试题-全国-2008_2008高考物理一轮复习 第二单元 磁场对电流的作用.rar

用心爱心专心2008高考物理一轮复习第二单元磁场对电流的作用学海导航考点点击１．磁场对通电直导线的作用．安培力．左手定则Ⅱ２．磁电式电表原理Ⅱ学法指导1、安培力的方向与磁场方向间存在着空间立体关系，复习中注意加强空间想象能力，善于把立体图改画平面图，这是解决问题的关键。2、对涉及安培力的计算，要先对通电导体受力分析，再确定状态，据力学规律列方程求解。知识梳理1．磁场对通电导线的作用力叫做安培力．它的大小若I∥B时，F＝0；若I⊥B时，．2．通电导线在磁场中所受安培力的方向跟磁场方向、电流方向之间的关系，可以用左手定则来判定：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流的方向，那么，拇指所指的方向，就是通电导线在磁场中的受力方向．3.磁电式电流表的工作原理是力矩平衡.磁电式电流表主要由蹄形磁铁、铁芯、绕在线框上的线圈、螺旋弹簧、指针构成.3．辐向磁场使线圈转到任何位置时都保持磁场与线框平面平行，因此，处在磁场的两个边所受的安培力总是与线框平面垂直，安培力的力臂总是等于最大。点评安培力方向的特点：F⊥B，F⊥I，即F垂直于B和I确定的平面（注意：B和I可以有任意夹角）。NS图11.2-１学习探究例1如图图11.2-１示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁的N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直线圈平面，当线圈内通以如图方向的电流后，线圈将A．不动B.转动C.向左摆动D.向右摆动解析：方法一等效法：环形电流和通电螺线管可以等效成条形磁铁，条形磁铁也可以等效成环形电流和通电螺线管．通电螺线管还可以等效成很多匝的环形电流来分析．经分析线圈将向左摆动，故选项C正确。方法二电流元法：即把整段电流等效为多段直线电流元，用左手定则判断出每个电流元所受安培力的方向，从而确定其运动方向．经分析每个电流元受沿径向并斜向左侧的力，根据对称性知线圈受向左的合外力，故将向左摆动，故选项C正确．点拨：等效法及电流元法视具体情况合理选用。以后在解题时还可直接利用一些结论如：①两电流相互平行时无转动趋势，同向电流互相吸引，反向电流互相排斥；②两电流不平行时，有转动到相互平行且电流方向相同的趋势．图11.2-２例2如图11.2-２所示，在光滑水平桌面上，有两根弯成直角的相同金属棒，它们一端均可绕固定转动轴O自由转动，另一端b相互接触，组成一个正方形线框，正方形每边长度均为l，匀强磁场的方向垂直桌面向下．当线框中通以图示方向的电流I时，两金属棒在b点的相互作用力为f，则此时磁感强度的大小为__________．（不计电流产生的磁场）解析通电后，直角棒的每一段都受到方向垂直棒指向框内、大小相等的安培力（如图11.2-３），其值为．取左边的一根棒Oab为研究对象，其Oa、ab两段所受安培力的水平分力必被右边一根Ocb棒在O、b两处的水平作用力所平衡．由对称性知，O、b两处的相互作用力相等．令，则图11.2-３所以．点拨根据分析知Oab部分所受安培力的合力大小为2f，方向水平向右，由左手定则知安培力垂直于电流和磁场，Oab为折线，其与合安培力垂直方向的等效长度为，所以，得出．这样也可求出结果，与前面的分析计算殊途同归．同学们还可以根据初中所学的杠杆平衡知识来解此题，更为简捷．取左边的一根棒Oab为研究对象，对支点O列出其Oa、ab两段所受安培力和b点所受水平作用力的杠杆平衡方程．有，即，所以．像这样进行一题多解的训练，可以把题目反映的知识掌握得更好，运用得更活．例3两根平行输电线，其上的电流反向，试画出它们之间的相互作用力。图11.2-４解析：如图图11.2-４所示，A、B两根输电线，电流方向相反。通电导线B处在通电导线A产生的磁场中，受到A产生的磁场的磁场力作用；通电导线A处在通电导线B产生的磁场中，受到B产生的磁场的磁场力作用。我们可以先用安培定则确定通电导线B在导线A处的磁场方向BB，再用左手定则确定通电导线A受到的磁场力FA的方向；同理，再用安培定则先确定通电导线A在导线B处的磁场方向BA，再用左手定则确定通电导线B受到的磁场力FB的方向。经分析得出反向电流的两根平行导线间存在的相互作用力是斥力。点拨：解决此类问题的关键是先分析一根导线在另一根导线处产生的磁场，然后根据左手定则判断受力方向，要注意通电导体不能在自已产生的磁场中受到安培力。图11.2-1０训练1．如图11.2-1０所示，一金属直杆MN两端接有导线，悬挂于线圈上方，MN与线圈轴线均处于竖直平面内，为使MN垂直纸面向外运动，可以A．将a、c端接在电源正极，b、d端接在电源负极B．将b、d端接在电源正极，a、c端接在电源负极C．将a、d端接在电源正极，b、c端接在电源负极D．将a、c端接交流电源的一端，b、d端接在交流电源的另