20xx粵教版高中物理選修3-1第3章第3節(jié)探究安培力-文庫(kù)吧在線(xiàn)文庫(kù)
【正文】 圖甲所示時(shí)，求驅(qū)動(dòng)所產(chǎn)生的壓強(qiáng)多大？ ?綜 合 )后，再判斷所受安培力方向，從而確定運(yùn)動(dòng)方向． ? 3．等效分析法：環(huán)形電流可以等效成條形磁鐵， 條形磁鐵也可以等效成環(huán)形電流，通電螺線(xiàn)管可等效成很多的環(huán)形電流來(lái)分析． ? 4．推論分析法： (1)兩直線(xiàn)電流相互平行時(shí)無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)，方向相同時(shí)相互吸引，方向相反時(shí)相互排斥； (2)兩直線(xiàn)電流不平行時(shí)有轉(zhuǎn)動(dòng)到相互平行且電流方向相同的趨勢(shì)． ? 5．轉(zhuǎn)換研究對(duì)象法：因?yàn)殡娏髦g，電流與磁體之間相互作用滿(mǎn)足牛頓第三定律，這樣定性分析磁體在電流磁場(chǎng)作用下如何運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題，可先分析電流在磁場(chǎng)中所受到的安培力，然后由牛頓第三定律，確定磁體所受電流作用力，從而確定磁體所受合力及運(yùn)動(dòng)方向． ? 四、 “ 安培定則 ” 與 “ 左手定則 ” 的區(qū)別與聯(lián)系 ? 1．在適用對(duì)象上：安培定則研究電流 (直線(xiàn)電流、環(huán)形電流、通電螺線(xiàn)管電流 )產(chǎn)生磁場(chǎng)時(shí)，電流與其產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感線(xiàn)二者方向的關(guān)系；左手定則研究通電導(dǎo)線(xiàn) (或運(yùn)動(dòng)電荷)在磁場(chǎng)中受力時(shí)， F、 I、 B三者方向的關(guān)系． ? 2．在電流與磁場(chǎng)的關(guān)系上：安培定則中的 “磁場(chǎng) ” 與 “ 電流 ” 密不可分，同時(shí)存在、同時(shí)消失， “ 磁場(chǎng) ” 就是電流的磁效應(yīng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)；左手定則中的 “ 磁場(chǎng) ” 與 “ 電流 ” 可以單獨(dú)存在． “ 磁場(chǎng) ” 是外加的磁場(chǎng)，不是通電導(dǎo)線(xiàn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)． ? 3．在因果關(guān)系上：安培定則中的 “ 電流 ” 是“ 因 ” ， “ 磁場(chǎng) ” 為 “ 果 ” ，正是有了電流 (直線(xiàn)電流、環(huán)形電流、螺線(xiàn)管電流 )才出現(xiàn)了由該電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)；左手定則中的 “ 磁場(chǎng)” 和 “ 電流 ” 都是 “ 因 ” ，磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線(xiàn)的作用力是 “ 果 ” ，有因才有果，而此時(shí)的兩個(gè) “ 因 ” 對(duì)產(chǎn)生磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)線(xiàn)的作用力來(lái)說(shuō)缺一不可． ? 4．判斷電流方向選取定則的原則：當(dāng)已知磁感線(xiàn)的方向，要判斷產(chǎn)生該磁場(chǎng)的電流方向時(shí)，選用安培定則判斷電流的方向；當(dāng)已知導(dǎo)體所受安培力的方向時(shí)，用左手定則判斷電流的方向． ? 【 例 1】 如圖 3－ 3－ 4所示，兩根靠近的平行直導(dǎo)線(xiàn)通入方向相同的電流時(shí)，它們相互間的作用力的方向如何？ 圖 3－ 3－ 4 ? 答案： 本題考查同向電流之間安培力方向的判斷，可根據(jù)安培定則判斷出磁場(chǎng)方向，再根據(jù)左手定則判斷安培力方向．兩導(dǎo)線(xiàn)之間的作用力是通過(guò)磁場(chǎng)產(chǎn)生的，遵守牛頓第三定律，分析時(shí)可選其中一條通電導(dǎo)線(xiàn)為研究對(duì)象．要分析導(dǎo)線(xiàn) AB受力，先確定 AB所處的外磁場(chǎng) (CD所產(chǎn)生的磁場(chǎng) )方向垂直紙面向外，如圖所示，再由左手定則可判知 AB受到的安培力水平向右，同樣方法可得 CD受 AB的作用力水平向左，二者是作用力與反作用力． ? ?題后反思 ? 本題綜合運(yùn)用了安培定則和左手定則，解題時(shí)應(yīng)注意區(qū)別運(yùn)用． ? 兩導(dǎo)線(xiàn)各自處在對(duì)方的磁場(chǎng)中，應(yīng)先用安培定則判磁場(chǎng)再用左手定則判安培力． ? 如圖 3－ 3－ 5所示，用兩根相同的細(xì)繩水平懸掛一段均勻載流直導(dǎo)線(xiàn) MN，電流 I方向從 M到 N，繩子的拉力均為 F，為使 F＝ 0，可能達(dá)到要求的方法是 ( ) ? A．加水平向右的磁場(chǎng) ? B．加水平向左的磁場(chǎng) ? C．加垂直紙面向里的磁場(chǎng) ? D．加垂直紙面向外的磁場(chǎng) 圖 3－ 3－ 5 ? 【 答案 】 C [要使繩子的拉力變?yōu)榱?，加上磁?chǎng)后，應(yīng)使導(dǎo)線(xiàn)所受安培力等于導(dǎo)線(xiàn)的重力，由左手定則可判斷，所加磁場(chǎng)方向應(yīng)垂直紙面向里，導(dǎo)線(xiàn)所受安培力向上． ] ? 一、對(duì)安培力公式的理解 ? (1)通電導(dǎo)線(xiàn)與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)， F＝ BIL. ? (2)B對(duì)放入的通電導(dǎo)線(xiàn)來(lái)說(shuō)是外磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度． ? (3)導(dǎo)線(xiàn) L所處的磁場(chǎng)應(yīng)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)；在非勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，公式F＝ BILsinθ僅適用于很短的通電導(dǎo)線(xiàn) (直線(xiàn)電流元 )． ?安培力的大小計(jì)算 圖 3－ 3－ 6 ? (4)式中的 L為導(dǎo)線(xiàn)垂直于磁場(chǎng)方向的有效長(zhǎng)度，如圖 3－ 3－ 6所示，半徑為 r的半圓形導(dǎo)線(xiàn)與磁場(chǎng) B垂直放置，當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)中通以電流 I時(shí)，導(dǎo)線(xiàn)的等效長(zhǎng)度為 2r，故安培力 F＝ 2BIr. ? (5)在通電導(dǎo)線(xiàn)平行于磁場(chǎng)方向時(shí)，安培力 F＝ 0. ? 二、安培力作用下的物體平衡 ? 1．有安培力參與的物體平衡，此平衡與前面所講的物體平衡一樣，也是利用物體平衡條件解題，只是多了一個(gè)安培力而已． ? 2．與閉合電路歐姆定律相結(jié)合的題目，主要應(yīng)用： ? (1)閉合電路歐姆定律． ? (2)安培力公式 F＝ BIL. ? (3)物體平衡條件． ? 3．在安培力作用下的物體平衡的解題步驟和共點(diǎn)力平衡相似，一般也
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