【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 解析 合上電鍵后小磁針 A向右移，說(shuō)明受到向右的力作用，通電螺線(xiàn)管左端相當(dāng)于 S極．根據(jù)安培定則， B處導(dǎo)線(xiàn)中的電流方向向左，此電流在 B處產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，所 以小磁針 B 的 N 極受磁場(chǎng)力垂直紙面向外，故小磁針 B 的 N 極向外運(yùn)動(dòng)．通電螺線(xiàn)管在 C 處的磁場(chǎng)方向向左，小磁針 C的 N極受磁場(chǎng)力向左，故小磁針 C轉(zhuǎn)動(dòng)后 N極指向左，如圖所示． 答案 小磁針 B的 N極向外轉(zhuǎn)動(dòng)、小磁針 C轉(zhuǎn)動(dòng)后 N極指向左． 1 如右圖所示，條形磁鐵放在水平桌面上，它的正中央的上方固定一與磁鐵垂直的通電直導(dǎo)線(xiàn)，電流方向垂直紙面向外，則下面結(jié)論正確的是（ ） A．磁鐵對(duì)桌面的壓力減小，它不受摩擦力； B．磁鐵對(duì)桌面的壓力減小，它受到摩擦力 ； C．磁鐵對(duì)桌面的壓力加大，它不受摩擦力； D．磁鐵對(duì)桌面的壓力加大，它受到摩擦力； 解：直線(xiàn)電流磁場(chǎng)中通過(guò)磁鐵 N、 S極的磁感線(xiàn)如左圖所示。由磁鐵 N極在磁場(chǎng)中某處所受磁場(chǎng)力方向與該處磁場(chǎng)方向相同， S極在磁場(chǎng)中某處所受磁場(chǎng)力方向與該處磁場(chǎng)方向相反的結(jié)論可知， N、 S兩極所受磁場(chǎng)力的方向應(yīng)分別如圖中 FN 、 FS 所示。由對(duì)稱(chēng)性可知， FN 與 FS 的 沁陽(yáng)市高中備課中心 物理 教案 主備 朱愛(ài)玲 審定 楊國(guó)興 2022 年 2 月 6 日 5 豎直分量大小相等方向相同，水平分量則大小相等方向相反。以磁鐵為研究對(duì)象，其受力情況如上圖所示。由磁鐵在豎直方向平衡可知地面對(duì)磁鐵彈力 N小于磁鐵重力 G，由牛頓第三定律可知，磁鐵對(duì)地面的壓力 N’也小于 G?？梢?jiàn)與導(dǎo)線(xiàn)中未通電時(shí)相比，磁鐵對(duì)地面的壓力變小了。由于磁鐵在水平方向沒(méi)有受到促使它相對(duì)地面產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的外力，所以不受地面的靜摩擦力；磁鐵沒(méi)有沿地運(yùn)動(dòng)，也不受地面的滑動(dòng)摩擦力。 此題答案應(yīng)選 A。 1 如右 圖所示，木板質(zhì)量為 M，靜止于水平地面上，木板上固定一質(zhì)量不計(jì)的框架，框架上懸有磁鐵 A，木板上放有磁鐵 B，兩磁鐵質(zhì)量均為 m，設(shè)木板對(duì)地面的壓力為 N1， B 對(duì)木板的壓力為 N2， A 對(duì)懸線(xiàn)的拉力為 T，則下面結(jié)論正確的是（ ） A． N1? ?Mg mg2 B． N mg2 ? C． T mg? D．以上答案全不對(duì) 解：把木板、框架及磁鐵 A、 B 看成一個(gè)系統(tǒng)，則系統(tǒng)受有重力 G mg mg總 ? ? 2 ，地 面的彈力 N1’。由牛頓第三定律可知 N N1 139。? ，由系統(tǒng)平衡條件可知 N Mg mg1 239。? ? ，即N Mg mg1 2? ? 。 磁鐵 B 受有重力 G mgB ? 、木塊的彈力 N2’、磁鐵 A 的吸引力 FA 。由平衡條件可知 N2’? ?mg FA 。由牛頓第三定律 N2’ = N2，所以有 N2=mg F mgA? ? 。 磁鐵 A 受有重力 G mgA ? ，懸線(xiàn)拉力 T’， B 磁鐵的吸引力 FB 。由平衡條件可知T mg FB39。? ? 。由牛頓第三定律可知 T T39。? ，所以有 T mg F mgB? ? ?。 此題答案應(yīng)選 A。 13．如圖所示 ,質(zhì)量為 m ， 電量為 q 的帶正電物體 ,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B，方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，沿動(dòng)摩擦因數(shù)為μ的水平面向左運(yùn)動(dòng)，則 ( D ) A．物體的速度由 v減小到零的時(shí)間等于 mv/μ (mg+Bqv) B．物體的速度由 v減小到零的時(shí)間小于 mv/μ (mg+Bqv) C．若另加一個(gè)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為 (mg+Bqv)/q，方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng) ,物體將作勻速運(yùn)動(dòng) D．若另加一個(gè)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為 (mg+Bqv)/q，方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng) ,物體將作勻速運(yùn)動(dòng) 第二單元 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用 知識(shí)目標(biāo) 一、安培力 ：通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中受到的作用力叫做安培力． 說(shuō)明 :磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線(xiàn)中定向移動(dòng)的電荷有力的作用，磁場(chǎng)對(duì)這些定向移動(dòng)電荷作用力的宏觀表現(xiàn)即為安培力． ： F＝ BILsinθ（θ是 I 與 B 的夾角）；通電導(dǎo)線(xiàn)與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，即θ＝ 900，此時(shí)安培力有最大值；通電導(dǎo)線(xiàn)與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，即θ＝ 00，此時(shí)安培力有最小值，F(xiàn)=0N。00＜ B＜ 900時(shí)，安培力 F介于 0和最大值之間 . : ①公式 F＝ BIL一般適用于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 I⊥ B的情況，對(duì)于非勻強(qiáng)磁場(chǎng)只是近似適用（如對(duì)電流元），但對(duì)某些特殊情況仍適用． 如圖所示，電流 I1//I2,如 I1在 I2處磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B，則 I1對(duì) I2的安培力 F＝ BI2L，方向向左，同理 I2對(duì) I1，安培力向右，即同向電 流相吸，異向電流相斥． ②根據(jù)力的相互作用原理，如果是磁體對(duì)通電導(dǎo)體有力的作用，則通電導(dǎo)體對(duì)磁體有反作用力．兩根通電導(dǎo)線(xiàn)間的磁場(chǎng)力也遵循牛頓第三定律． 二、左手定則 ：伸開(kāi)左手，使拇指跟其余的四指垂直且與手掌都在同一平面內(nèi)，讓磁感線(xiàn)垂直穿過(guò)手心，并使四指指向電流方向，這時(shí)手掌所在平面跟磁感線(xiàn)和導(dǎo)線(xiàn)所在平面垂直，大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線(xiàn)所受安培力的方向． F的方向既與磁場(chǎng)方向垂直，又與通電導(dǎo)線(xiàn)垂直 ,即 F跟 BI所在的面垂直．但 B與 I的方向不一定垂直． F、磁感應(yīng)強(qiáng)度 B、電流 1三者的關(guān)系 ①已知 I,B的方向，可惟一確定 F的方向； ②已知 F、 B的方向，且導(dǎo)線(xiàn)的位置確定時(shí)，可惟一確定 I的方向； ③已知 F,1的方向時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度 B的方向不能惟一確定． B,I,F 的方向關(guān)系常是在三維的立體空間，所以求解本部分問(wèn)題時(shí)，應(yīng)具有較好的空間想象力，要善于把立體圖畫(huà)變成易于分析的平面圖，即畫(huà)成俯視圖，剖視圖，側(cè)視圖等． 【例 1】 如圖所示，一條形磁鐵放在水平桌面上在其左上方固定一根與磁鐵垂直的長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)，當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)通以如圖所示方向電流時(shí)（ ） A．磁鐵對(duì) 桌面的壓力減小，且受到向左的摩擦力作用 B．磁鐵對(duì)桌面的壓力減小，且受到向右的摩擦力作用 C．磁鐵對(duì)桌面的壓力增大，且受到向左的摩擦力作用 D．磁鐵對(duì)桌面的壓力增大，且受到向右的摩擦力作用 解析 ：導(dǎo)線(xiàn)所在處磁場(chǎng)的方向沿磁感線(xiàn)的切線(xiàn)方向斜向下，對(duì)其沿水平豎直方向分解，如圖 I1 I2 沁陽(yáng)市高中備課中心 物理 教案 主備 朱愛(ài)玲 審定 楊國(guó)興 2022 年 2 月 6 日 6 10— 15 所示．對(duì)導(dǎo)線(xiàn)： Bx產(chǎn)生的效果是磁場(chǎng)力方向豎直向上． By產(chǎn)生的效果是磁場(chǎng)力方向水平向左． 根據(jù)牛頓第三定律：導(dǎo)線(xiàn)對(duì)磁鐵的力有豎直向下的作用力，因而磁鐵對(duì)桌面壓力增大；導(dǎo)線(xiàn)對(duì)磁鐵的力有水平向右的作用力．因而磁 鐵有向右的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，這樣磁鐵與桌面間便產(chǎn)生了摩擦力，桌面對(duì)磁鐵的摩擦力沿水平方向向左． 答案 ： C 【例 2】 .如圖在條形磁鐵 N 極處懸掛一個(gè)線(xiàn)圈，當(dāng)線(xiàn)圈中通有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鲿r(shí)，線(xiàn)圈將向哪個(gè)方向偏轉(zhuǎn)？ 分析：用“同向電流互相吸引，反向電流互相排斥”最簡(jiǎn)單：螺線(xiàn)管的電流在正面是向下的，與線(xiàn)圈中的電流方向相反，互相排斥，而左邊的線(xiàn)圈匝數(shù)多所以線(xiàn)圈向右偏轉(zhuǎn)。 【例 3】 電視機(jī)顯象管的偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈示意圖如右，即時(shí)電流方向如圖所示。該時(shí)刻由里向外射出的電子流將向哪個(gè)方向偏轉(zhuǎn)？ 解：畫(huà)出偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈內(nèi)側(cè)的電流，是左半線(xiàn)圈 靠電子流的一側(cè)為向里，右半線(xiàn)圈靠電子流的一側(cè)為向外。電子流的 等效電流方向 是向里的，根據(jù)“同向電流互相吸引，反向電流互相排斥”，可判定電子流向左偏轉(zhuǎn)。 規(guī)律方法 1。安培力的性質(zhì)和規(guī)律； ①公式 F=BIL 中 L 為導(dǎo)線(xiàn)的有效長(zhǎng)度，即導(dǎo)線(xiàn)兩端點(diǎn)所連直線(xiàn)的長(zhǎng)度，相應(yīng)的電流方向沿 L 由始端流向末端．如圖所示，甲中： / 2ll? ，乙中： L/=d(直徑）＝ 2R（半圓環(huán)且半徑為 R) ②安培力的作用點(diǎn)為磁場(chǎng)中通電導(dǎo)體的幾何中心； ③安培力做功 :做功的結(jié)果將電能轉(zhuǎn)化成其它形式的能． 【例 4】如圖所示，在光滑的水平桌面上，有兩根彎成直角相同金屬棒，它們的一端均可繞固定轉(zhuǎn)軸 O 自由轉(zhuǎn)動(dòng)，另一端 b 互相接觸，組成一個(gè)正方形線(xiàn)框，正方形邊長(zhǎng)為 L，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直桌面向下，磁感強(qiáng)度為 B．當(dāng)線(xiàn)框中通以圖示方向的電流時(shí)，兩金屬棒 b點(diǎn)的相互作用力為 f此時(shí)線(xiàn)框中的電流為多少？ 解析 ：由于對(duì)稱(chēng)性可知金屬棒在 O 點(diǎn)的相互作用力也為 f，所以 Oa 邊和ab 邊所受安培力的合力為 2f，方向向右，根據(jù)左手定則可知 Oa 邊和 ab邊所受安培力 F F2分別與這兩邊垂直，由力的合成法則可求出 F1= F2=2fcos450= 2 f＝ BIL，I= 2 f／ BL 點(diǎn)評(píng) ：本題也利用了對(duì)稱(chēng)性說(shuō)明 O 點(diǎn)的作用力為 f，當(dāng)對(duì)左側(cè)的金屬棒作受力分析時(shí)，受到的兩個(gè)互相垂直的安培力 F F2（這兩個(gè)安培力大小相等為 F）的合力是水平向右的，大小為 2 F，與 O、 b兩點(diǎn)受到的作用力 2f相平衡。 【例 5】質(zhì)量為 m的通電細(xì)桿 ab 置于傾角為θ的平行導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌寬度為 d，桿 ab與導(dǎo)軌間的摩擦因數(shù)為μ．有電流時(shí) aB 恰好在導(dǎo) 軌上靜止，如圖所示，如圖所示是沿 ba 方向觀察時(shí)的四個(gè)平面圖，標(biāo)出了四種不同的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向，其中桿與導(dǎo)軌間摩擦力可能為零的是（ ） 解析 ：桿的受力情況為： 答案 ： AB