新課標(biāo)粵教版3-1選修三34安培力的應(yīng)用1-資料下載頁(yè)
2024-11-19 20:20本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】磁場(chǎng)對(duì)電流的作用教案。1．磁場(chǎng)是磁極、電流周圍存在的一種物質(zhì)，對(duì)放在磁場(chǎng)中的磁極、電流具有力的作用．。2．磁場(chǎng)的方向：規(guī)定在磁場(chǎng)中任一點(diǎn)小磁針N極受力的方向（或者小磁針靜止時(shí)N極的指。3．磁感線：在磁場(chǎng)中人為地畫出一系列曲線，曲線的切線方向表示該位置的磁場(chǎng)方向，曲。線的疏密能定性地表示磁場(chǎng)的弱強(qiáng)，這一系列曲線稱為磁感線．要掌握條形磁鐵、蹄形磁鐵、地球的磁場(chǎng)與條形磁鐵的磁場(chǎng)相似，其主要特點(diǎn)有三個(gè)：。地磁場(chǎng)B的水平分量總是從地球南極指向地球北。極，而豎直分量By，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地。對(duì)于磁感線的認(rèn)識(shí)，要注意以下幾點(diǎn)：。觀存在于磁場(chǎng)中的真實(shí)曲線，實(shí)驗(yàn)時(shí)利用被磁化的鐵屑來(lái)顯示磁感線的分布情況，只是研究。決不能認(rèn)為磁感線是由鐵屑排列而成的，另外被磁化的鐵屑所顯示的磁感線分布僅是一個(gè)平。面上的磁感線分布情況而磁鐵周圍的磁感線應(yīng)分布在長(zhǎng)、寬、高組成的三維空間內(nèi)．。④磁感線不能相交，也不能相切．
【正文】 線框的下半部處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B，方向與線框平面垂直．在圖 11— 1— 18中，垂直于紙面向里，線框中通以電流 I，方向如圖所示．開(kāi)始時(shí)線框處于平衡狀態(tài)，令磁場(chǎng)反向，磁感強(qiáng)度的大小仍為 B，線框達(dá)到新的平衡．在此過(guò)程中線框位移的大小 Δx______，方向 ______． 圖 11— 1— 18 【解析】 設(shè)線圈的質(zhì)量為 m，當(dāng)通以圖示電流時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量為 x1，線框處于平衡狀態(tài)，所以 kx1＝ mg－ nBIl．當(dāng)電流反向時(shí)，線框達(dá)到新的平衡，彈簧的伸長(zhǎng)量為 x2，由平衡條件可知 kx2＝ mg＋ nBIl． 所以 k（ x2－ x1）＝ kΔx＝ 2nBIl 所以 Δx＝ knBIl2 電流反向后，彈簧的伸長(zhǎng)是 x2＞ x1，位移的方向應(yīng)向下． 【答案】 kBIl?2 ；位移的方向向下 【能力突破】 9．如圖 11— 1— 19 所示， PQ和 MN為水平、平行放置的金屬導(dǎo)軌，相距 1 m，導(dǎo)體棒 ab跨放在導(dǎo)軌上，棒的質(zhì)量為 m＝ kg，棒的中點(diǎn)用細(xì)繩經(jīng)滑輪與物體相連，物體的質(zhì)量 M＝ kg，棒與導(dǎo)軌的動(dòng)摩擦因數(shù)為 μ＝ ，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B＝ 2 T，方向豎直向下，為了使物體勻速上升，應(yīng)在棒中通入多大的電流 ?方 向如何 ?（ g＝ 10 m/s2） 圖 11— 1— 19 【解析】 導(dǎo)體 ab受力如下圖所示，由平衡條件： FN＝ mg……①； ILB－ Ff－ Mg＝ 0……②；又 Ff＝ μFN……③，聯(lián)①②③得 I＝ 2 A，由左手定則知電流由ａ→ b． 【答案】 2 A； a→ b 10．電磁炮是利用電磁發(fā)射技術(shù)制成的一種先進(jìn)的動(dòng)能殺傷武器，具有速度快、命中率高、發(fā)射成本低、減少污染等優(yōu)點(diǎn)，是 21 世紀(jì)的一種理想兵器，它的主要原理如圖 11— 1— 20所示． 1982年澳大利亞國(guó)立大學(xué)制成了能把 g的彈體加速到 10 km/s的電磁炮（常 規(guī)炮彈約為 2 km/s），若軌道寬為 2 m，長(zhǎng)為 100 m，通過(guò)的電流為 10 A，則軌道間所加的勻強(qiáng)磁場(chǎng) B＝ ______ T，磁場(chǎng)力的最大功率 P＝ _______W．（軌道摩擦不計(jì)） 圖 11— 1— 20 【解析】 據(jù)安培力 F＝ BIL 得 B＝ ILF ， 又因 F＝ ma＝ m svvt 2202? 故 B＝ sILvvmILF t2 )(202 ?? 代入數(shù)據(jù)計(jì)算可得 B＝ 55 T． 又 Pmax＝ Fvmax＝ BILvmax，可求 Pmax＝ 107 W． 【答案】 55； 107 11．如圖 11— 1— 21所示，水平放置的光滑平行金屬導(dǎo)軌，相距為 L，導(dǎo)軌所在 平面距地面高度為 h，導(dǎo)軌左端與電源相連，右端放有質(zhì)量為 m的靜止的金屬棒，豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B，當(dāng)電鍵閉合后，金屬棒無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)地做平拋運(yùn)動(dòng)，落地點(diǎn)的水平距離為 s， 求：電路接通的瞬間，通過(guò)金屬棒的電量為多少 ? 圖 11— 1— 21 【解析】 設(shè)金屬棒經(jīng)時(shí)間 t落地，且水平速度為 v，通過(guò)的電流為 I，則根據(jù)平拋的特點(diǎn)：v＝ hgsts 2?，又由動(dòng)量定理得 Ft′＝ mv，其中 F＝ BIL，代入： BLIt′＝ ms hg2， 即 BLQ＝ hgms2， Q＝ hgBLms 2． 【答案】 hgBLms 2 12．在原子反應(yīng)堆中抽動(dòng)液態(tài)金屬或醫(yī)療器械中抽動(dòng)血液等導(dǎo)電液體時(shí)， 由于不允許傳動(dòng)的機(jī)械部分與這些液體相接觸，常使用一種電磁泵，如圖 11— 1— 22所示這種電磁泵的結(jié)構(gòu)，將導(dǎo)管放在磁場(chǎng)中，當(dāng)電流穿過(guò)導(dǎo)電液體時(shí)，這種液體即被驅(qū)動(dòng)，問(wèn)： 圖 11— 1— 22 （ 1）這種電磁泵的原理是什么？ （ 2）若導(dǎo)管內(nèi)截面積為 ab，磁場(chǎng)的寬度為 L，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B，液體穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的電流為 I，求驅(qū)動(dòng)力造成的壓強(qiáng)差為多少？ 【解析】 液體等效于一根長(zhǎng)為 b的通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受安培力作用，驅(qū)動(dòng)液體，驅(qū)動(dòng)力造成的壓強(qiáng)，可認(rèn)為安培力作用于 ab的面積上產(chǎn)生的，安培力為 F＝ BIb 安培力產(chǎn)生的壓強(qiáng)為 P＝ aBIabF? 【答案】 （ 1）安培力使液體被驅(qū)動(dòng)；（ 2） aBI
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