《2019-2020版高中物理 第5章 磁場(chǎng)與回旋加速器 5.4 探究安培力講義+精練（含解析）滬科版選修3-1》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019-2020版高中物理 第5章 磁場(chǎng)與回旋加速器 5.4 探究安培力講義+精練（含解析）滬科版選修3-1（14頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、5.4探究安培力學(xué)科素養(yǎng)與目標(biāo)要求物理觀念：1.知道安培力的概念，掌握安培力的公式.2.知道左手定則的內(nèi)容.科學(xué)思維：1.會(huì)用左手定則判定安培力的方向.2.會(huì)用安培力的公式FILBsin 進(jìn)行有關(guān)計(jì)算.科學(xué)探究：能設(shè)計(jì)方案、選擇器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，探究安培力F與I、L、B的定量關(guān)系，體會(huì)控制變量法在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用.一、安培力的方向利用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn).圖1(1)上下交換磁極的位置以改變磁場(chǎng)方向，導(dǎo)線受力的方向是否改變？(2)改變導(dǎo)線中電流的方向，導(dǎo)線受力的方向是否改變？仔細(xì)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，說(shuō)明安培力的方向與磁場(chǎng)方向、電流方向有怎樣的關(guān)系？答案(1)導(dǎo)線受力的方向改變(2)導(dǎo)線受力的方向改變安
2、培力的方向與磁場(chǎng)方向、電流方向的關(guān)系滿足左手定則要點(diǎn)總結(jié)1.左手定則：伸開(kāi)左手，使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直，且都跟手掌在同一個(gè)平面內(nèi)，讓磁感線穿入手心，使四指指向電流方向，則大拇指所指的方向就是安培力的方向，如圖2所示.圖22.判斷電流的磁場(chǎng)方向用安培定則(右手螺旋定則)，確定通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的受力方向用左手定則.3.安培力方向的特點(diǎn)安培力的方向既垂直于電流方向，也垂直于磁場(chǎng)方向，即安培力的方向垂直于電流I和磁場(chǎng)B所決定的平面.(1)當(dāng)電流方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，安培力方向、磁場(chǎng)方向、電流方向兩兩垂直，應(yīng)用左手定則時(shí)，磁感線垂直穿過(guò)掌心.(2)當(dāng)電流方向與磁場(chǎng)方向不垂直時(shí)，安培力的方向仍垂直于電
3、流方向，也垂直于磁場(chǎng)方向.應(yīng)用左手定則時(shí)，磁感線斜著穿入掌心.延伸思考電流周圍可以產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)又會(huì)對(duì)放在其中的電流產(chǎn)生力的作用，如果有兩條相互平行的、距離很近的通電直導(dǎo)線，它們之間會(huì)不會(huì)有力的作用？若有力的作用，那么同向電流之間的作用力如何？反向電流之間的作用力如何？答案有力的作用，同向電流相互吸引，反向電流相互排斥.例1畫出圖3中各磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的安培力的方向(與紙面垂直的力只需用文字說(shuō)明).圖3答案如圖所示解析無(wú)論B、I是否垂直，安培力總是垂直于B與I決定的平面，且滿足左手定則.學(xué)科素養(yǎng)例1用左手定則來(lái)判斷安培力的方向，這是從物理學(xué)視角對(duì)客觀事物的內(nèi)在規(guī)律及相互關(guān)系進(jìn)行分析，是對(duì)基于經(jīng)驗(yàn)
4、事實(shí)建構(gòu)的理想模型的應(yīng)用過(guò)程，體現(xiàn)了“科學(xué)思維”的學(xué)科素養(yǎng).二、安培力的大小1.閱讀教材，了解電流天平的結(jié)構(gòu)、原理和使用方法，制定實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，注意體會(huì)控制變量法的運(yùn)用，分析實(shí)驗(yàn)所測(cè)數(shù)據(jù)，回答下列問(wèn)題：(1)保持導(dǎo)線通電部分的長(zhǎng)度不變，改變電流大小，導(dǎo)線受力情況如何變化？(2)保持電流不變，改變導(dǎo)線通電部分的長(zhǎng)度，導(dǎo)線受力情況如何變化？(3)通電導(dǎo)線受力與哪些因素有關(guān)？答案(1)電流越大，導(dǎo)線受力越大.(2)通電導(dǎo)線越長(zhǎng)，導(dǎo)線受力越大.(3)通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力的大小，既與導(dǎo)線的長(zhǎng)度L成正比，又與導(dǎo)線中的電流I成正比，即與I和L的乘積成正比，用公式表示為FkBIL，式中k為比例系數(shù)，
5、國(guó)際單位制中，k1，F(xiàn)BIL.2.當(dāng)導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向的夾角為時(shí)，如圖4所示，如何計(jì)算導(dǎo)線所受作用力的大??？圖4答案將B分解為平行導(dǎo)線方向和垂直導(dǎo)線方向的兩個(gè)分量，分別研究B的兩個(gè)分量對(duì)導(dǎo)線的作用，可得出FBILsin .要點(diǎn)總結(jié)1.(1)當(dāng)90，即B與I垂直時(shí)，F(xiàn)BIL；(2)當(dāng)0，即B與I平行時(shí)，F(xiàn)0；(3)當(dāng)電流方向與磁場(chǎng)方向成角，F(xiàn)BIlsin .2.FBIL中的L是指導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的“有效”長(zhǎng)度，當(dāng)導(dǎo)線與磁場(chǎng)垂直時(shí)，彎曲導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度L，等于連接兩端點(diǎn)直線的長(zhǎng)度(如圖5所示)；相應(yīng)的電流沿L由始端流向末端.圖53.磁感應(yīng)強(qiáng)度的另一種定義方法：在磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)方向放置一小段通電導(dǎo)線，導(dǎo)線所
6、受安培力F跟電流I和導(dǎo)線長(zhǎng)度L的乘積IL的比值叫做導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度，即B.例2長(zhǎng)度為L(zhǎng)、通有電流為I的直導(dǎo)線放入一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電流方向與磁場(chǎng)方向分別如圖所示，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，對(duì)于下列各圖中，導(dǎo)線所受安培力的大小計(jì)算正確的是()答案A解析A圖中，導(dǎo)線不和磁場(chǎng)垂直，將導(dǎo)線投影到垂直磁場(chǎng)方向上，故FBILcos ，A正確；B圖中，導(dǎo)線和磁場(chǎng)方向垂直，故FBIL，B錯(cuò)誤；C圖中，導(dǎo)線和磁場(chǎng)方向垂直，故FBIL，C錯(cuò)誤；D圖中，導(dǎo)線和磁場(chǎng)方向垂直，故FBIL，D錯(cuò)誤.例3如圖6所示，一根導(dǎo)線位于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，其中ABBCCDDEl，且C120、BD150.現(xiàn)
7、給這根導(dǎo)線通入由A至E的恒定電流I，則導(dǎo)線受到磁場(chǎng)作用的合力大小為()圖6A.2BIl B.(2)BIlC.(2)BIl D.4BIl答案C解析據(jù)題圖和幾何關(guān)系求得A、E兩點(diǎn)間的距離為：L等(2)l.據(jù)安培力公式得FBIL等(2)BIl，故A、B、D錯(cuò)誤，C正確.三、安培力的實(shí)際應(yīng)用例4(2018北京市朝陽(yáng)區(qū)高二上學(xué)期期末)一種可測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的實(shí)驗(yàn)裝置，如圖7所示.磁鐵放在水平放置的電子測(cè)力計(jì)上，兩極之間的磁場(chǎng)可視為水平勻強(qiáng)磁場(chǎng).其余區(qū)域磁場(chǎng)的影響可忽略不計(jì).此時(shí)電子測(cè)力計(jì)的示數(shù)為G1.將一直銅條AB水平且垂直于磁場(chǎng)方向靜置于磁場(chǎng)中.兩端通過(guò)導(dǎo)線與電源、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器和電流表連成回路.
8、閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片.當(dāng)電流表示數(shù)為I時(shí)，電子測(cè)力計(jì)的示數(shù)為G2，測(cè)得銅條在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的長(zhǎng)度為L(zhǎng).銅條始終未與磁鐵接觸，對(duì)上述實(shí)驗(yàn)下列說(shuō)法正確的是()圖7A.銅條所受安培力方向豎直向下B.銅條所在處磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為C.銅條所在處磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為D.銅條所在處磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為答案C解析由左手定則可知，銅條所受安培力方向豎直向上，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由牛頓第三定律可知，銅條對(duì)磁鐵有向下的作用力，使得電子測(cè)力計(jì)的示數(shù)增加，可知：G2G1BIL，解得B，選項(xiàng)C正確，B、D錯(cuò)誤.1.(安培力的方向)下列圖中分別標(biāo)出了一根放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的通電直導(dǎo)線的電流I、磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B和所受安
9、培力F的方向，其中圖示正確的是()答案C解析A圖中電流與磁場(chǎng)方向平行，沒(méi)有安培力，故A錯(cuò)誤；B圖中安培力的方向是垂直導(dǎo)線向下的，故B錯(cuò)誤；C圖中安培力的方向是垂直導(dǎo)線向上的，故C正確；D圖中電流方向與磁場(chǎng)方向平行，不受安培力作用，故D錯(cuò)誤.2.(安培力的大小)如圖8所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中放有下列各種形狀的通電導(dǎo)線，電流為I，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則各導(dǎo)線所受到的安培力的大小分別為：圖8FA ，F(xiàn)B ，F(xiàn)C ，F(xiàn)D .答案BILcos BILBIR03.(安培力的大小)如圖9所示，某區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.一正方形剛性線圈，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，匝數(shù)為n，線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直，線圈一半在
10、磁場(chǎng)內(nèi).某時(shí)刻，線圈中通過(guò)大小為I的電流，則此線圈所受安培力的大小為()圖9A.BIL B.nBIL C.nBIL D.nBIL答案D4.(安培力的應(yīng)用)(多選)實(shí)驗(yàn)室經(jīng)常使用的電流表是磁電式電流表.這種電流表的構(gòu)造如圖10甲所示.蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場(chǎng)是均勻輻向分布的.當(dāng)線圈通以如圖乙所示的恒定電流(b端電流流向垂直紙面向內(nèi))，下列說(shuō)法正確的是()圖10A.當(dāng)線圈在如圖乙所示的位置時(shí)，b端受到的安培力方向向上B.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，螺旋彈簧被扭動(dòng)，阻礙線圈轉(zhuǎn)動(dòng)C.線圈通過(guò)的電流越大，指針偏轉(zhuǎn)角度越小D.電流表表盤刻度均勻答案BD解析由左手定則可判定：當(dāng)線圈在如題圖乙所示的位置，b端受到的安培力方向向
11、下，故A錯(cuò)誤；當(dāng)通電后，處于磁場(chǎng)中的線圈受到安培力作用，使其轉(zhuǎn)動(dòng)，螺旋彈簧被扭動(dòng)，則線圈受到彈簧的阻力，阻礙線圈轉(zhuǎn)動(dòng)，故B正確；線圈中通過(guò)的電流越大，線圈受到的安培力越大，指針偏轉(zhuǎn)的角度越大，C錯(cuò)誤；在線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的范圍內(nèi)，線圈平面始終與磁感線平行，且磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，故各處安培力大小相同，表盤刻度均勻，D正確.一、選擇題考點(diǎn)一安培力的方向1.在如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，已經(jīng)標(biāo)出了電流I和磁場(chǎng)B以及磁場(chǎng)對(duì)電流作用力F三者的方向，其中錯(cuò)誤的是()答案C解析根據(jù)左手定則可知A、B、D正確；C圖中電流和磁場(chǎng)方向平行，不受安培力，故C錯(cuò)誤.本題選錯(cuò)誤的，故選C.2.如圖1所示，在xOy平面中有一通電直導(dǎo)線與
12、Ox、Oy軸相交，導(dǎo)線中電流方向如圖所示.該區(qū)域有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，通電直導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力的方向與Oz軸的正方向相同.該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向可能是()圖1A.沿z軸正方向 B.沿z軸負(fù)方向C.沿x軸正方向 D.沿y軸負(fù)方向答案D解析由電流方向、受力方向，根據(jù)左手定則可以判斷出，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向沿y軸的負(fù)方向，或者沿x軸的負(fù)方向都是可能的，故D正確.3.如圖2所示，把一根通電的硬直導(dǎo)線ab用絕緣輕繩懸掛在通電螺線管正上方，直導(dǎo)線中的電流方向由a向b.閉合開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線a端所受安培力的方向是()圖2A.向上B.向下C.垂直紙面向外D.垂直紙面向里答案D解析根據(jù)安培定則可知，開(kāi)關(guān)閉合后，螺線管產(chǎn)生的磁場(chǎng)N極在
13、右側(cè).根據(jù)左手定則可知，a端受力應(yīng)垂直紙面向里，選項(xiàng)D正確.4. (2018大連市高二上學(xué)期期末)2017年1月25日，在中央電視臺(tái)CCTV10頻道播出的節(jié)目中，海軍電力工程專家馬偉明院士表示，正在研制設(shè)計(jì)中的國(guó)產(chǎn)003型航母采用電磁彈射已成定局.電磁彈射就是采用電磁的能量來(lái)推動(dòng)被彈射的物體向外運(yùn)動(dòng)，電磁炮就是利用電磁彈射工作的.電磁炮的原理如圖3所示，則炮彈導(dǎo)體滑塊受到的安培力的方向是()圖3A.豎直向上 B.豎直向下C.水平向左 D.水平向右答案C解析由左手定則可知，炮彈導(dǎo)體滑塊受到的安培力的方向是水平向左，故選C.5.(多選)(2017全國(guó)卷)如圖4，三根相互平行的固定長(zhǎng)直導(dǎo)線L1、L2
14、和L3兩兩等距，均通有電流I，L1中電流方向與L2中的相同，與L3中的相反.下列說(shuō)法正確的是()圖4A.L1所受磁場(chǎng)作用力的方向與L2、L3所在平面垂直B.L3所受磁場(chǎng)作用力的方向與L1、L2所在平面垂直C.L1、L2和L3單位長(zhǎng)度所受的磁場(chǎng)作用力大小之比為11D.L1、L2和L3單位長(zhǎng)度所受的磁場(chǎng)作用力大小之比為1答案BC解析因三根導(dǎo)線中電流大小相等、兩兩等距，則由對(duì)稱性可知兩兩之間的作用力大小均相等.因平行電流間同向吸引、反向排斥，各導(dǎo)線受力如圖所示，由圖中幾何關(guān)系可知，L1所受磁場(chǎng)作用力F1的方向與L2、L3所在平面平行，L3所受磁場(chǎng)作用力F3的方向與L1、L2所在平面垂直，A錯(cuò)誤，B正
15、確.設(shè)單位長(zhǎng)度的導(dǎo)線兩兩之間作用力的大小為F，則由幾何關(guān)系可得L1、L2單位長(zhǎng)度所受的磁場(chǎng)作用力大小為2Fcos 60F，L3單位長(zhǎng)度所受的磁場(chǎng)作用力大小為2Fcos 30F，故C正確，D錯(cuò)誤.考點(diǎn)二安培力的大小6.如圖5所示，水平導(dǎo)軌接有電源，導(dǎo)軌上固定有三根導(dǎo)體棒a、b、c，c為直徑與b等長(zhǎng)的半圓，長(zhǎng)度關(guān)系為c最長(zhǎng)，b最短，將裝置置于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在接通電源后，三導(dǎo)體棒中有等大的電流通過(guò)，則三導(dǎo)體棒受到的安培力大小關(guān)系為()圖5A.FaFbFc B.FaFbFcC.FbFaFc D.FaFbFc答案D解析設(shè)a、b兩棒的長(zhǎng)度分別為L(zhǎng)a和Lb，c的直徑為d.由于導(dǎo)體棒都與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，
16、則a、b、c三棒所受的安培力大小分別為：FaBILa；FbBILbBId；c棒所受的安培力與長(zhǎng)度為d的直導(dǎo)體棒所受的安培力大小相等，則有：FcBId；因?yàn)長(zhǎng)ad，則有：FaFbFc.7.如圖6所示，用天平測(cè)量勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度.下列各選項(xiàng)所示的載流線圈匝數(shù)相同，邊長(zhǎng)MN相等，將它們分別掛在天平的右臂下方.線圈中通有大小相同的電流，天平處于平衡狀態(tài).若磁場(chǎng)發(fā)生微小變化，天平最容易失去平衡的是()圖6答案A解析四個(gè)線圈在磁場(chǎng)中的等效長(zhǎng)度不同，A線圈等效長(zhǎng)度最大，根據(jù)FNBIl，A所受磁場(chǎng)力最大，當(dāng)磁場(chǎng)發(fā)生微小變化時(shí)，A線圈對(duì)應(yīng)的天平最容易失去平衡.8.(2018上饒市高二上學(xué)期期末)如圖7所示，
17、一個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、三邊電阻相同的正三角形金屬框放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，若通以圖示方向的電流(從A點(diǎn)流入，從C點(diǎn)流出)，電流強(qiáng)度為I，則金屬框受到的磁場(chǎng)力為()圖7A.0 B. C.BIL D.2BIL答案C9.(2018鹽城市阜寧縣高二上學(xué)期期中)如圖8所示，abcd為四邊形閉合線框，a、b、c三點(diǎn)坐標(biāo)分別為(0，L,0)，(L，L,0)，(L,0,0)，整個(gè)空間處于沿y軸正方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，通入電流I，方向如圖所示，關(guān)于四邊形的四條邊所受到的安培力的大小，下列敘述中正確的是()圖8A.ab邊與bc邊受到的安培力大小相等B.cd邊受到的安培力最大C.cd邊與ad邊受到的安培力大小相等D.
18、ad邊不受安培力作用答案B解析因?yàn)閍b邊垂直于磁場(chǎng)，所以其受到的安培力FabBLabI，而bc邊平行于磁場(chǎng)，所以其受到的安培力為零，故A錯(cuò)誤；cd邊垂直于磁場(chǎng)，且長(zhǎng)度最長(zhǎng)，所以其受到的安培力最大，故B正確；ad邊與cd邊雖然長(zhǎng)度相等，但ad邊與磁場(chǎng)不垂直，cd邊與磁場(chǎng)垂直，所以受到的安培力大小不相等，故C錯(cuò)誤；ad邊受到安培力作用，故D錯(cuò)誤.考點(diǎn)三安培力的實(shí)際應(yīng)用10.(多選)如圖9甲所示，揚(yáng)聲器中有一線圈處于磁場(chǎng)中，當(dāng)音頻電流信號(hào)通過(guò)線圈時(shí)，線圈帶動(dòng)紙盆振動(dòng)，發(fā)出聲音.俯視圖乙表示處于輻射狀磁場(chǎng)中的線圈(線圈平面平行于紙面)，磁場(chǎng)方向如圖中箭頭所示，在圖乙中()圖9A.當(dāng)電流沿順時(shí)針?lè)较驎r(shí)，
19、線圈所受安培力的方向垂直于紙面向里B.當(dāng)電流沿順時(shí)針?lè)较驎r(shí)，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向外C.當(dāng)電流沿逆時(shí)針?lè)较驎r(shí)，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向里D.當(dāng)電流沿逆時(shí)針?lè)较驎r(shí)，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向外答案BC解析將線圈看作由無(wú)數(shù)小段直導(dǎo)線組成，由左手定則可以判斷，當(dāng)電流沿順時(shí)針?lè)较驎r(shí)，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向外，選項(xiàng)B正確，A錯(cuò)誤；當(dāng)電流沿逆時(shí)針?lè)较驎r(shí)，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向里，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤.11.如圖10甲是磁電式電流表的結(jié)構(gòu)示意圖，蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場(chǎng)均勻輻向分布，如圖乙所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線圈中通以電流I，線圈中的某一條a導(dǎo)線電流方向垂直紙面向外
20、，b導(dǎo)線電流方向垂直紙面向里，a、b兩條導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，則()圖10A.該磁場(chǎng)是勻強(qiáng)磁場(chǎng)B.該線圈的磁通量為BL2C.a導(dǎo)線受到的安培力方向向下D.b導(dǎo)線受到的安培力大小為BIL答案D解析勻強(qiáng)磁場(chǎng)應(yīng)該是一系列平行的磁感線，方向相同，該磁場(chǎng)明顯不是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，故A錯(cuò)誤；線圈與磁感線平行，故磁通量為零，故B錯(cuò)誤；a導(dǎo)線電流向外，磁場(chǎng)向右，根據(jù)左手定則，安培力向上，故C錯(cuò)誤；導(dǎo)線b始終與磁感線垂直，故受到的安培力大小一直為ILB，故D正確.二、非選擇題12.(2018菏澤市高二上學(xué)期期末)如圖11所示，放在馬蹄形磁鐵兩極之間的導(dǎo)體棒ab處于水平，當(dāng)通有自b到a的電流時(shí)，導(dǎo)體棒受到方向
21、向右、大小F1 N的磁場(chǎng)力的作用，已知導(dǎo)體棒在馬蹄形磁鐵內(nèi)部的長(zhǎng)度L5 cm，通過(guò)導(dǎo)體棒的電流大小I10 A.求：圖11(1)導(dǎo)體棒中的電流在其右側(cè)位置所形成的磁場(chǎng)方向；(2)馬蹄形磁鐵中導(dǎo)體棒所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小.答案(1)豎直向上(2)2 T解析(1)由安培定則可知，導(dǎo)體棒中的電流在其右側(cè)所形成的磁場(chǎng)方向豎直向上.(2)由公式FILB，可知B解得：B2 T.13.水平面上有電阻不計(jì)的U形導(dǎo)軌NMPQ，它們之間的寬度為L(zhǎng)，M和P之間接入電動(dòng)勢(shì)為E的電源(不計(jì)內(nèi)阻).現(xiàn)垂直于導(dǎo)軌放置一根質(zhì)量為m、電阻為R的金屬棒ab，并加一個(gè)范圍較大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向與水平面夾角為且指向右上方，重力加速度為g，如圖12所示，問(wèn)：圖12(1)當(dāng)ab棒靜止時(shí)，受到的支持力和摩擦力各為多少？(2)若B的大小和方向均能改變，則要使ab棒所受支持力為零，B的大小至少為多少？此時(shí)B的方向如何？答案(1)mg(2)方向水平向右解析從b向a看金屬棒受力分析如圖所示.(1)水平方向：fF安sin 豎直方向：NF安cos mg又F安BILBL聯(lián)立得：Nmg，f.(2)要使ab棒所受支持力為零，且讓磁感應(yīng)強(qiáng)度最小，可知安培力豎直向上，則有F安mg，Bmin，根據(jù)左手定則判定磁場(chǎng)方向水平向右.- 14 -
2019-2020版高中物理 第5章 磁場(chǎng)與回旋加速器 5.4 探究安培力講義+精練（含解析）滬科版選修3-1
