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3.4 磁场对通电导线的作用力 编写:吴维根 审核:陶海林【知识要点】一、安培力的方向左手定则:伸开左手,使大拇指跟其余四个手指垂直,并且都跟手掌在同一平面内,把手放入磁场,让磁感线穿过 ,让伸开的四指指向 方向,那么 所指方向即为安培力方向。二、安培力的大小(1)当B与I垂直时,F= 。(2)当B与I成角时,F= 。三、磁电式电流表(1)电流表的构造:(2)电流表的工作原理:I 与角成 比.【典型例题】1、下列各图中都标出了磁场的方向,通电直导线中电流I的方向,以及通电直导线所受安培力F的方向,其中正确的是( )2、如图所示,一个不会变形的通电矩形线框abcd所在平面跟匀强磁场垂直,电流I的方向从abcda,则( )A.bc边所受安培力方向向上,ad边所受安培力方向向下B.bc边所受安培力方向向左,ad边所受安培力方向向向右C.ab边、cd边受安培力作用,bc边、ad边不受安培力作用D.整个线框受到的安培力的合力为零3、把长L=0.15m的导体棒置于磁感应强度B=1.0102T的匀强磁场中,使导体棒和磁场方向垂直,如图所示。若导体棒中的电流I=2.0A,方向向左,求导体棒受到的安培力大小,标出安培力的方向.4、在倾角为的光滑斜面上,水平地放一根质量为m长为L的导体棒a,整个装置处于匀强磁场B中,如图所示,今在导体棒a中通以垂直纸面向里的电流I。(1)若导体棒受安培力沿斜面向上,则磁场方向应怎样?(2)若要求导体能静止在斜面上,则所加磁场的最小值为多大?(3)若要求导体棒静止且对斜面的压力为零,则所加的磁场的磁感应强度B为多大?方向如何?【课堂检测】1、如图所示磁场中有一条通电导线,其方向与磁场方向垂直。图甲、乙、丙分别标明了电流、磁感应强度和安培力三个量中两个量的方向,试画出第三个量的方向。2、把一根通电的硬直导线ab放在磁场中,导线所在区域的磁感线呈弧形,如图所示。导线可以在空中自由移动和转动,导线中的电流方向由a向b。(1)请描述导线的运动情况。(2)虚线框内有产生以上弧形磁感线的磁场源,它可能是条形磁体、蹄形磁体、通电螺线管、直线电流。请你分别按每种可能考虑,大致画出它们的安放位置。3、如图所示为电流天平,可以用来测量匀强磁场的磁感应强度。它的右臂挂着矩形线圈,匝数n=9,线圈的水平边长为L,处于匀强磁场内,磁感应强度B的方向与线圈平面垂直。当线圈中通过电流I时,调节砝码使两臂达到平衡。然后使电流反向,大小不变。这时需要在左盘中增加质量为m的砝码,才能使两臂再达到新的平衡。(1)导出用已知量和测量得到的量n、m、L、I计算B的表达式。(2)当l=10.0cm,I=0.10A,m=8.78g时,磁感应强度是多少? 3.4 磁场对通电导线的作用力 班级 姓名 学号 1、画出下图中通电导线受到的安培力的方向。2、质量为m的金属导体棒置于倾角为的导轨上,棒与导轨间的动摩擦因数为。当导体棒通电时,恰能在导轨上静止。在如图中,标出了四种匀强磁场方向,其中棒 与导轨间的摩擦力可能为零的是( )3、两条直导线互相垂直,如图所示,但相隔一小段距离,其中AB是固定的,另一条CD能自由转动,当直流电流按图所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AB4、如图所示,两根平行放置的长直导线a和b载有大小相等方向相反的电流,a受到的磁场力大小为F1。当加入与导线所在平面垂直的匀强磁场后,a受到的磁场力大小变为F2,则此时b受到的磁场力大小变为A .F2 B .F1F2C. F1+F2 D.2F1F25、如图所示,竖直向上的匀强磁场磁感应强度B=0.4T,一段长L=1m的通电直导线放在该磁场中,导线与水平方向的夹角=37,导线中电流I=0.5A,则此导线所受安培力为多大?6、两条水平金属导轨上放置一根导电棒ab,处于竖直向上的匀强磁场中,如图所示,导电棒质量为1.2kg,长为1m,当棒中通入3A电流时,它可在导轨上匀速滑动,若电流增大为5A时,棒可获得2m/s2的加速度,求该装置所处的磁感应强度的大小。7、倾角为=30的光滑导体滑轨A和B的上端接入一电动势E=3V、内阻不计的电源,滑轨间距为L=10cm,将一个质量为m=30g,电阻R=0.5的金属棒ab水平放置在滑轨上,若滑轨周围存在着垂直于滑轨平面的匀强磁场,当闭合开关S后,金属棒刚好静止在滑轨上,如图所示。求滑轨周围空间的磁场方向和磁感应强度的大小。8、如图所示,电源电动势E=2V,r=0.5,竖直导轨的电阻可忽略不计,金属棒的质量m=0.1kg,电阻R=0.5,它与导轨间的最大静摩擦力是正压力的0.4倍,有效长度为0.2m,靠在导轨的外侧,为使金属棒不下滑,我们可加一个与导轨所在平面成30角、与棒垂直且向里的磁场,g取10m/s2。求:(1)此磁场是斜向上还是斜向下?(2)B的范围是多少?
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