安培力的典型例题
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2021年01月17日 18:23
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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
＝
BILsin
θ
（
θ
是I
与
B
的夹角）
；
3.
安培力公式的适用条件
:
公式
F
＝
BIL< br>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
I
1
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< br>
①已知
I,B
的方向，可惟一确定
F
的方向；
< br>②已知
F
、
B
的方向，且导线的位置确定时，可惟一确定
I< br>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< br>零的是（
）
答案
：
AB
I
2
2
、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
＝
0.5
Ω
,
竖直导轨电阻可略，
金属棒的质量
m
＝
0.1kg
，
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R=0.5
Ω
，它与导体轨道的动摩擦因数
μ< br>＝
0.4
，有效长度为
0.2 m,
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
60
0
且与导线垂直向外的磁场，
（g=10 m/s
2
）求：
（
1)
此磁场是斜向上还是斜向下？
（
2
）
B
的范围是多少？
答案：
2.34 T -- 3. 75 T
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< br>
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
90
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< br>，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
．
BIL B
．
BIdcos
θ
C
．
BId/sin
θ
D
．
BIdsin
θ
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=L
0
，通有电流
I
，
磁场的磁感应强度为
图
3-4-10
填空题
2
B
，若要使该导线静止不动，
在
b
点应 该施加一个力
F
0
，则
F
0
的方向为
______ __
；
B
的大小
为
________.
P
Q
b
第
2
题
０
三．自由通电导线在磁场中的运动
a
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< br>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< br>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< br>
1
题图
a
I
N
S
b
2
题图
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A.
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；
c
b
B.
ab
边转向纸外，
cd
边转向纸里，同时远离< br>N
极；
I
N
C.
ab
边转向纸里，
cd
边转向纸外，同时靠近
N
极；
d
a
D.
ab
边转向纸里，
cd
边转向纸外，同时远离
N极。
3
题图
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
e
A.
偏向上方；
B.
偏向下方；
I
C.
偏向纸里；
D.
偏向纸外。
4
题图
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
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
5
题图
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
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
A
B
AB
固定不动，
CD
可自由移动，则< br>CD
运动的情况是
A.
逆时针转动，同时靠近
AB
；
C
B.
逆时针转动，同时远离
AB
；
7
题
C.
顺时针转动，同时远离
AB
；
D.
顺时针转动，同时靠近
AB
。
b
c
8. < br>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
d
a
A.
ab
边转向纸外，
cd
边转向纸里，同时向下运动；
S
N
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。
8
题图
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
c
I
方向如图电流
I
1
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
I
I
1
A.
沿逆时针方向转动；
B.
沿顺时针方向转动；
a
b
z
d
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。
9
题图
P
B
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；
y
0
x
10
题图