断出条形磁铁对导体棒的安培力斜向右下方，由牛顿第三定律可知，导体棒对条形磁铁的力斜向左上方，所以弹簧长度将变短，FN1＞FN2，答案为B、C.答案：BC谢谢观看！