第三节 探究安培力 第四节 安培力的应用
安培力的应用习题课(经典)
做一做
• 4．如图3－3－8所示，导体杆ab的质量为m， 电阻为R，放置在与水平面夹角为θ的倾斜金属 导轨上，导轨间距为d，电阻不计，系统处在 竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，电 池内阻不计，问：若导线光滑，电源电动势E 多大才能使导体杆静止在导轨上？
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• 【解析】 地磁场的磁感应强度为0.5×10－4T， 方向由南向北；导线垂直于地磁场放置，长度 为200 m，通有电流3 A，则其所受安培力为：
• F＝BIL＝0.5×10－4×3×200 N＝3.0×10－2N. • 根据左手定则可以判断导线所受安培力的方向
垂直指向地面．
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7.如图所示，三根通电长直导线P、Q、R互相 平行且通过正三角形的三个顶点，三条导线中 通入的电流大小相等、方向垂直纸面向里；通 过直导线产生磁场的磁感应强度B＝，I为通电 导线的电流大小，r为距通电导线的垂直距离， k为常量；则通电导线R受到的磁场力的方向是( )
A．垂直R，指向y轴负方向 B．垂直R，指向y轴正方向 C．垂直R，指向x轴负方向 D．垂直R，指向x轴正方向
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图3－3－14
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• 解析：对安培力公式F＝BILsinθ的应用，要注 意θ为B与I的夹角，另外要注意导线长度应为 垂 B此 2BIL直时IRco于a，sbα磁c此；的场时图有方半乙效向圆中长的形F度2有线＝为效圈BaIc长的L的；度有长图．效度丙图长；中甲度图F中为丁3＝F直中1＝径F4B，＝IR即， 2R；图戊中闭合线圈所受安培力为零，故F5＝ 0.
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• 【答案】 3×10－2N，方向垂直指向地面 • 【点评】 安培力的计算应用公式F＝BILsinθ，
其中θ是B与I的夹角，同时注意L为有效长 度．这要我们先搞清磁场方向与电流方向．
安பைடு நூலகம்力的应用习题课(经典)
变式训练
• 3．如图3－3－14所示，在匀强磁场中放有下 列各种形状的通电导线，通入导线的电流为I， 磁感应强度为B，求各导线所受到的安培力．
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图3－3－19
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• 答案：0.14 A≤Iab≤0.46 A
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• 例以3看地成球是是沿个南大北磁方体向，的在匀赤强道磁附场近．，如地果磁赤场道可某 处的磁感应强度大小为 0.5×10－4T，在赤道 上有根东西方向的直导线，长为200 m，载有 从东往西的电流3 A，则地磁场对这根导线的 作用力有多大？方向如何？
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图3－3－16
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• 答案：0.45 T
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3.如图所示，等腰直角三角形的通电闭合线框abc处在垂直线 框平面的匀强磁场中，它受到磁场力的合力( )
A．竖直向上 B．方向垂直于ac斜向上 C．方向垂直于bc斜向下 D．为零
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图3－3－8
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变式训练
• 5．质量为m＝0.02 kg的通电细杆ab置于倾角 为θ＝37°的平行放置的导轨上，导轨的宽度d ＝0.2 m，杆ab与导轨间的动摩擦因数μ＝0.4， 磁感应强度B＝2 T 的匀强磁场与导轨平面垂 直且方向向下，如图3－3－19所示．现调节滑 动变阻器的触头，试求出为使杆ab静止不动， 通过ab杆的电流范围为多少？
答案：BILcosα BIL
2BIR 0
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• 4.如图3－3－16是一种测定磁感应强度B的装 置，在天平的一端挂个矩形线圈，它的底边放 在待测的匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂 直，线圈匝数n＝10，底边长L＝20 cm.当线圈 通0.2 A电流时，天平达到平衡，然后保持电 流大小不变，使电流反向，此时发现天平左盘 再加入Δm＝36 g的砝码才能使天平平衡．求 磁感应强度B的大小．(g取10 m/s2)
5.一个可以自由运动的线圈L1和一个固定 的线圈L2互相绝缘垂直放置，且两个圆线圈 的圆心重合，当两线圈都通有如图所示方向 的电流时，则从左向右看，线圈L1将( )
A．不动 B．顺时针转动 C．逆时针转动 D．向纸外平动
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6.质量为m的通电细杆ab置于倾角为θ的导轨上 ，导轨的宽度为d，杆ab与导轨间的动摩擦因数为 μ.有电流时ab恰好在导轨上静止，如图3－3－26所 示，图中的四个侧视图中，标出了四种可能的匀 强磁场方向，其中杆ab与导轨之间的摩擦力可能 为零的图是(双选)( )