《高中物理 第三章 磁場(chǎng) 第4節(jié) 通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力課件 新人教版選修31》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理 第三章 磁場(chǎng) 第4節(jié) 通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力課件 新人教版選修31（35頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第第 4 節(jié)節(jié) 通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力 第三章第三章 磁磁 場(chǎng)場(chǎng) 1.知道安培力的概念知道安培力的概念，會(huì)用左手定則判定安培力的方會(huì)用左手定則判定安培力的方向向 2.學(xué)會(huì)用公式學(xué)會(huì)用公式 FBIL 計(jì)算計(jì)算 B 與與 I 垂直和平行兩種情況下垂直和平行兩種情況下安培力的大小安培力的大小 3.了解磁電式電流表的基本構(gòu)造及工作原理了解磁電式電流表的基本構(gòu)造及工作原理 第三章第三章 磁磁 場(chǎng)場(chǎng)一、安培力的方向一、安培力的方向 1安培力：安培力：_在磁場(chǎng)中受的力在磁場(chǎng)中受的力 2左手定則：左手定則：伸開(kāi)左手伸開(kāi)左手，使拇指與其余四個(gè)手指垂直使拇指與其余四個(gè)手指垂直，并且都并且

2、都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi)；讓磁感線從與手掌在同一個(gè)平面內(nèi)；讓磁感線從_進(jìn)入進(jìn)入，并使并使_指向電流的方向指向電流的方向， 這時(shí)這時(shí)_所指的方向就是通電導(dǎo)線在所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中磁場(chǎng)中所受安培力的方向所受安培力的方向 通電導(dǎo)線通電導(dǎo)線掌心掌心四指四指拇指拇指 1(1)安培力的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直安培力的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直( ) (2)應(yīng)用左手定則時(shí)應(yīng)用左手定則時(shí)，四指指向電流方向四指指向電流方向，拇指指向安培力方拇指指向安培力方向向( ) (3)安培力的方向與導(dǎo)線的方向垂直安培力的方向與導(dǎo)線的方向垂直( ) 提示：提示：(1) (2) (3) ILB0ILBsin 2(1)

3、通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中不一定受安培力通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中不一定受安培力( ) (2)一通電導(dǎo)線放在磁場(chǎng)中某處不受安培力一通電導(dǎo)線放在磁場(chǎng)中某處不受安培力，該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定不一定是零是零( ) (3)若磁場(chǎng)一定若磁場(chǎng)一定，導(dǎo)線的長(zhǎng)度和電流也一定的情況下導(dǎo)線的長(zhǎng)度和電流也一定的情況下，導(dǎo)線平行導(dǎo)線平行于磁場(chǎng)時(shí)于磁場(chǎng)時(shí)，安培力最大安培力最大，垂直于磁場(chǎng)時(shí)垂直于磁場(chǎng)時(shí)，安培力最小安培力最小( ) 提示：提示：(1) (2) (3) 三、磁電式電流表三、磁電式電流表 1磁電式儀表最基本的組成部分是磁電式儀表最基本的組成部分是_和放在磁鐵兩極之間和放在磁鐵兩極之間的的_ 如圖所示 如圖所示，

4、通電線圈在磁場(chǎng)中通電線圈在磁場(chǎng)中受到受到_而偏轉(zhuǎn) 線而偏轉(zhuǎn) 線圈偏轉(zhuǎn)的角度越大圈偏轉(zhuǎn)的角度越大， 被測(cè)電流就被測(cè)電流就_ 根據(jù)線圈 根據(jù)線圈_，可以知道被測(cè)電流的方向可以知道被測(cè)電流的方向 2磁電式儀表的優(yōu)點(diǎn)是磁電式儀表的優(yōu)點(diǎn)是_，可以測(cè)出很弱的電流；缺可以測(cè)出很弱的電流；缺點(diǎn)是線圈的導(dǎo)線點(diǎn)是線圈的導(dǎo)線_，允許通過(guò)的電流允許通過(guò)的電流_(幾十微安到幾幾十微安到幾毫安毫安) 磁鐵磁鐵線圈線圈安培力安培力越大越大偏轉(zhuǎn)的方向偏轉(zhuǎn)的方向靈敏度高靈敏度高很細(xì)很細(xì)很弱很弱 用磁電式電流表測(cè)量電流時(shí)用磁電式電流表測(cè)量電流時(shí)， 通電線圈的左右兩邊受到的安培力通電線圈的左右兩邊受到的安培力的大小是否隨著線圈的轉(zhuǎn)

5、動(dòng)而變化呢？的大小是否隨著線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)而變化呢？ 提示：提示： 通電線圈在安培力作用下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)通電線圈在安培力作用下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)， 安培力總與磁感應(yīng)強(qiáng)度安培力總與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直的方向垂直， 磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小又不變磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小又不變， 故線圈左右兩邊受到的故線圈左右兩邊受到的安培力的大小不變安培力的大小不變 知識(shí)點(diǎn)一知識(shí)點(diǎn)一 安培力方向的判定安培力方向的判定 1不管電流方向與磁場(chǎng)方向是否垂直不管電流方向與磁場(chǎng)方向是否垂直，安培力的方向總是垂直安培力的方向總是垂直于磁場(chǎng)方向和電流方向所決定的平面于磁場(chǎng)方向和電流方向所決定的平面，即總有即總有 FI 和和 FB.在在判斷安培力方向時(shí)首先確定磁場(chǎng)和電流

6、所確定的平面判斷安培力方向時(shí)首先確定磁場(chǎng)和電流所確定的平面， 從而判斷從而判斷出安培力的方向在哪一條直線上出安培力的方向在哪一條直線上， 然后再根據(jù)左手定則判斷出安然后再根據(jù)左手定則判斷出安培力的具體方向 但應(yīng)注意培力的具體方向 但應(yīng)注意， 當(dāng)電流方向與磁場(chǎng)方向在同一直線當(dāng)電流方向與磁場(chǎng)方向在同一直線上時(shí)上時(shí)，電流不再受安培力作用電流不再受安培力作用 左手定則的應(yīng)用左手定則的應(yīng)用 畫(huà)出圖畫(huà)出圖中各磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的安培力的方向中各磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的安培力的方向 解析解析 A、 B、 C、 D、 E、 F、G 中電流方向均與磁場(chǎng)方向垂直中電流方向均與磁場(chǎng)方向垂直，而而 H 中電流方向與磁場(chǎng)方向不垂直

7、中電流方向與磁場(chǎng)方向不垂直，由左手定則判斷如圖：由左手定則判斷如圖： 通電導(dǎo)線間的相互作用力通電導(dǎo)線間的相互作用力 在等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)在等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn) A、B、C 處處，各有一條長(zhǎng)直導(dǎo)各有一條長(zhǎng)直導(dǎo)線垂直穿過(guò)紙面線垂直穿過(guò)紙面， 導(dǎo)線中通有大小相等的恒定電流導(dǎo)線中通有大小相等的恒定電流， 方向如圖所方向如圖所示過(guò)示過(guò) C 點(diǎn)的導(dǎo)線所受安培力的方向點(diǎn)的導(dǎo)線所受安培力的方向( ) A與與 AB 邊平行邊平行，豎直向上豎直向上 B與與 AB 邊平行邊平行，豎直向下豎直向下 C與與 AB 邊垂直邊垂直，指向左邊指向左邊 D與與 AB 邊垂直邊垂直，指向右邊指向右邊 C解析解析 如圖所示如圖所

8、示，根據(jù)安培定則根據(jù)安培定則，過(guò)過(guò) A、B 點(diǎn)的導(dǎo)線在點(diǎn)的導(dǎo)線在 C 點(diǎn)所點(diǎn)所激發(fā)的磁場(chǎng)方向分別為激發(fā)的磁場(chǎng)方向分別為 B、B，應(yīng)用平行四邊形定則可知過(guò)，應(yīng)用平行四邊形定則可知過(guò) C點(diǎn)的導(dǎo)線所在處的合磁場(chǎng)方向根據(jù)左手定則可知安培力點(diǎn)的導(dǎo)線所在處的合磁場(chǎng)方向根據(jù)左手定則可知安培力 FC的的方向與方向與 AB 邊垂直邊垂直，指向左邊指向左邊，故選項(xiàng)故選項(xiàng) C 正確正確 兩平行通電導(dǎo)線的相互作用規(guī)律兩平行通電導(dǎo)線的相互作用規(guī)律 (1)同向電流相互吸引同向電流相互吸引，異向電流相互排斥異向電流相互排斥 (2)其力的方向的判定可由左手定則和安培定則來(lái)判定：如圖其力的方向的判定可由左手定則和安培定則來(lái)判定

9、：如圖，b導(dǎo)導(dǎo)線中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)可由安培定則確定線中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)可由安培定則確定，a 導(dǎo)線導(dǎo)線中電流處于中電流處于 b導(dǎo)線中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)中導(dǎo)線中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)中， b在在a處的磁場(chǎng)方向?yàn)榇怪奔埫嫦蛲馓幍拇艌?chǎng)方向?yàn)榇怪奔埫嫦蛲?，由左手定則判定由左手定則判定 a 受到的安培力向右受到的安培力向右，同理同理，b 受到的安培力向受到的安培力向左左 長(zhǎng)度為長(zhǎng)度為 L、通有電流為、通有電流為 I 的直導(dǎo)線放入一勻的直導(dǎo)線放入一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中強(qiáng)磁場(chǎng)中，電流方向與磁場(chǎng)方向如圖所示電流方向與磁場(chǎng)方向如圖所示，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度為已知磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B，對(duì)于下列對(duì)于下列各圖中各圖中，導(dǎo)線所受安培力的大小計(jì)算正確的是導(dǎo)線

10、所受安培力的大小計(jì)算正確的是( ) A解析解析 A 圖中圖中，導(dǎo)線不和磁場(chǎng)垂直導(dǎo)線不和磁場(chǎng)垂直，故將導(dǎo)線投影到垂直磁場(chǎng)故將導(dǎo)線投影到垂直磁場(chǎng)方向上方向上，故故 FBILcos ，A 正確；正確；B 圖中圖中，導(dǎo)線和磁場(chǎng)方向?qū)Ь€和磁場(chǎng)方向垂直垂直，故故 FBIL，B 錯(cuò)誤；錯(cuò)誤；C 圖中導(dǎo)線和磁場(chǎng)方向垂直圖中導(dǎo)線和磁場(chǎng)方向垂直，故故 FBIL，C 錯(cuò)誤；錯(cuò)誤；D 圖中導(dǎo)線和磁場(chǎng)方向垂直圖中導(dǎo)線和磁場(chǎng)方向垂直，故故 FBIL，D錯(cuò)誤錯(cuò)誤 A解析：解析： 磁場(chǎng)發(fā)生微小變化時(shí)磁場(chǎng)發(fā)生微小變化時(shí)， 因各選項(xiàng)中載流線圈在磁場(chǎng)的面積因各選項(xiàng)中載流線圈在磁場(chǎng)的面積不同不同，由法拉第電磁感應(yīng)定律由法拉第電磁感應(yīng)

11、定律 EntnBSt知載流線圈知載流線圈在磁場(chǎng)中的面積越大在磁場(chǎng)中的面積越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大，感應(yīng)電流越大感應(yīng)電流越大，載流線圈中的電流變化越大載流線圈中的電流變化越大， 所受的安培力變化越大所受的安培力變化越大， 天平越容天平越容易失去平衡易失去平衡，由題圖可知由題圖可知，選項(xiàng)選項(xiàng) A 符合題意符合題意 對(duì)公式對(duì)公式 FILBsin 的正確理解是求解安培力大小的關(guān)鍵對(duì)的正確理解是求解安培力大小的關(guān)鍵對(duì)于等效長(zhǎng)度的問(wèn)題于等效長(zhǎng)度的問(wèn)題，既可分段求解既可分段求解，然后求合力然后求合力，又可采用等效又可采用等效方法進(jìn)行計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算 知識(shí)點(diǎn)三知識(shí)點(diǎn)三 安培力作用下導(dǎo)體的

12、運(yùn)動(dòng)安培力作用下導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng) 不管是電流還是磁體不管是電流還是磁體， 對(duì)通電導(dǎo)線的作用都是通過(guò)磁場(chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的對(duì)通電導(dǎo)線的作用都是通過(guò)磁場(chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此必須要清楚導(dǎo)線所在位置的磁場(chǎng)分布情況因此必須要清楚導(dǎo)線所在位置的磁場(chǎng)分布情況， 然后結(jié)合左手定然后結(jié)合左手定則準(zhǔn)確判斷導(dǎo)線的受力情況或?qū)⒁l(fā)生的運(yùn)動(dòng) 在實(shí)際操作過(guò)程則準(zhǔn)確判斷導(dǎo)線的受力情況或?qū)⒁l(fā)生的運(yùn)動(dòng) 在實(shí)際操作過(guò)程中中，往往采用以下幾種方法：往往采用以下幾種方法： 電流元法電流元法把整段彎曲導(dǎo)線分為多段直線電流元，先用左手定把整段彎曲導(dǎo)線分為多段直線電流元，先用左手定則判斷每段電流元受力的方向，然后判斷整段導(dǎo)線則判斷每段電流元受力的方向，然后判

13、斷整段導(dǎo)線所受合力的方向，從而確定導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)方向所受合力的方向，從而確定導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)方向特殊位特殊位置法置法通電導(dǎo)線轉(zhuǎn)動(dòng)到某個(gè)便于分析的特殊位置時(shí)，判斷通電導(dǎo)線轉(zhuǎn)動(dòng)到某個(gè)便于分析的特殊位置時(shí)，判斷其所受安培力的方向，從而確定其運(yùn)動(dòng)方向其所受安培力的方向，從而確定其運(yùn)動(dòng)方向等效法等效法環(huán)形電流可等效成小磁針，通電螺線管可等環(huán)形電流可等效成小磁針，通電螺線管可等效成條形磁鐵或多個(gè)環(huán)形電流，反過(guò)來(lái)等效效成條形磁鐵或多個(gè)環(huán)形電流，反過(guò)來(lái)等效也成立等效后再確定相互作用情況也成立等效后再確定相互作用情況結(jié)論法結(jié)論法兩平行直線電流在相互作用過(guò)程中，無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)兩平行直線電流在相互作用過(guò)程中，無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)，同向電流互相

14、吸引，反向電流互相排趨勢(shì)，同向電流互相吸引，反向電流互相排斥；兩不平行的直線電流相互作用時(shí)，有轉(zhuǎn)斥；兩不平行的直線電流相互作用時(shí)，有轉(zhuǎn)到平行且電流方向相同的趨勢(shì)到平行且電流方向相同的趨勢(shì)轉(zhuǎn)換研究轉(zhuǎn)換研究對(duì)象法對(duì)象法定性分析磁體在電流磁場(chǎng)作用下的運(yùn)動(dòng)或運(yùn)定性分析磁體在電流磁場(chǎng)作用下的運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的問(wèn)題，可先分析電流在磁體磁場(chǎng)中動(dòng)趨勢(shì)的問(wèn)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，確定所受的安培力，然后由牛頓第三定律，確定磁體所受電流磁場(chǎng)的作用力，從而確定磁體磁體所受電流磁場(chǎng)的作用力，從而確定磁體所受合力及運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)所受合力及運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì) 如圖所示如圖所示， 把輕質(zhì)導(dǎo)電線

15、圈用絕緣細(xì)線懸掛在磁鐵把輕質(zhì)導(dǎo)電線圈用絕緣細(xì)線懸掛在磁鐵 N 極極附近附近，磁鐵的軸線穿過(guò)線圈的圓心且垂直于線圈平面磁鐵的軸線穿過(guò)線圈的圓心且垂直于線圈平面，當(dāng)線圈當(dāng)線圈內(nèi)通入如圖方向的電流后內(nèi)通入如圖方向的電流后，則線圈則線圈( ) A向左運(yùn)動(dòng)向左運(yùn)動(dòng) B向右運(yùn)動(dòng)向右運(yùn)動(dòng) C靜止不動(dòng)靜止不動(dòng) D無(wú)法確定無(wú)法確定 A解析解析 法一：法一：等效法把通電線圈等效成小磁針由安培定則等效法把通電線圈等效成小磁針由安培定則，線圈等效成小磁針后線圈等效成小磁針后，左端是左端是 S 極極，右端是右端是 N 極極，異名磁極相吸異名磁極相吸引引，線圈線圈向左運(yùn)動(dòng)向左運(yùn)動(dòng) 法二：法二：電流元法如圖所示電流元法如圖

16、所示，取其中的上、下兩小段分析取其中的上、下兩小段分析，根據(jù)根據(jù)其中心對(duì)稱性線圈所受安培力的合力水平向左其中心對(duì)稱性線圈所受安培力的合力水平向左， 故線圈故線圈向左運(yùn)動(dòng)向左運(yùn)動(dòng) 2. 如圖兩條導(dǎo)線相互垂直如圖兩條導(dǎo)線相互垂直，但相隔一段距但相隔一段距離其中導(dǎo)線離其中導(dǎo)線 AB 固定固定，導(dǎo)線導(dǎo)線 CD 能自由活動(dòng)能自由活動(dòng)，當(dāng)直流電流按圖當(dāng)直流電流按圖示方向通入兩條導(dǎo)線時(shí)示方向通入兩條導(dǎo)線時(shí)，導(dǎo)線導(dǎo)線 CD 將將(從紙外向紙內(nèi)看從紙外向紙內(nèi)看)( ) A順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)靠近導(dǎo)線順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)靠近導(dǎo)線 AB B逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)離開(kāi)導(dǎo)線逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)離開(kāi)導(dǎo)線 AB C順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)

17、離開(kāi)導(dǎo)線順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)離開(kāi)導(dǎo)線 AB D逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)靠近導(dǎo)線逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)靠近導(dǎo)線 AB D解析：解析：法一法一：電流元法分析：電流元法分析，把電流把電流 CD等效成等效成 CO、OD 兩段電流兩段電流，由安培定則由安培定則畫(huà)出畫(huà)出 CO、OD 所在位置的所在位置的 AB 電流的磁電流的磁場(chǎng)場(chǎng)，由左手定則可判斷由左手定則可判斷 CO、OD 受力如圖甲所示受力如圖甲所示，可見(jiàn)導(dǎo)線可見(jiàn)導(dǎo)線 CD逆時(shí)針逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；轉(zhuǎn)動(dòng)； 由特殊位置法分析由特殊位置法分析，當(dāng)當(dāng) CD 逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) 90時(shí)時(shí)，俯視圖如圖乙所，俯視圖如圖乙所示，并畫(huà)出示，并畫(huà)出 AB 此時(shí)在此時(shí)在 CD 導(dǎo)線處的磁

18、感應(yīng)強(qiáng)度的方向?qū)Ь€處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，據(jù)左手據(jù)左手定則可判斷定則可判斷 CD 受力指向受力指向 AB，可見(jiàn)可見(jiàn) CD 靠近靠近 AB，D 正確正確 法二法二：結(jié)論法兩不平行的直線電流相互作用時(shí)結(jié)論法兩不平行的直線電流相互作用時(shí)，有轉(zhuǎn)到平行且有轉(zhuǎn)到平行且電流方向相同的趨勢(shì)電流方向相同的趨勢(shì)， 所以所以 CD 逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)靠近逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)靠近 AB， 選項(xiàng)選項(xiàng) D正確正確 在判斷安培力作用下導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)時(shí)在判斷安培力作用下導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)時(shí)， 幾種方法中幾種方法中，等效法和結(jié)論法比較簡(jiǎn)單等效法和結(jié)論法比較簡(jiǎn)單 鏈接高考鏈接高考安培力作用下的平衡問(wèn)題安培力作用下的平衡問(wèn)題 (12分分)(2015高考全

19、國(guó)卷高考全國(guó)卷) 如圖如圖，一長(zhǎng)為一長(zhǎng)為10 cm的金屬棒的金屬棒ab用兩個(gè)完全相同用兩個(gè)完全相同的彈簧水平地懸掛在勻強(qiáng)磁場(chǎng)的彈簧水平地懸掛在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中；磁場(chǎng)的中；磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 0.1 T， 方向垂直于紙面方向垂直于紙面向里；彈簧上端固定向里；彈簧上端固定，下端與金屬棒絕緣金屬棒通過(guò)開(kāi)關(guān)與一下端與金屬棒絕緣金屬棒通過(guò)開(kāi)關(guān)與一電動(dòng)勢(shì)為電動(dòng)勢(shì)為 12 V 的電池相連的電池相連， 電路總電阻為電路總電阻為 2 .已知開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)已知開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)兩彈簧的伸長(zhǎng)量為兩彈簧的伸長(zhǎng)量為 0.5 cm；閉合開(kāi)關(guān)；閉合開(kāi)關(guān)，系統(tǒng)重新平衡后系統(tǒng)重新平衡后， 兩彈簧的伸長(zhǎng)量與開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)相比均改變

20、了兩彈簧的伸長(zhǎng)量與開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)相比均改變了 0.3 cm.重力加速度重力加速度大小取大小取 10 m/s2.判斷開(kāi)關(guān)閉合后金屬棒所受安培力的方向判斷開(kāi)關(guān)閉合后金屬棒所受安培力的方向，并求并求出金屬棒的質(zhì)量出金屬棒的質(zhì)量 審題點(diǎn)睛審題點(diǎn)睛 本題解題的關(guān)鍵是導(dǎo)體棒兩次處于平衡狀態(tài)本題解題的關(guān)鍵是導(dǎo)體棒兩次處于平衡狀態(tài)，彈簧彈簧彈力的變化量等于安培力彈力的變化量等于安培力 解析解析 依題意依題意，開(kāi)關(guān)閉合后開(kāi)關(guān)閉合后，電流方向從電流方向從 b 到到 a，由左手定則由左手定則可知可知，金屬棒所受的安培力方向豎直向下金屬棒所受的安培力方向豎直向下(1 分分) 開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)， 兩彈簧各自相對(duì)于其原長(zhǎng)

21、伸長(zhǎng)了兩彈簧各自相對(duì)于其原長(zhǎng)伸長(zhǎng)了l10.5 cm.(2 分分) 由胡克定律和力的平衡條件得由胡克定律和力的平衡條件得 2kl1mg (2 分分) 式中式中，m 為金屬棒的質(zhì)量為金屬棒的質(zhì)量，k 是彈簧的勁度是彈簧的勁度系數(shù)系數(shù)，g 是重力加速是重力加速度的大小度的大小 開(kāi)關(guān)閉合后開(kāi)關(guān)閉合后，金屬棒所受安培力的大小為金屬棒所受安培力的大小為 FIBL (2 分分) 式中式中，I 是回路電流是回路電流，L 是金屬棒的長(zhǎng)度兩彈簧各自再伸長(zhǎng)了是金屬棒的長(zhǎng)度兩彈簧各自再伸長(zhǎng)了l20.3 cm，由胡克定律和力的平衡條件得由胡克定律和力的平衡條件得 2k(l1l2)mgF (3 分分) 由歐姆定律有由歐姆

22、定律有 EIR (1 分分) 式中式中，E 是電池的電動(dòng)勢(shì)是電池的電動(dòng)勢(shì)，R 是電路總電阻是電路總電阻 聯(lián)立聯(lián)立式式，并代入題給數(shù)據(jù)得并代入題給數(shù)據(jù)得 m0.01 kg.(1 分分) 答案答案 安培力的方向豎直向下安培力的方向豎直向下 金屬棒的質(zhì)量為金屬棒的質(zhì)量為 0.01 kg (2016江蘇揚(yáng)州中學(xué)測(cè)試江蘇揚(yáng)州中學(xué)測(cè)試)如圖所示如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離 L0.40 m，金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角角 37， 在導(dǎo)軌所在平面內(nèi)在導(dǎo)軌所在平面內(nèi)， 分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度 B0.50 T，方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng) 金屬

23、導(dǎo)軌的一端接有電動(dòng)方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng) 金屬導(dǎo)軌的一端接有電動(dòng)勢(shì)勢(shì) E4.5 V、內(nèi)阻、內(nèi)阻 r0.50 的直流電源現(xiàn)把一個(gè)質(zhì)量的直流電源現(xiàn)把一個(gè)質(zhì)量 m0.040 kg 的導(dǎo)體棒的導(dǎo)體棒 ab 放在金屬導(dǎo)軌上放在金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒恰好靜止導(dǎo)體棒恰好靜止 導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良好導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良好， 導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點(diǎn)間的電阻點(diǎn)間的電阻 R02.5 ，金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì)金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì)，g 取取 10 m/s2.已知已知sin 370.60，cos 370.80，求：求： (1)通過(guò)導(dǎo)體棒的電流；通過(guò)導(dǎo)體棒的電流； (2)導(dǎo)體棒受到的

24、安培力大??；導(dǎo)體棒受到的安培力大小； (3)導(dǎo)體棒受到的摩擦力導(dǎo)體棒受到的摩擦力 解析：解析：(1)根據(jù)閉合電路歐姆定律根據(jù)閉合電路歐姆定律，得通過(guò)導(dǎo)體棒的電流得通過(guò)導(dǎo)體棒的電流 IER0r1.5 A. (2)導(dǎo)體棒受到的安培力導(dǎo)體棒受到的安培力 F安安BIL0.30 N. (3)將重力正交分解將重力正交分解， 設(shè)導(dǎo)體棒所受重力沿斜面方向的分力為設(shè)導(dǎo)體棒所受重力沿斜面方向的分力為 F1，則則 F1mgsin 370.24 N 所以所以 F1F安安，導(dǎo)體棒受力如圖導(dǎo)體棒受力如圖，根據(jù)平衡條件根據(jù)平衡條件有有 F1FfF安安 解得解得 Ff0.06 N，方向沿斜面向下方向沿斜面向下 答案：答案：(1)1.5 A (2)0.30 N (3)0.06 N，方向沿斜面向下方向沿斜面向下