第三章磁场第三节探究安培力第四节安培力的应用习题课

基础知识梳理基础知识梳理上上页页下下页页第第三三章章 磁磁场场核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练第三节探究安培力第三节探究安培力第四节安培力的应用第四节安培力的应用基础知识梳理基础知识梳理上上页页下下页页第第三三章章 磁磁场场核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练1如如图图331所所示示,把把轻轻质质导导电电线线圈圈用用绝绝缘缘细细线线悬悬挂挂在在磁磁铁铁N极极附附近近,磁磁铁铁的的轴轴线线穿穿过过线线圈圈的的圆圆心心且且垂垂直直于于线线圈圈平平面面当当线线圈圈内内通通入入如如图图方方向向的的电电流流后后,判判断线圈如何运动?断线圈如何运动?图图331做一做一做一做一做做做做基础知识梳理基础知识梳理上上页页下下页页第第三三章章 磁磁场场核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练解解析析:可可以以把把圆圆形形线线圈圈分分成成很很多多小小段段,每每一一小小段段可可以以看看成成一一段段直直线线电电流流,取取其其中中的的上上下下两两小小段段分分析析,其其截截面面图图和和受受安安培培力力的的情情况况如如图图所所示示根根据据其其中中心心对对称称性性可可知知,线线圈圈所所受受安安培培力力的的合合力力水水平平向向左左,故故线线圈圈向向磁磁铁铁运动运动答案:向磁铁运动答案:向磁铁运动基础知识梳理基础知识梳理上上页页下下页页第第三三章章 磁磁场场核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练2如如图图332所所示示,把把一一通通电电直直导导线线放放在在蹄蹄形形磁磁铁铁磁磁极极的的正正上上方方,导导线线可可以以自自由由移移动动,当当导导线线中中通通过过如图所示方向的电流如图所示方向的电流I时,试判断导线的运动情况时,试判断导线的运动情况图图332做一做一做一做一做做做做基础知识梳理基础知识梳理上上页页下下页页第第三三章章 磁磁场场核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练3将将长长为为1 m的的导导线线ac,从从中中点点b折折成成如如图图337所所示示形形状状,放放入入B0.08 T的的匀匀强强磁磁场场中中,abc平平面面与与磁磁场场垂垂直直若若在在导导线线abc中中通通入入25 A的的直直流流电电,则则整整个个导线所受安培力大小为导线所受安培力大小为_N.图图337做一做一做一做一做做做做答案:答案:1.732基础知识梳理基础知识梳理上上页页下下页页第第三三章章 磁磁场场核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练4如如图图338所所示示,导导体体杆杆ab的的质质量量为为m,电电阻阻为为R,放放置置在在与与水水平平面面夹夹角角为为的的倾倾斜斜金金属属导导轨轨上上,导导轨轨间间距距为为d,电电阻阻不不计计,系系统统处处在在竖竖直直向向上上的的匀匀强强磁磁场场中中,磁磁感感应应强强度度为为B,电电池池内内阻阻不不计计,问问:若若导导线线光光滑滑,电电源电动势源电动势E多大才能使导体杆静止在导轨上?多大才能使导体杆静止在导轨上?图图338做一做一做一做一做做做做基础知识梳理基础知识梳理上上页页下下页页第第三三章章 磁磁场场核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练5条条形形磁磁铁铁竖竖直直放放置置,闭闭合合圆圆环环水水平平放放置置,条条形形磁磁铁铁中中心心线线穿穿过过圆圆环环中中心心,如如图图339所所示示,若若圆圆环环为为弹弹性性环环,其其形形状状由由扩扩大大到到,那那么么圆圆环环内内磁磁通通量量的的变化的情况是变化的情况是 ()图图339做一做一做一做一做做做做基础知识梳理基础知识梳理上上页页下下页页第第三三章章 磁磁场场核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练A磁通量增大磁通量增大B磁通量减小磁通量减小C磁通量不变磁通量不变D条件不足,无法确定条件不足,无法确定答案:答案:B基础知识梳理基础知识梳理上上页页下下页页第第三三章章 磁磁场场核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练如如图图3310所所示示,其其中中A、B图图已已知知电电流流方方向向及及其其所所受受磁磁场场力力的的方方向向,试试判判断断并并在在图图中中标标出出磁磁场场方方向向C、D图图已已知知磁磁场场方方向向及及其其对对电电流流作作用用力力的的方方向向,试试判断电流方向并在图中标出判断电流方向并在图中标出例例例例1 1基础知识梳理基础知识梳理上上页页下下页页第第三三章章 磁磁场场核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练图图3310基础知识梳理基础知识梳理上上页页下下页页第第三三章章 磁磁场场核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练1请请画画出出图图3311所所示示的的各各种种情情况况下下,导导线线受受到的安培力的方向到的安培力的方向图图3311变式训变式训变式训变式训练练练练基础知识梳理基础知识梳理上上页页下下页页第第三三章章 磁磁场场核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练解解析析:利利用用左左手手定定则则判判定定导导线线受受到到的的安安培培力力的的方方向向时时,注注意意图图形形的的转转化化,将将抽抽象象的的图图形形转转化化为为便便于于受受力力分分析析的的图图形形各各个个图图形形中中导导线线受受到到的的安安培培力力的的方方向向如如图图所示所示答案:见解析答案:见解析基础知识梳理基础知识梳理上上页页下下页页第第三三章章 磁磁场场核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练 如如图图3312所所示示,一一金金属属直直杆杆MN两两端端接接有有导导线线,悬悬挂挂于于线线圈圈上上方方,MN与与线线圈圈轴轴线线均均处处于于竖竖直直平平面面内,为使内,为使MN垂直纸面向外运动,可以垂直纸面向外运动,可以(双选双选)()例例例例2 2图图3312基础知识梳理基础知识梳理上上页页下下页页第第三三章章 磁磁场场核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练A将将a、c端接在电源正极,端接在电源正极,b、d端接在电源负极端接在电源负极B将将b、d端接在电源正极,端接在电源正极,a、c端接在电源负极端接在电源负极C将将a、d端接在电源正极,端接在电源正极,b、c端接在电源负极端接在电源负极D以上判断都不正确以上判断都不正确基础知识梳理基础知识梳理上上页页下下页页第第三三章章 磁磁场场核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练【解解析析】按按照照A选选项项中中接接法法,由由安安培培定定则则知知螺螺线线管管上上端端为为N极极,MN中中电电流流方方向向自自左左向向右右,由由左左手手定定则则知知MN垂垂直直于于纸纸面面向向外外运运动动B选选项项中中的的接接法法使使螺螺线线管管上上端端为为S极极,MN中中电电流流方方向向自自左左向向右右,故故由由左左手手定定则则可可判判断断,MN垂垂直直于于纸纸面面向向外外运运动动,所所以以A、B正正确确而而C选选项项中中螺螺线线管管上上端端为为S极极,MN中中电电流流方方向向自自左左向向右右,则则由由左左手手定定则则可可判判知知,MN垂垂直直于于纸纸面面向向内内运运动动,所所以以选选项项C不正确不正确【答案答案】AB基础知识梳理基础知识梳理上上页页下下页页第第三三章章 磁磁场场核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练2.如如图图3313所所示示,两两个个相相同同的的轻轻质质铝铝环环均均能能在在一一个个光光滑滑的的绝绝缘缘圆圆柱柱体体上上自自由由移移动动,设设大大小小不不同同的的电电流流按如图所示的方向通入两铝环,则两环的运动情况是按如图所示的方向通入两铝环,则两环的运动情况是 ()图图3313变式训变式训变式训变式训练练练练基础知识梳理基础知识梳理上上页页下下页页第第三三章章 磁磁场场核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练A都绕圆柱体转动都绕圆柱体转动B彼此相向运动,且具有大小相等的加速度彼此相向运动,且具有大小相等的加速度C彼此相向运动,电流大的加速度大彼此相向运动,电流大的加速度大D彼此背向运动,电流大的加速度大彼此背向运动,电流大的加速度大解解析析:选选B.两两个个相相同同的的铝铝环环受受到到的的安安培培力力是是相相互互的的,则则加加速速度度大大小小相相等等;由由左左手手定定则则可可以以判判断断安安培培力力的的方向是相向的,故选项方向是相向的,故选项B正确正确基础知识梳理基础知识梳理上上页页下下页页第第三三章章 磁磁场场核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练地地球球是是个个大大磁磁体体,在在赤赤道道附附近近,地地磁磁场场可可以以看看成成是是沿沿南南北北方方向向的的匀匀强强磁磁场场如如果果赤赤道道某某处处的的磁磁感感应应强强度度大大小小为为 0.5104T,在在赤赤道道上上有有根根东东西西方方向向的的直直导导线线,长长为为200 m,载载有有从从东东往往西西的的电电流流3 A,则则地地磁磁场场对对这这根根导线的作用力有多大?方向如何?导线的作用力有多大?方向如何?例例例例3 3基础知识梳理基础知识梳理上上页页下下页页第第三三章章 磁磁场场核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练【解解析析】地地磁磁场场的的磁磁感感应应强强度度为为0.5104T,方方向向由由南南向向北北;导导线线垂垂直直于于地地磁磁场场放放置置,长长度度为为200 m,通有电流通有电流3 A,则其所受安培力为:,则其所受安培力为:FBIL0.51043200 N3.0102N.根根据据左左手手定定则则可可以以判判断断导导线线所所受受安安培培力力的的方方向向垂垂直指向地面直指向地面基础知识梳理基础知识梳理上上页页下下页页第第三三章章 磁磁场场核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练【答案答案】3102N,方向垂直指向地面,方向垂直指向地面【点点评评】安安培培力力的的计计算算应应用用公公式式FBILsin,其其中中是是B与与I的的夹夹角角,同同时时注注意意L为为有有效效长长度度这这要要我我们们先搞清磁场方向与电流方向先搞清磁场方向与电流方向基础知识梳理基础知识梳理上上页页下下页页第第三三章章 磁磁场场核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练3如如图图3314所所示示,在在匀匀强强磁磁场场中中放放有有下下列列各各种种形形状状的的通通电电导导线线,通通入入导导线线的的电电流流为为I,磁磁感感应应强强度度为为B,求各导线所受到的安培力,求各导线所受到的安培力图图3314变式训变式训变式训变式训练练练练基础知识梳理基础知识梳理上上页页下下页页第第三三章章 磁磁场场核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练解解析析:对对安安培培力力公公式式FBILsin的的应应用用,要要注注意意为为B与与I的的夹夹角角,另另外外要要注注意意导导线线长长度度应应为为垂垂直直于于磁磁场场方方向向的的有有效效长长度度图图甲甲中中F1BILcos;图图乙乙中中F2BIL;图图丙丙中中F3 BIR,此此时时abc的的有有效效长长度度为为ac的的长长度度;图图丁丁中中F42BIR,此此时时半半圆圆形形线线圈圈的的有有效效长长度度为为直直径径,即即2R;图戊中闭合线圈所受安培力为零,故;图戊中闭合线圈所受安培力为零,故F50.答案:答案:BILcosBIL 2BIR0基础知识梳理基础知识梳理上上页页下下页页第第三三章章 磁磁场场核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练 如如图图3315所所示示,条条形形磁磁铁铁放放在在水水平平桌桌面面上上,在在其其正正中中央央上上方方固固定定一一根根长长直直导导线线,导导线线与与条条形形磁磁铁铁垂垂直直当当导导线线中中通通以以垂垂直直纸纸面面向向里里的的电电流流时时,用用FN表表示示磁磁铁铁对对桌桌面面的的压压力力,F静静表表示示桌桌面面对对磁磁铁铁的的摩摩擦擦力力,则导线通电后与通电前受力相比较是则导线通电后与通电前受力相比较是()例例例例4 4基础知识梳理基础知识梳理上上页页下下页页第第三三章章 磁磁场场核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练AN减小,减小,f静静0BN减小,减小,f静静0CN增大,增大,f静静0DN增大,增大,f静静0图图3315基础知识梳理基础知识梳理上上页页下下页页第第三三章章 磁磁场场核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练【答案答案】C【点点评评】解解决决此此类类问问题题首首先先要要转转换换研研究究对对象象,分分析析导导线线受受力力,然然后后根根据据牛牛顿顿第第三三定定律律确确定定磁磁铁铁受受力力在判断导线受的安培力时,要画出导线处的磁感线在判断导线受的安培力时,要画出导线处的磁感线基础知识梳理基础知识梳理上上页页下下页页第第三三章章 磁磁场场核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练4.如如图图3316是是一一种种测测定定磁磁感感应应强强度度B的的装装置置,在在天天平平的的一一端端挂挂个个矩矩形形线线圈圈,它它的的底底边边放放在在待待测测的的匀匀强强磁磁场场中中,磁磁场场方方向向与与线线圈圈平平面面垂垂直直,线线圈圈匝匝数数n10,底底边边长长L20 cm.当当线线圈圈通通0.2 A电电流流时时,天天平平达达到到平平衡衡,然然后后保保持持电电流流大大小小不不变变,使使电电流流反反向向,此此时时发发现现天天平平左左盘盘再再加加入入m36 g的的砝砝码码才才能能使使天天平平平平衡衡求求磁磁感感应应强强度度B的大小的大小(g取取10 m/s2)变式训变式训变式训变式训练练练练基础知识梳理基础知识梳理上上页页下下页页第第三三章章 磁磁场场核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练图图3316基础知识梳理基础知识梳理上上页页下下页页第第三三章章 磁磁场场核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练答案:答案:0.45 T基础知识梳理基础知识梳理上上页页下下页页第第三三章章 磁磁场场核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练 在在倾倾角角为为的的光光滑滑斜斜面面上上,放放置置一一通通有有电电流流I、长为长为L、质量为、质量为m的导体棒,如图的导体棒,如图3317所示试问:所示试问:例例例例5 5图图3317基础知识梳理基础知识梳理上上页页下下页页第第三三章章 磁磁场场核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练(1)欲欲使使棒棒静静止止在在斜斜面面上上,外外加加匀匀强强磁磁场场的的磁磁感感应应强度强度B的最小值和方向的最小值和方向(2)欲欲使使棒棒静静止止在在斜斜面面上上且且对对斜斜面面无无压压力力,外外加加匀匀强磁场的磁感应强度强磁场的磁感应强度B的大小和方向的大小和方向基础知识梳理基础知识梳理上上页页下下页页第第三三章章 磁磁场场核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练图图3318基础知识梳理基础知识梳理上上页页下下页页第第三三章章 磁磁场场核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练基础知识梳理基础知识梳理上上页页下下页页第第三三章章 磁磁场场核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练5质质量量为为m0.02 kg的的通通电电细细杆杆ab置置于于倾倾角角为为37的的平平行行放放置置的的导导轨轨上上,导导轨轨的的宽宽度度d0.2 m,杆杆ab与与导导轨轨间间的的动动摩摩擦擦因因数数0.4,磁磁感感应应强强度度B2 T 的的匀匀强强磁磁场场与与导导轨轨平平面面垂垂直直且且方方向向向向下下,如如图图3319所所示示现现调调节节滑滑动动变变阻阻器器的的触触头头,试试求求出出为为使使杆杆ab静静止止不不动,通过动,通过ab杆的电流范围为多少?杆的电流范围为多少?变式训变式训变式训变式训练练练练基础知识梳理基础知识梳理上上页页下下页页第第三三章章 磁磁场场核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练图图3319基础知识梳理基础知识梳理上上页页下下页页第第三三章章 磁磁场场核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练答案:答案:0.14 AIab0.46 A基础知识梳理基础知识梳理上上页页下下页页第第三三章章 磁磁场场核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练2.如图所示,一条形磁铁放在水平桌面上,在条形磁铁的左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线,当导线中通以图示方向的电流时()A磁铁对桌面的压力减小,且受到向左的摩擦力作用B磁铁对桌面的压力减小,且受到向右的摩擦力作用C磁铁对桌面的压力增大,且受到向左的摩擦力作用D磁铁对桌面的压力增大,且受到向右的摩擦力作用基础知识梳理基础知识梳理上上页页下下页页第第三三章章 磁磁场场核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练3.如图所示,等腰直角三角形的通电闭合线框如图所示,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,它受到磁处在垂直线框平面的匀强磁场中,它受到磁场力的合力场力的合力()A竖直向上竖直向上B方向垂直于方向垂直于ac斜向上斜向上C方向垂直于方向垂直于bc斜向下斜向下D为零为零基础知识梳理基础知识梳理上上页页下下页页第第三三章章 磁磁场场核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练4.如图所示,匀强磁场的磁感应强度为如图所示,匀强磁场的磁感应强度为B,B的方向与水平夹的方向与水平夹角为角为30,图中实线位置有一面积为,图中实线位置有一面积为S的矩形线圈处于磁场中,的矩形线圈处于磁场中,并绕着它的一条边从水平位置转到竖直位置并绕着它的一条边从水平位置转到竖直位置(图中虚线位置图中虚线位置)计算在此过程中磁通量的改变量大小为计算在此过程中磁通量的改变量大小为()A.BS BBSC.BS D2BS基础知识梳理基础知识梳理上上页页下下页页第第三三章章 磁磁场场核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练5.一个可以自由运动的线圈一个可以自由运动的线圈L1和一个固定和一个固定的线圈的线圈L2互相绝缘垂直放置,且两个圆线圈互相绝缘垂直放置,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,线圈的电流时,则从左向右看,线圈L1将将()A不动不动B顺时针转动顺时针转动C逆时针转动逆时针转动D向纸外平动向纸外平动基础知识梳理基础知识梳理上上页页下下页页第第三三章章 磁磁场场核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练7.质量为质量为m的通电细杆的通电细杆ab置于倾角为置于倾角为的导轨上,的导轨上,导轨的宽度为导轨的宽度为d,杆,杆ab与导轨间的动摩擦因数为与导轨间的动摩擦因数为.有电流时有电流时ab恰好在导轨上静止,如图恰好在导轨上静止,如图3326所所示,图中的四个侧视图中,标出了四种可能的匀示,图中的四个侧视图中,标出了四种可能的匀强磁场方向,其中杆强磁场方向,其中杆ab与导轨之间的摩擦力可能与导轨之间的摩擦力可能为零的图是为零的图是(双选双选)()图3326基础知识梳理基础知识梳理上上页页下下页页第第三三章章 磁磁场场核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练9.如图所示,三根通电长直导线如图所示,三根通电长直导线P、Q、R互互相平行且通过正三角形的三个顶点,三条导线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;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通过直导线产生磁场的磁感应强度B,I为通为通电导线的电流大小,电导线的电流大小,r为距通电导线的垂直距离,为距通电导线的垂直距离,k为常量;则通电导线为常量;则通电导线R受到的磁场力的方向是受到的磁场力的方向是()A垂直垂直R,指向,指向y轴负方向轴负方向B垂直垂直R,指向,指向y轴正方向轴正方向C垂直垂直R,指向,指向x轴负方向轴负方向D垂直垂直R,指向,指向x轴正方向轴正方向。