安培力作用下物體的運(yùn)動(dòng)方向的判斷 (1)電流元法:即把整段電流等效為多段直線電流元.先用左手定則判斷出每小段電流元所受安培力的方向.從而判斷整段電流所受合力方向.最后確定運(yùn)動(dòng)方向． (2)特殊位置法:把電流或磁鐵轉(zhuǎn)到一個(gè)便于分析的特殊位置后再判斷安培力方向.從而確定運(yùn)動(dòng)方向． (3)等效法:環(huán)形電流和通電螺線管都可以等效成條形磁鐵.條形磁鐵也可等效成環(huán)形電流或通電螺線管.通電螺線管也可以等效成很多匝的環(huán)形電流來分析． (4)利用結(jié)論法:①兩電流相互平行時(shí)無轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì).同向電流相互吸引.反向電流相互排斥,②兩電流不平行時(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)的問題.可先分析電流在磁體磁場(chǎng)中所受的安培力.然后由牛頓第三定律.再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． (6)分析在安培力作用下通電導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)情況的一般步驟 ①畫出通電導(dǎo)線所在處的磁感線方向及分布情況 ②用左手定則確定各段通電導(dǎo)線所受安培力 ③)據(jù)初速方向結(jié)合牛頓定律確定導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)情況 (7)磁場(chǎng)對(duì)通電線圈的作用:若線圈面積為S.線圈中的電流強(qiáng)度為I.所在磁場(chǎng)的孩感應(yīng)強(qiáng)度為B.線圈平面跟磁場(chǎng)的夾角為θ.則線圈所受磁場(chǎng)的力矩為:M=BIScosθ． [例6]如圖所示.電源電動(dòng)勢(shì)E＝2V.r＝0.5Ω,豎直導(dǎo)軌電阻可略.金屬棒的質(zhì)量m＝0.1kg.R=0.5Ω.它與導(dǎo)體軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.4.有效長(zhǎng)度為0.2 m,靠在導(dǎo)軌的外面.為使金屬棒不下滑.我們施一與紙面夾角為600且與導(dǎo)線垂直向外的磁場(chǎng).(g=10 m/s2)求: (1)此磁場(chǎng)是斜向上還是斜向下? (2)B的范圍是多少? 解析:導(dǎo)體棒側(cè)面受力圖如圖所示: 由平衡條件得:B最小時(shí)摩擦力沿導(dǎo)軌向上.則有 μFN+BILcos300＝mg, FN=BILsin300 解得B＝2.34 T 當(dāng)B最大時(shí)摩擦力沿導(dǎo)軌向下.則有BILcos300＝mg+μFN FN=BILsin300 解得B=3. 75 T B的范圍是2.34 T -- 3. 75 T [例7]在傾角為θ的斜面上.放置一段通有電流強(qiáng)度為I,長(zhǎng)度為L(zhǎng).質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒a..如圖所示.棒與斜面間動(dòng)摩擦因數(shù)μ< tanθ.欲使導(dǎo)體棒靜止在斜面上.應(yīng)加勻強(qiáng)磁場(chǎng).磁場(chǎng)應(yīng)強(qiáng)度B最小值是多少?如果要求導(dǎo)體棒a靜止在斜面上且對(duì)斜面無壓力.則所加勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度又如何? 解析:(1)設(shè)當(dāng)安培力與斜面成α角時(shí)B最小.則由平衡條件得: mgsinθ＝μFN+BILcosα, FN=mgcosθ+BILsinα． 解得 ∴當(dāng)α+β=900時(shí), (2)當(dāng)FN=0時(shí).則BIL＝mg.∴BIL=mg,由左手定則知B方向水平向左． [例8]如圖所示.abcd是一豎直的矩形導(dǎo)線框.線框面積為S.放在磁感強(qiáng)度為B的均勻水平磁場(chǎng)中.ab邊在水平面內(nèi)且與磁場(chǎng)方向成600角.若導(dǎo)線框中的電流為I.則導(dǎo)線框所受的安培力對(duì)某豎直的固定軸的力矩等于 A．IBS B．½IBS C．IBS D．由于導(dǎo)線框的邊長(zhǎng)及固定軸的位置來給出.無法確定 解析:為便于正確找出力臂.應(yīng)將題中所給的立體圖改畫成平面俯視圖.如圖10-17所示.設(shè)線框ab邊長(zhǎng)為11.cd邊長(zhǎng)為12.并設(shè)豎直轉(zhuǎn)軸過圖中O點(diǎn) .ao長(zhǎng)lac.bo長(zhǎng)lbo.則lac+lbo=l1．為便于分析.設(shè)電流方向沿abcda． 由左手定則判斷各邊所受安培力的方向.可知ab.cd邊受力與豎直轉(zhuǎn)軸平行.不產(chǎn)生力矩,ad.bc兩邊所受安培力方向如圖.將產(chǎn)生力矩．a(chǎn)d.bc邊所受安培力的大小均為F＝IBl2.產(chǎn)生的力矩分別為:Mad=Flaocosθ.Mbc=Flbccosθ．兩個(gè)力矩的方向相同(困10-17中均為順時(shí)針力矩).合力矩M=Mad+Mbc＝F(lao+lbc)cosθ＝IBScosθ.將θ＝600代入.得M=½IBS． 答案:B 說明:由此題也導(dǎo)出了單匝通電線圈在磁場(chǎng)所受磁力矩的公式M=IBScosθ．若為N匝線圈.則M＝NIBScosθ．式中S為線圈包圍面積.θ為線圈平面與磁場(chǎng)方向的夾角．顯然.當(dāng)θ=00時(shí).即線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí).線圈所受磁力矩最大Mmax＝NBIS.當(dāng)θ＝900.即線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直時(shí).線圈所受磁力矩為零．公式也不限于矩形線圈.對(duì)稱轉(zhuǎn)軸的情況.對(duì)任意形狀的線圈．任一垂直于磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)軸位置都適用． [例9]通電長(zhǎng)導(dǎo)線中電流I0的方向如圖所示.邊長(zhǎng)為2L的正方形載流線圈abcd中的電流強(qiáng)度為I.方向由a→b→c→d．線圈的ab邊.cd邊以及過ad.bc邊中點(diǎn)的軸線OO/都與長(zhǎng)導(dǎo)線平行．當(dāng)線圈處于圖示的位置時(shí).ab邊與直導(dǎo)線間的距離ala等于2L.且ala與ad垂直．已知長(zhǎng)導(dǎo)線中電流的磁場(chǎng)在ab處的磁感強(qiáng)度為B1.在cd處的磁感強(qiáng)度為B2.則載流線圈處于此位置受到的磁力矩的大小為 ． 解析:ad.bc邊所受的磁場(chǎng)力和轉(zhuǎn)軸OO/平行.其力矩為零.ab.cd邊受力的方向如圖10-21所示.大小分別為F1＝B1I·2L.F2= B2I·2L.F1.F2對(duì)轉(zhuǎn)軸OO/的力臂分別為L(zhǎng)和L .則兩力對(duì)轉(zhuǎn)軸的力矩為M=M1+M2=FlL+F2L= IL2(2B1+B2)． 答案:IL2(2B1+B2) 【查看更多】

 

題目列表(包括答案和解析)

（2013?普陀區(qū)一模）如圖所示，兩根垂直紙面、平行且固定放置的直導(dǎo)線M和N，通有同向等值電流；沿紙面與直導(dǎo)線M、N等距放置的另一根可自由移動(dòng)的通電導(dǎo)線ab，則通電導(dǎo)線ab在安培力作用下運(yùn)動(dòng)的情況是（　�。�

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關(guān)于曲線運(yùn)動(dòng)，下列敘述中正確的是（　�。�

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（10分）在粗糙水平面上有一質(zhì)量為m=10kg的物體，物體與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2�，F(xiàn)在對(duì)物體施加一個(gè)斜向下，與水平面成=37°的推力F ，F=100N，物體由靜止開始向右運(yùn)動(dòng)。作用5s后撤去外力F。g取10m/s2。（其中sin37°=0.6，,cos37°=0.8）求：

（1）力作用下物體的加速度為多少？

（2）撤去外力F時(shí)物體的速度大小

（3）物體在水平面上發(fā)生的總位移

 

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(7分)以下是小麗同學(xué)在“探究共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件”實(shí)驗(yàn)中的操作步驟。

請(qǐng)完成步驟中的填空:

A.將一方形薄木板平放在桌面上，在板面上用圖釘固定好白紙，將三個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤用細(xì)線系在小鐵環(huán)上，如圖甲所示

B.先將其中兩個(gè)測(cè)力計(jì)固定在圖板上，再沿某一方向拉著第三個(gè)測(cè)力計(jì)。當(dāng)鐵環(huán)      時(shí)，分別記下測(cè)力計(jì)的示數(shù)F1、F2、F3和              ，并作出各個(gè)力的圖示

C.按               作出F1、F2的合力F12，如圖乙所示。比較F12和            ，由此，找出三個(gè)力F1、F2、的關(guān)系。

 

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利用傳感器和計(jì)算機(jī)可以研究快速變化的力作用下物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律或物體受力的特點(diǎn)等情況。例如在一次實(shí)驗(yàn)時(shí)，把圖甲中的小球舉高到繩子的懸點(diǎn)O處，然后讓小球自由下落。用這種方法獲得了彈性繩的拉力隨時(shí)間變化的圖線如圖乙所示。則根據(jù)圖線所提供的信息，作出以下判斷，其中正確的是(    )

    

A．t1、t2時(shí)刻小球速度最大                   B．t2、t5時(shí)刻小球的動(dòng)能最小

C．t3與t6時(shí)刻小球動(dòng)量大小可能相等       D．小球在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒

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