安培力大小的計(jì)算 F=BLIsinα(α為B.L間的夾角)高中只要求會計(jì)算α=0和α=90°兩種情況. 例5. 如圖所示.光滑導(dǎo)軌與水平面成α角.導(dǎo)軌寬L.勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.金屬桿長也為L .質(zhì)量為m.水平放在導(dǎo)軌上.當(dāng)回路總電流為I1時(shí).金屬桿正好能靜止.求:⑴B至少多大?這時(shí)B的方向如何?⑵若保持B的大小不變而將B的方向改為豎直向上.應(yīng)把回路總電流I2調(diào)到多大才能使金屬桿保持靜止? 解:畫出金屬桿的截面圖.由三角形定則得.只有當(dāng)安培力方向沿導(dǎo)軌平面向上時(shí)安培力才最小.B也最小.根據(jù)左手定則.這時(shí)B應(yīng)垂直于導(dǎo)軌平面向上.大小滿足:BI1L=mgsinα. B=mgsinα/I1L. 當(dāng)B的方向改為豎直向上時(shí).這時(shí)安培力的方向變?yōu)樗较蛴?沿導(dǎo)軌方向合力為零.得BI2Lcosα=mgsinα.I2=I1/cosα.(在解這類題時(shí)必須畫出截面圖.只有在截面圖上才能正確表示各力的準(zhǔn)確方向.從而弄清各矢量方向間的關(guān)系). 例6. 如圖所示.質(zhì)量為m的銅棒搭在U形導(dǎo)線框右端.棒長和框?qū)捑鶠長.磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場方向豎直向下.電鍵閉合后.在磁場力作用下銅棒被平拋出去.下落h后的水平位移為s.求閉合電鍵后通過銅棒的電荷量Q. 解:閉合電鍵后的極短時(shí)間內(nèi).銅棒受安培力向右的沖量FΔt=mv0而被平拋出去.其中F=BIL.而瞬時(shí)電流和時(shí)間的乘積等于電荷量Q=IžΔt.由平拋規(guī)律可算銅棒離開導(dǎo)線框時(shí)的初速度.最終可得. 例7. 如圖所示.半徑為R.單位長度電阻為λ的均勻?qū)w環(huán)固定在水平面上.圓環(huán)中心為O.勻強(qiáng)磁場垂直于水平面方向向下.磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.平行于直徑MON的導(dǎo)體桿.沿垂直于桿的方向向右運(yùn)動.桿的電阻可以忽略不計(jì).桿于圓環(huán)接觸良好.某時(shí)刻.桿的位置如圖.∠aOb=2θ.速度為v.求此時(shí)刻作用在桿上的安培力的大小. 解:ab段切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E=vBž2Rsinθ.以a.b為端點(diǎn)的兩個(gè)弧上的電阻分別為2λR(π-θ)和2λRθ.回路的總電阻為.總電流為I=E/r.安培力F=IBž2Rsinθ.由以上各式解得:. 【查看更多】

 

題目列表(包括答案和解析)

某研究性小組的同學(xué)們在探究安培力的大小和方向與哪些因素有關(guān)時(shí)，設(shè)計(jì)了以下兩個(gè)實(shí)驗(yàn)．
實(shí)驗(yàn)一：利用如圖所示的安培力演示器先探究影響安培力大小的因素．第一步，當(dāng)通電導(dǎo)線長度和磁場一定，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片改變電流，觀察：指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，且偏轉(zhuǎn)角度隨電流增大而增大．第二步，當(dāng)通電電流和磁場一定，改變導(dǎo)線的長度，分別觀察：指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的角度隨導(dǎo)線長度的增大而增大．第三步，當(dāng)通電電流和導(dǎo)線長度一定，更換磁鐵，再次分別觀察：指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的角度不同．
實(shí)驗(yàn)二：利用安培力演示器對安培力的方向進(jìn)行對比探究．先后按照下表實(shí)驗(yàn)序號1、2、3的圖例做實(shí)驗(yàn)，觀察到的相關(guān)現(xiàn)象已分別記錄在對應(yīng)的圖例下面的表格里．
實(shí)驗(yàn)序號 1 2 3
圖

例
磁場方向 豎直向下 豎直向下 豎直向上
電流方向 水平向里 水平向外 水平向外
受力方向 水平向左 水平向右 水平向左
（1）通過實(shí)驗(yàn)一的對比探究，可以得到影響安培力大小的因素有：
磁場、導(dǎo)線長度和通電電流
磁場、導(dǎo)線長度和通電電流
；且安培力大小與這些因素的定性關(guān)系是：
磁性越強(qiáng)（磁場越強(qiáng)），電流越大或直導(dǎo)線越長，安培力越大．
磁性越強(qiáng)（磁場越強(qiáng)），電流越大或直導(dǎo)線越長，安培力越大．
．
（2）通過實(shí)驗(yàn)二的對比探究，可以得到安培力的方向與
磁場
磁場
方向、
電流
電流
方向有關(guān)；且三者方向的關(guān)系是：當(dāng)I⊥B時(shí)，
F⊥I，F(xiàn)⊥B
F⊥I，F(xiàn)⊥B
．
（3）通過實(shí)驗(yàn)一的對比探究，能否得出安培力大小的計(jì)算公式？
不能
不能
（填“能”或“不能”）通過實(shí)驗(yàn)二的對比探究，能否得出安培力方向的規(guī)律--左手定則？
能
能
（填“能”或“不能”）

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（18分）某研究性小組的同學(xué)在探究安培力的大小和方向與哪些因素有關(guān)時(shí)，設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn).

實(shí)驗(yàn)一：利用如圖所示的安培力演示器探究影響安培力大小的因素.

第一步，當(dāng)通電導(dǎo)線長度l和磁場B一定，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片改變電流I，觀察結(jié)果：指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，且偏轉(zhuǎn)角度隨電流I增大而增大；

第二步，當(dāng)電流I和磁場B一定，改變導(dǎo)線的長度l，觀察結(jié)果：指針偏轉(zhuǎn)的角度隨導(dǎo)線長度l的增大而增大；

第三步，當(dāng)電流I和導(dǎo)線長度l一定，更換磁鐵，觀察結(jié)果：指針偏轉(zhuǎn)的角度隨磁鐵磁感應(yīng)強(qiáng)度B的增大而增大.

實(shí)驗(yàn)二：利用安培力演示器對安培力的方向進(jìn)行對比探究.

先后按照下表實(shí)驗(yàn)序號1、2、3的圖例做實(shí)驗(yàn)，觀察到的相關(guān)現(xiàn)象已分別記錄在對應(yīng)的圖例下方的表格里.

實(shí)驗(yàn)序號

I

2

3

圖例

磁場方向

豎直向下

豎直向下

豎直向上

電流方向

水平向里

水平向外

水平向外

受力方向

水平向左

水平向右

水平向左

　

（1）通過實(shí)驗(yàn)一的對比探究，可以得到影響安培力大小的因素有： 導(dǎo)線長度l、_____________和　　　　　　　 ；且安培力大小與這些因素的定性關(guān)系是：若l越大 ，　　　　　 ， 　　　　　　 ，則F越大.

（2）通過實(shí)驗(yàn)二的對比探究，可以得到安培力的方向與電流方向、　　　　 方向有關(guān)；且三者方向的關(guān)系是：當(dāng)I⊥B時(shí)，___________，_____________.

　 （3）通過實(shí)驗(yàn)一的對比探究，能否得出安培力大小的計(jì)算公式？___________（填“能”或“不能”）；通過實(shí)驗(yàn)二的對比探究，能否得出安培力方向的規(guī)律――左手定則？___________（填“能”或“不能”）

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磁場對電流有_____的作用，電流是由_____的定向移動形成的．磁場對電流的作用力通常稱為_____，當(dāng)導(dǎo)線與磁場垂直時(shí)，安培力大小的計(jì)算公式F＝_____．

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磁場對電流有_____的作用，電流是由_____的定向移動形成的．磁場對電流的作用力通常稱為_____，當(dāng)導(dǎo)線與磁場垂直時(shí)，安培力大小的計(jì)算公式F＝_____．

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我國未來的航母將采用自行研制的電磁彈射器．電磁彈射系統(tǒng)包括電源、強(qiáng)迫儲能裝置、導(dǎo)軌和脈沖發(fā)生器等等．其工作原理如圖1所示，利用與飛機(jī)前輪連接的通電導(dǎo)體在兩平行金屬導(dǎo)軌的強(qiáng)電流產(chǎn)生的磁場中受安培力作用下加速獲得動能．設(shè)飛機(jī)質(zhì)量為m=1.8×104kg，起飛速度為v=70m/s，起飛過程所受平均阻力恒為機(jī)重的k=0.2倍，在沒有電磁彈射器的情況下，飛機(jī)從靜止開始起飛距離為l=210m；在電磁彈射器與飛機(jī)發(fā)動機(jī)（牽引力不變）同時(shí)工作的情況下，起飛距離減為
l
3
．強(qiáng)迫儲能裝置提供瞬發(fā)能量，方案是利用電容器（電容量C極大）儲存電能：W電=
1
2
CU2，如圖2是電容器的帶電量q與極板間電壓U的關(guān)系曲線，假設(shè)電容器釋放全部電能等于安培力做的功，取g=10m/s2，求：精英家教網(wǎng)
（1）飛機(jī)所受牽引力F的大小？
（2）試計(jì)算電磁彈射器安培力對飛機(jī)所做的功W為多少焦？
（3）電源對電容器充電電壓U約為多少伏？

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