9-1-2-安培力及安培力作用下导体运动情况的判断

1目录目录CONTENTS@《创新设计》安培力及安培力作用下导体运动情况的判断01020304备选训练课堂互动题组剖析规律总结2目录@《创新设计》课堂互动1．安培力的方向根据左手定则判断。2．安培力公式F＝BIL的应用条件(1)B与L垂直。(2)L是有效长度。如弯曲通电导线的有效长度L等于连接两端点的直线的长度，相应的电流方向沿两端点连线由始端流向末端，如图所示3目录@《创新设计》课堂互动电流元法特殊位置法等效法结论法转换研究对象法每段电流元所受安培力方向→整段导体所受合力方向→运动方向在特殊位置→安培力方向→运动方向环形电流小磁针条形磁铁通电螺线管多个环形电流同向电流互相吸引,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分析磁体与电流磁场作用下如何运动或运动趋势,可根据牛顿第三定律,通过分析一个物体的受力情况，确定另一个物体所受磁场的作用力.3.判定安培力作用下导体运动情况的常用方法:4目录@《创新设计》课堂互动4.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：起能量转化的作用．①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．②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．5目录@《创新设计》典例(2017·全国卷Ⅰ，19)(多选)如图，三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距，均通有电流I，L1中电流方向与L2中的相同，与L3中的相反。下列说法正确的是()A．L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直B．L3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面垂直C．L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶1∶3D．L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为3∶3∶1题组剖析转到解析7目录@《创新设计》题组剖析1．(2017·上海单科，11)如图，一导体棒ab静止在U形铁芯的两臂之间。电键闭合后导体棒受到的安培力方向()A．向上B．向下C．向左D．向右转到解析9目录@《创新设计》2．一直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方，如图所示，如果直导线可以自由地运动且通以由a到b的电流，则关于导线ab受磁场力后的运动情况，下列说法正确的是()A．从上向下看顺时针转动并靠近螺线管B．从上向下看顺时针转动并远离螺线管C．从上向下看逆时针转动并远离螺线管D．从上向下看逆时针转动并靠近螺线管解析方法一(电流元法)由安培定则可判定通电螺线管产生的磁场方向，导线等效为Oa、Ob两电流元，由左手定则可判定两电流元所受安培力的方向，如图所示，所以从上向下看导线逆时针转动，当转过90°时再用左手定则可判定导线所受磁场力向下，即导线在逆时针转动的同时还要靠近螺线管，选项D正确。题组剖析转到下页11目录@《创新设计》题组剖析3．如图所示，条形磁铁放在光滑斜面上，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FN1；当导线中有垂直纸面向外的电流时，磁铁对斜面的压力为FN2，则下列关于磁铁对斜面的压力和弹簧的伸长量的说法正确的是()A．FN1FN2，弹簧的伸长量减小B．FN1＝FN2，弹簧的伸长量减小C．FN1FN2，弹簧的伸长量增大D．FN1FN2，弹簧的伸长量减小转到解析13目录@《创新设计》4．(2017·全国卷Ⅱ，21)(多选)某同学自制的简易电动机示意图如图所示。矩形线圈由一根漆包线绕制而成，漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出，并作为线圈的转轴。将线圈架在两个金属支架之间，线圈平面位于竖直面内，永磁铁置于线圈下方。为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来，该同学应将()A．左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉B．左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉C．左转轴上侧的绝缘漆刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉D．左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉题组剖析转到解析15目录@《创新设计》规律总结研究对象：通电导线或导体明确导体所在位置的磁场分布情况利用左手定则导体的受力情况确定导体的运动方向或运动趋势的方向变三维为二维，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.判定通电导体在安培力作用下的运动或运动趋势的思路16目录@《创新设计》规律总结(1)同一问题可以用多种判断方法分析，可以根据不同的题目选择恰当的判断方法．(2)同一导体在安培力作用下，运动形式可能会发生变化，要根据受力情况进行判断．判断通电导体运动问题时应注意的两点17目录@《创新设计》备选训练【备选训练1】直导线ab与线圈所在的平面垂直且隔有一小段距离，其中直导线固定，线圈可自由运动，当通过如图所示的电流方向时(同时通电)，从左向右看，线圈将()．A．不动B．顺时针转动，同时向右平移C．顺时针转动，同时向左平移D．逆时针转动，同时向右平衡解析用安培定则判断线圈所处的B的方向，由左手定则及特殊位置法判定运动情况．答案B先判断直导线ab产生的磁场方向及分布，再由左手定则判定线圈所受安培力及运动情况.外里18目录@《创新设计》备选训练【备选训练2】：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的电流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，同时上升总结提升：分析通电导线在安培力作用下的运动问题时，首先要明确通电导线所在处的磁场方向；然后用左手定则确定通电导线所受安培力的方向，切记安培力垂直于通电导线和磁场方向决定的平面，注重各种判断方法的灵活运用．转到解析20目录@《创新设计》备选训练【备选训练3】电磁炮的基本原理如图示,把待发射的炮弹(导体)放置在匀强磁场中的两条平行导轨(导轨与水平方向成α角)上，磁场方向和导轨平面垂直，若给导轨以很大的电流I，使炮弹作为一个载流导体在磁场的作用下沿导轨做加速运动，以某一速度射出去．已知匀强磁场的磁感应强度为B，两导轨间的距离为L,磁场中导轨的长度为s，炮弹的质量为m，炮弹和导轨间摩擦不计．试问：在导轨与水平方向夹角一定时,要想提高炮弹发射时的速度v0，从设计角度看可以怎么办？(通过列式分析，加以说明)转到解析22目录@《创新设计》备选训练【备选训练4】（2016·全国卷Ⅲ，22）某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验。两根金属导轨ab和a1b1固定在同一水平面内且相互平行，足够大的电磁铁（未画出）的N极位于两导轨的正上方，S极位于两导轨的正下方，一金属棒置于导轨上且与两导轨垂直。（1）在图中画出连线，完成实验电路。要求滑动变阻器以限流方式接入电路，且在开关闭合后，金属棒沿箭头所示的方向移动。（2）为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，有人提出以下建议：A.适当增加两导轨间的距离B.换一根更长的金属棒C.适当增大金属棒中的电流其中正确的是（填入正确选项前的标号）。转到解析AC24本节内容结束