20xx粵教版高中物理選修3-1第3章第4節(jié)安培力的應用(編輯修改稿)
2024-12-24 02:04 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 是電動機轉(zhuǎn)動的原理． ? 【 特別提醒 】 ① 同樣的線圈放入同樣的磁場中，電流越大，安培力矩就越大，電動機轉(zhuǎn)速也就越大． ? ② 要提高電動機的轉(zhuǎn)速，可增大電流 I、增大磁感應強度、增大線圈面積和匝數(shù)． ? 【 例 1】 (雙選 )如圖 3－ 4－ 6所示，勻強磁場中，矩形通電線框可繞中心軸 OO′轉(zhuǎn)動，則下列說法正確的是 ( ) ? A．在圖示位置線框所受磁力矩為零 ? B．轉(zhuǎn)過 90176。 時線框所受磁力矩為零 ? C．轉(zhuǎn)過 90176。 時線框四條邊都不受磁場力作用 ? D．轉(zhuǎn)動中 ab、 cd邊所受磁場力均恒定不變 圖 3－ 4－ 6 解析： 本題考查通電線圈在勻強磁場中所受的安培力、力矩，根據(jù)定義式 F ＝ BIL ， M ＝ BIS cos θ 分析解答． 圖示位置的俯視如圖甲所示，由安培力計算式和左手定則可知， ab 邊和 cd 邊受安培力大小相等、方向相反， ad 邊和 bc邊此時不受安培力．設電流為 I ，線框面積為 S ，線框受磁力矩為 M ，則此時 M ＝ 2 BI ab ad2＝ BIS ，線框加速轉(zhuǎn)動． ? 當線框轉(zhuǎn)過 90176。 角時，從左向右側(cè)視圖如圖乙所示．從圖示可知，此時線框四條邊都受安培力，整個線框的 F外 ＝ 0，整個線框受磁力矩 M＝ ，任一位置的俯視圖如圖丙所示，受力大小、方向均不變，所以答案選取 B和 D. ? 答案： BD ? ?題后反思 ? 理解安培力的定義式 F＝ BILsin θ和電磁力矩的表達式 M＝ BIScos θ的物理意義是求解本類題的關(guān)鍵． ? 如圖 3－ 4－ 7所示，把一個可以繞水平軸轉(zhuǎn)動的鋁盤放在蹄形磁鐵之間，盤的下邊緣浸在導電液體中．把轉(zhuǎn)盤和導電液體分別接到直流電源的兩極上，鋁盤就會轉(zhuǎn)動起來，為什么？用什么方法可以改變鋁盤的轉(zhuǎn)動方向？ 圖 3－ 4－ 7 ? 解析： 由于鋁盤是良好的導體，我們可以把鋁盤看成是由許多條金屬棒拼合而成 (可以與自行車輪胎上的輻條類比 )．接通電源后，電流從鋁盤中心 O處流向盤與導電液的接觸處，從導電液中的引出導線流出，而這股電流恰好處在一個與電流垂直的磁場中，由左手定則可以判斷出它受到一個與盤面平行的安培力作用，這個力對轉(zhuǎn)軸的力矩不為零，所以在通電后鋁盤開始轉(zhuǎn)動起來．如果對鋁盤通一恒定的電流，則鋁盤就會不停地轉(zhuǎn)動下去，當阻力的力矩與安培力的力矩相等時鋁盤就勻速轉(zhuǎn)動．不難看出，要改變鋁盤的轉(zhuǎn)動方向，我們可以改變電流方向或是改變磁場的方向．
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