安培力作用下物体的运动讲课资料
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第3课时导线受安培力运动分析一、安培力作用下物体的运动情况分析步骤:1. 画出导线所在处的磁场方向2. 确定电流方向3. 根据左手定则确定受安培力的方向4. 根据受力情况判断运动情况【例1】如图中①②③所示,在匀强磁场中,有三个通电线圈处于如下图中所示的位置,则A.三个线圈都可以绕OO′轴转动B.只有②中的线圈可以绕OO′轴转动C.只有①②中的线圈可以绕OO′轴转动D.只有②③中的线圈可以绕OO′轴转动二、安培力作用下导体运动方向的判断如果通电导体放置在非匀强磁场中,则不能够运用F=BIL进行定量的计算,但可用F=BIL和左手定则进行定性的讨论,常用的方法有以下几种:1、特殊位置法【例2】把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方,导线可以自由转动,当导线通入图示方向电流I时,导线的运动情况是(从上往下看)()2.电流元分析法把整段电流等效分成很多段直线电流元,先用左手定则判断出每小段电流元所受安培力的方向,从而判断出整段电流所受合力的方向,最后确定运动方向,注意一般取对称的两段电流元分析.【例3】如图所示,在条形磁铁N极附近悬挂一个线圈,线圈与水平磁铁位于同一平面内,当线圈中电流沿图示方向流动时,将会出现( )A.线圈向磁铁平移B.线圈远离磁铁平移C.从上往下看,线圈顺时针转动,同时靠近磁铁D.从上往下看,线圈逆时针转动,同时靠近磁铁【例4】通电直导线A与圆形通电导线环B固定放置在同一水平面上,通有如图所示的电流时,通电直导线A受到水平向________的安培力作用.当A、B中电流大小保持不变,但同时改变方向时,通电直导线A所受到的安培力方向水平向______.2. 等效分析法:环形电流可以等效为小磁针(或条形磁铁),条形磁铁也可等效成环形电流,通电螺线管可以等效成很多的环形电流来分析.【例5】【例6】用两根细线把两个完全相同的圆形导线环悬挂起来,让两者等高平行放置,如图所示.当两导线环中通入方向相同的电流I1、I2 时,则有( )A.两导线环相互吸引 B.两导线环相互排斥C .两导线环无相互作用力D .两导线环先吸引后排斥3. 结论法两平行直线电流在相互作用过程中,无转动趋势,同向电流互相吸引,反向电流互相排斥;两不平行的直线电流相互作用时,有转到平行且电流方向相同的趋势.【例7】如图所示,两根互相绝缘、垂直放置的直导线ab 和cd ,分别通有方向如图的电流,若通电导线ab 固定不不动,导线cd 能自由运动,则它的运动情况是( ).【例8】通电矩形线框abcd 与无限长通电直导线MN 在同一平面内,电流方向如图所示,ab 边与MN 平行,关于MN 的磁场对线框的作用,下列叙述正确的是A .线框有两条边所受的安培力方向相同B .线框有两条边所受的安培力大小相同C .线框所受的安培力的合力方向向左D .线框所受的安培力的合力方向向右【例9】如图所示,一条劲度系数较小的金属弹簧处于自由状态,当弹簧通以电流时,弹簧将( )A.纵向收缩,径向膨胀; B.纵向伸长,径向收缩;C.纵向收缩,径向收缩; D.纵向伸长,径向膨胀【例10】把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来,使它下端刚好跟杯中的水银面接触,并使它组成如图8所示的电路.当开关S 接通后将看到的现象是A .弹簧向上收缩B .弹簧被拉长C .弹簧上下跳动D .弹簧仍静止不动4. 转换对象法:【例11】如图所示,蹄形磁体用悬线悬于O 点,在磁铁的正下方有一水平放置的长直导线, 当导线中通以由左向右的电流时,蹄形磁铁的运动情况将是( )【例12】一条形磁铁放在水平桌面上,在它的上方靠S 极一侧吊挂一根与它垂直的导体棒, 图中只画出此棒的横截面图,并标出此棒中的电流是流向纸内的,在通电的一瞬间 可能产生的情况是( )A .磁铁对桌面的压力减小B .磁铁对桌面的压力增大C .磁铁受到向右的摩擦力D .磁铁受到向左的摩擦力5. 逐段跟踪分析法: 逐段分析受力→运动情况→接下来运动;【例13】如图所示,在蹄形磁铁的上方,放置一个可以自由运动的通电线圈abcd ,最初线圈平面与蹄形磁铁处于同一竖直面内.则通电线圈的运动情况是 ( )A .ab 边转向纸外,cd 边转向纸里,同时向下运动B .ab 边转向纸外,cd 边转向纸里,同时向上运动C .ab 边转向纸里,cd 边转向纸外,同时向下运动D .ab 边转向纸里,cd 边转向纸外,同时向上运动纵向。