磁场对电流的作用

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范文一:磁场及磁场对电流的作用

磁场及磁场对电流的作用

1、 磁场

2、 磁场的方向、磁感线、安培定则

3、 直线电流的磁场、通电螺线管的磁场、环形电流的磁场

4、 磁感应强度

5、 安培力 同向电流相互吸引 异向电流相互排斥

6、 磁通量

7、 地磁场

例1、如图所示,直导线AB、螺线管C、电磁铁D三者相距较远,认为它们的磁场互不影响,当电键S闭合后,小磁针北极(黑色一端)N的

指向正确的是( )

A.a B.b C.c D.D

例2、

如图所示,两根相互平行的长直导线过纸面上的M、

N两点,且与纸面垂直,导线中通有大小相等、方向

相反的电流.a、O、b在M、N的连线上,O为MN

的中点.c、d位于MN的中垂线上,且a、b、c、d

到O点的距离均相等.关于以上几点处的磁场,下列说法正确的是( )

A.O点处的磁感应强度为零

B.a、c两点处的磁感应强度的方向不同

C.c、d两点处的磁感应强度大小相等,方向相反

D.a、b两点处的磁感应强度大小相等,方向相同

例3(2007•上海)取两个完全相同的长导

线,用其中一根绕成如图(a)所示的螺线

管,当该螺线管中通以电流强度为I的电

流时,测得螺线管内中部的磁感应强度大

小为B,若将另一根长导线对折后绕成如

图(b)所示的螺线管,并通以电流强度也为I的电流时,则在螺线管内中部的磁感应强度大小为( )

A.0 B.0.5B C.B D.2B

例4(2012•海南)图中装置可演示磁场对通电导线的作用.电磁铁上下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨,L是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆.当电磁铁线圈两端a、b,导轨两端e、f,分别接到两个不同的直流电源上时,L便在导轨上滑动.下列说法正确的是( )

A.若a接正极,b接负极,e接正极,f接负极,则L向右滑动

B.若a接正极,b接负极,e接负极,f接正极,则L向右滑动

C.若a接负极,b接正极,e接正极,f接负极,则L向左滑动

D.若a接负极,b接正极,e接负极,f接正极,则L向左滑动

例5 如图所示,两个同心放置的共面金属圆环a和b,一条形磁铁穿过

圆心且与环面垂直,用穿过两环的磁通量φa和φb大小关系为( )

A.φa<φb B.φa>φb C.φa=φb D.无法比较

例6有一小段通电导线,长为10cm,电流强度为5mA,把它置于磁场中某点,受到的磁场力为0.1N,则该点的磁感应强度B一定是( )

A.B=200T B.B≤200T

C.B≥200T D.以上情况均有可能

例7(2010•上海)如图,长为2l的直导线折成边长相等,夹角为60°的V形,并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中,磁感应强度为

B.当在该导线中通以电流强度为I的电流时,该V形通电导线受到的安培力大小为( )

A.0 B.0.5BIl C.BIl D.2BIl

例8水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ,它们之间的宽度

为L=1m,M和P之间接入电动势为E=10V的电源(不计内阻).现

垂直于导轨搁一根质量为m=1kg、电阻为R=2Ω的金属棒ab,

并加一个范围较大的匀强磁场,磁感应强度大小为B=0.5T,方

向与水平面夹角为θ=37°且指向右斜上方,如图所示.问:

(1)当ab棒静止时,ab棒受到的支持力和摩擦力各为多少?

(2)若B的大小和方向均能改变,则要使ab棒所受支持力为零,B的大小至少为多少?此时B的方向如何?

例9一条形磁铁静止在斜面上,固定在磁铁中心的竖直上方的

水平导线中通有垂直纸面向里的恒定电流,如图所示.若将磁

铁的N极位置与S极位置对调后,仍放在斜面上原来的位置,

则磁铁对斜面的压力F和摩擦力f的变化情况分别是( )

A.F增大,f减小 B.F减小,f增大

C.F与f都增大 D.F与f都减小

例10如图所示,金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂,处于竖直向上的匀强磁场中,棒中通以由M向N的电流.平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ.如果仅改变下列某一个条件,θ的相应变化情况是( )

A.棒中的电流变大,θ角变小

B.两悬线等长变短,θ角不变

C.金属棒质量变大,θ角变大

D.磁感应强度变大,θ角变小

例11(2012•徐汇区一模)电磁轨道炮工作原理如图所示.待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动,并与轨道保持良好接触.电流I从一条轨道流入,通过导电弹体后从另一条轨道流回.轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面得磁场(可视为匀强磁场),磁感应强度的大小与I成正比.通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出.现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍,理论上可采用的方法是( )

A.只将轨道长度L变为原来的2倍

B.只将电流I增加至原来的2倍

C.只将弹体质量减至原来的一半

D.将弹体质量减至原来的一半,轨道长度L变为

原来的2倍,其它量不变

例12(2011•上海)如图,质量为m、长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于O、O′,并处于匀强磁场中.当导线中通以沿x正方向的电流I,且导线保持静止时,悬线与竖直方向夹角为θ.则磁感应强度方向和大小可能为( )

A.z正向,mg/IL tanθ B.y正向,mg/0IL

C.z负向,mg/ILtanθ D.沿悬线向上,mg/IL sinθ

例13如图,一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直.线段ab、bc和cd的长度均为L,且∠abc=∠bcd=120°,流经导线的电流为I,方向如图所示.导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力( )

A.方向沿纸面向上,大小为BIL

B.方向沿纸面向上,大小为2BIL

C.方向沿纸面向下,大小为3BIL

D.方向沿纸面向下,大小为2BIL

14.如图所示.在同一平面内有四根彼此绝缘的通电直导线,四根导线中电流I1=I3>I2>I4要使0点处磁场增强,则应切断哪一根导线中的电流( )

A.切断I1 B.切断 I2 C.切断I3 D.切断I4

15医生在做手术时,需从血库里取血,为避免感染,都是利用

电磁泵从血库里向外抽.如图为一个电磁泵的结构图,长方形

导管的左右表面绝缘,上下表面为导体,管长为a,内壁高为b,

宽为L,且内壁光滑.将导管放在垂直左右表面向右的匀强磁场中,由于充满导管的血浆中带有正负离子,将上下表面和电源接通,电路中会形成大小为I的电流,导管的前后两侧便会产生压强差p,从而将血浆抽出.其中v为血液流动方向.若血浆的电阻率为ρ,所加电源的电动势为E,内阻为r,匀强磁场的磁感应强度为B,则( )

A.此装置中血浆的等效电阻为R=ρb/aL

B.此装置中血浆受到的安培力大小为F=BIL

C.此装置中血浆受到的安培力大小为F=BIb

D.前后两侧的压强差为p=BI/L

答案

1B2D3A4BD5A6C7C89D10B11BD 12BC 13B14D

磁场及磁场对电流的作用

1、 磁场

2、 磁场的方向、磁感线、安培定则

3、 直线电流的磁场、通电螺线管的磁场、环形电流的磁场

4、 磁感应强度

5、 安培力 同向电流相互吸引 异向电流相互排斥

6、 磁通量

7、 地磁场

例1、如图所示,直导线AB、螺线管C、电磁铁D三者相距较远,认为它们的磁场互不影响,当电键S闭合后,小磁针北极(黑色一端)N的

指向正确的是( )

A.a B.b C.c D.D

例2、

如图所示,两根相互平行的长直导线过纸面上的M、

N两点,且与纸面垂直,导线中通有大小相等、方向

相反的电流.a、O、b在M、N的连线上,O为MN

的中点.c、d位于MN的中垂线上,且a、b、c、d

到O点的距离均相等.关于以上几点处的磁场,下列说法正确的是( )

A.O点处的磁感应强度为零

B.a、c两点处的磁感应强度的方向不同

C.c、d两点处的磁感应强度大小相等,方向相反

D.a、b两点处的磁感应强度大小相等,方向相同

例3(2007•上海)取两个完全相同的长导

线,用其中一根绕成如图(a)所示的螺线

管,当该螺线管中通以电流强度为I的电

流时,测得螺线管内中部的磁感应强度大

小为B,若将另一根长导线对折后绕成如

图(b)所示的螺线管,并通以电流强度也为I的电流时,则在螺线管内中部的磁感应强度大小为( )

A.0 B.0.5B C.B D.2B

例4(2012•海南)图中装置可演示磁场对通电导线的作用.电磁铁上下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨,L是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆.当电磁铁线圈两端a、b,导轨两端e、f,分别接到两个不同的直流电源上时,L便在导轨上滑动.下列说法正确的是( )

A.若a接正极,b接负极,e接正极,f接负极,则L向右滑动

B.若a接正极,b接负极,e接负极,f接正极,则L向右滑动

C.若a接负极,b接正极,e接正极,f接负极,则L向左滑动

D.若a接负极,b接正极,e接负极,f接正极,则L向左滑动

例5 如图所示,两个同心放置的共面金属圆环a和b,一条形磁铁穿过

圆心且与环面垂直,用穿过两环的磁通量φa和φb大小关系为( )

A.φa<φb B.φa>φb C.φa=φb D.无法比较

例6有一小段通电导线,长为10cm,电流强度为5mA,把它置于磁场中某点,受到的磁场力为0.1N,则该点的磁感应强度B一定是( )

A.B=200T B.B≤200T

C.B≥200T D.以上情况均有可能

例7(2010•上海)如图,长为2l的直导线折成边长相等,夹角为60°的V形,并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中,磁感应强度为

B.当在该导线中通以电流强度为I的电流时,该V形通电导线受到的安培力大小为( )

A.0 B.0.5BIl C.BIl D.2BIl

例8水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ,它们之间的宽度

为L=1m,M和P之间接入电动势为E=10V的电源(不计内阻).现

垂直于导轨搁一根质量为m=1kg、电阻为R=2Ω的金属棒ab,

并加一个范围较大的匀强磁场,磁感应强度大小为B=0.5T,方

向与水平面夹角为θ=37°且指向右斜上方,如图所示.问:

(1)当ab棒静止时,ab棒受到的支持力和摩擦力各为多少?

(2)若B的大小和方向均能改变,则要使ab棒所受支持力为零,B的大小至少为多少?此时B的方向如何?

例9一条形磁铁静止在斜面上,固定在磁铁中心的竖直上方的

水平导线中通有垂直纸面向里的恒定电流,如图所示.若将磁

铁的N极位置与S极位置对调后,仍放在斜面上原来的位置,

则磁铁对斜面的压力F和摩擦力f的变化情况分别是( )

A.F增大,f减小 B.F减小,f增大

C.F与f都增大 D.F与f都减小

例10如图所示,金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂,处于竖直向上的匀强磁场中,棒中通以由M向N的电流.平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ.如果仅改变下列某一个条件,θ的相应变化情况是( )

A.棒中的电流变大,θ角变小

B.两悬线等长变短,θ角不变

C.金属棒质量变大,θ角变大

D.磁感应强度变大,θ角变小

例11(2012•徐汇区一模)电磁轨道炮工作原理如图所示.待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动,并与轨道保持良好接触.电流I从一条轨道流入,通过导电弹体后从另一条轨道流回.轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面得磁场(可视为匀强磁场),磁感应强度的大小与I成正比.通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出.现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍,理论上可采用的方法是( )

A.只将轨道长度L变为原来的2倍

B.只将电流I增加至原来的2倍

C.只将弹体质量减至原来的一半

D.将弹体质量减至原来的一半,轨道长度L变为

原来的2倍,其它量不变

例12(2011•上海)如图,质量为m、长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于O、O′,并处于匀强磁场中.当导线中通以沿x正方向的电流I,且导线保持静止时,悬线与竖直方向夹角为θ.则磁感应强度方向和大小可能为( )

A.z正向,mg/IL tanθ B.y正向,mg/0IL

C.z负向,mg/ILtanθ D.沿悬线向上,mg/IL sinθ

例13如图,一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直.线段ab、bc和cd的长度均为L,且∠abc=∠bcd=120°,流经导线的电流为I,方向如图所示.导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力( )

A.方向沿纸面向上,大小为BIL

B.方向沿纸面向上,大小为2BIL

C.方向沿纸面向下,大小为3BIL

D.方向沿纸面向下,大小为2BIL

14.如图所示.在同一平面内有四根彼此绝缘的通电直导线,四根导线中电流I1=I3>I2>I4要使0点处磁场增强,则应切断哪一根导线中的电流( )

A.切断I1 B.切断 I2 C.切断I3 D.切断I4

15医生在做手术时,需从血库里取血,为避免感染,都是利用

电磁泵从血库里向外抽.如图为一个电磁泵的结构图,长方形

导管的左右表面绝缘,上下表面为导体,管长为a,内壁高为b,

宽为L,且内壁光滑.将导管放在垂直左右表面向右的匀强磁场中,由于充满导管的血浆中带有正负离子,将上下表面和电源接通,电路中会形成大小为I的电流,导管的前后两侧便会产生压强差p,从而将血浆抽出.其中v为血液流动方向.若血浆的电阻率为ρ,所加电源的电动势为E,内阻为r,匀强磁场的磁感应强度为B,则( )

A.此装置中血浆的等效电阻为R=ρb/aL

B.此装置中血浆受到的安培力大小为F=BIL

C.此装置中血浆受到的安培力大小为F=BIb

D.前后两侧的压强差为p=BI/L

答案

1B2D3A4BD5A6C7C89D10B11BD 12BC 13B14D

范文二:磁场磁场对电流的作用

第十章 磁场

考纲预览

71.电流的磁场 (I)

72.磁感应强度、磁感线、地磁场 (Ⅱ)

73.磁性材料、分子电流假说 (Ⅱ)

74.磁场对通电直导线的作用、安培力、左手定则 (Ⅱ)

75.磁电式电表原理 (I)

76.磁场对运动电荷的作用,洛伦兹力、带电粒子在匀强磁场中的运动 (Ⅱ)

77.质谱仪,回旋加速器 (I)

说明:

1.安培力计算限于直导线跟B平行或垂直的两种情况

2.洛伦兹力的计算限于v跟B平行或垂直的两种情况

热点提示

1.电流的磁场

2.磁感应强度、磁感线

3.安培力、左手定则

4.洛伦兹力,粒子在磁场中的运动

5.对安培定则和左手定则的考查,以定性分析为主,如对电流产生磁场的判断、安培力作用下的运动、运动电荷在磁场中的受力等

6.带电粒子在有界磁场中的运动,是高考的热点和重点之一,此类问题很好地体现了“数理结合”思想,综合性强,能力要求高

7.带电粒子在复合场中的运动,是力学和电学的综合点,涉及的知识较多,解决时要注意力学知识及三大方法的渗透

8.理论联系实际,对一些应用类模型,如速度选择器、质谱仪、回旋加速器、磁流体发电机等,应灵活应用所学知识、分析工作原理、推导相关物理量

磁场 磁场对电流的作用

一、磁场

1.磁场:磁极、电流和运动电荷周围存在的一种_______,其最基本的性质是对放入其中的_______、_______有力的作用.

2.磁场的方向:在磁场中的任一点,小磁针_____极受磁场力的方向,就是那一点的磁场方向(或小磁场静止时_____极所指方向).

3.磁感线:在磁场中画出一些有方向的曲线,曲线的_______表示该位置的磁场方向,曲线的_______能定性地描述磁场的强弱,这一系列曲线称为磁感线.磁感线不_______、不_______;磁感线是_______曲线(磁体外部由N→S,内部由S→N).

条形磁铁、蹄形磁铁、直线电流、环形电流、通电螺线管形成的磁场的磁感线分布各有何特点?你能画一画吗?

4.地球本身也会在附近的空间产生磁场,叫做地磁场.地球的磁场与条形磁体的磁场相似,其主要特点有三个:

(1)地磁场的N极在地球_______附近。S极在地球_______附近.

(2)地磁场B的水平位置Bx总是从地球_______指向地球_______;而竖直分量By在南半球垂直地面_______,在北半球垂直地面_______。

(3)在赤道平面上,距离地球表面高度相等的各点,磁感应强度相等,且方向水平_______.

4.电流的磁场 安培定则

(1)三种典型的电流磁场:直线电流的磁场、环形电流的磁场、通电螺线管的磁场.

(2)电流产生的三种磁场的磁感线方向都是由_______判断.

说明:熟悉几种典型磁体、电流的磁场的磁感线分布,有助于快速、准确地分析和求解相关问题.

5.磁现象的电本质:磁铁的磁场和电流的磁场一样,都是由_______产生的。

二、磁感应强度

1.磁感应强度:在磁场中垂直磁场方向放置一小段长为L的通电直导线,磁场对通电导线的磁场力F与电流I和长度L乘积的比值,定义为该处的磁感应强度B,即B_______.

说明:①B_______为磁感应强度的定义式,磁感应强度B是由磁场_______性质决定的,

与磁场中是否存在_______及_______的乘积大小无关.

②磁感应强度B是矢量,其方向是小磁针静止时N极的指向.

磁感应强度的方向还可以怎样表述?与“EF”相类比,能不能说:“磁感应强度方向就q

是磁场中电流所受磁力方向”、“通电导线(I、L确定)受力大的地方,磁场一定强(B大)”?

③单位:特(T) 1T_______

2.匀强磁场:磁感应强度大小处处相等,方向处处相同的区域里的磁场叫做_______磁场。

3.匀强磁场的磁感线是分布均匀的_______.

磁场的叠加:空间如果同时存在两个或两个以上的电流或磁体在某点激发磁场,则该点的磁感应强度B是各电流或磁体在该点激发磁场的磁感应强度的_______.且满足_______.

三、磁场对电流的作用——安培力

1.安培力的大小:F_______(为I和B的夹角)

①当IB时(90),Fmax_______;

②当I//B时(0),Fmin_______.

2.安培力的方向:由左手定则判断

特点:安培力的方向总是垂直于___________________,即一定既和B垂直又和I垂直,如图所示.

3.应用:电流表的工作原理

通电线圈在_______分布的磁场中受到磁力矩的作用,线圈转动使螺旋弹簧被扭动,从而产生转动力矩,当两力矩平衡时线圈停止转动.

针最后平衡的位置是 ( )

A.N极竖直向上 B. N极竖直向下

C. N极沿轴线向左 D. N极沿轴线向右

[例2] 关于磁感应强度B,下列说法中正确的是 ( )

A. 磁场中某点B的大小,跟放在该点的试探电流元的情况有关

B.磁场中某点B的方向,跟该点处试探电流元所受磁场力方向一致

C.在磁场中某点试探电流元不受磁场力作用时,该点B值大小为零

D.在磁场中磁感线越密集的地方,磁感应强度越大

[例3] 在纸面上有一个等边三角形ABC,其顶点处都通有相同电流的三根长直导线垂直于纸面放置,电流方向如图所示,每根通电导线在三角形的中心O产生的磁感应强度大小为B0则中心O处的磁感应强度大小为_______________.

[例4] 如图(a)所示,不在同一平面内的两互相垂直的导线,其中MN固定,PQ可以自由运动,当两导线中通入图示方向电流I1、I2时.导线PQ将 ( )

A. 顺时针方向转动,同时靠近导线MN

B. 顺时针方向转动,同时远离导线MN

C.逆时针方向转动,同时靠近导线MN

D.逆时针方向转动,同时远离导线MN

[例5] 如图,相距20 cm的两根光滑平行铜导轨,导轨平面倾角为37,上面放着质量为80 g的金属杆ab,整个装置放在B=0.2T的匀强磁场中.

(1)若磁场方向竖直向下,要使金属杆静止在导轨上,必须通以多大的电流.

(2)若磁场方向垂直斜面向下。要使金属杆静止在导轨上,必须通以多大的电流.

随堂训练

1.下图为一种利用电磁原理制作的充气泵的结构示意图,其工作原理类似打点计时器.当电流从电磁铁的接线柱a流入,吸引小磁铁向下运动时,以下选项中正确的是

( )

A.电磁铁的上端为N极,小磁铁的下端为N极

B. 电磁铁的上端为S极,小磁铁的下端为S极

C.电磁铁的上端为N极,小磁铁的下端为S极

D. 电磁铁的上端为S极,小磁铁的下端为N极

2.铁环上绕有绝缘的通电导线,电流方向如图所示,则铁环中心0处磁场方向为

( )

A. 向下 B.向上 C.垂直纸面向里 D.垂直纸面向外

3.在图中,一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过磁针的上方时,磁针的S极向纸内偏转.这一带电粒子束可能是

( )

①向右飞行的正离子束

②向左飞行的正离子束

③向右飞行的负离子束

④向左飞行的负离子束

A. ①② B. ③④ C.②③ D.④

4.如图所示,正四棱柱abcd——a'b'c'd'的中心轴线OO'处有一无限长的载流直导线,对该电流的磁场,下列说法正确的是

( )

A.同一条侧棱上各点的磁感应强度都相等

B.四条侧棱上的磁感应强度都相同

C. 在直线ab上,从a到b,磁感应强度是先增大后减小

D. 棱柱内任一点的磁感应强度比棱柱侧面上所有点都大

5.如图所示,一根通电直导线放在磁感应强度B=1T的匀强磁场中,在以导线为圆心,半径为r的圆周上有a、b、c、d四个点,若a点的实际磁感应强度为0,则下列说法中正确的是

( )

A. 直导线中电流方向是垂直纸面向里

B.c

点的实际磁感应强度也为

C.d点实际磁感应强度为2T,方向斜向下,与B夹角为45°

D. 以均不正确

6.如图所示,一条形磁铁放在水平桌面上,在其左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线,当导线通以如图所示方向电流时 ( )

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

7.如图所示,两个完全相同的圆形扁平线圈套在一个光滑的圆柱体上可自由移动,当大小不同的电流按图示的方向通入线圈中时,两线圈的运动情况是 ( )

A. 都绕这个圆柱体转动

B.彼此相向平动,且电流大的加速度大

C.彼此反向平动,电流大的加速度大

D. 彼此相向平动,两线圈的加速度大小相等

8.如图所示,倾角30的光滑导电轨道,两轨平行且相距L=20cm.轨道上端接有一电动势E=3V,内阻r0.5的电源.轨道上放置一根质量m=30g,电阻R=1.5Ω的金属棒MN.为使MN静止在轨道上,加一匀强磁场.

(1)所加磁场的最小磁感强度B是多少?方向怎样?

(2)B的大小、方向如何时,MN对轨道的压力最小?

范文三:磁场及磁场对电流的作用

磁场及磁场对电流的作用

1.

图8-1-17

如图8-1-17所示,一弓形线圈通以逆时针电流,在其圆弧的圆心处,垂直于纸面放一直导线,当直导线通有指向纸内的电流时,线圈将( )

A.a端向纸内,b端向纸外转动,且靠近导线

B.a端向纸内,b端向纸外转动,且远离导线

C.b端向纸内,a端向纸外转动,且靠近导线

D.b端向纸内,a端向纸外转动,且远离导线

答案:A

2.

图8-1-18

(2009·全国Ⅰ,17)如图8-1-18所示,一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直.线段ab、bc和cd的长度均为L,且∠abc=∠bcd=135°.流经导线的电流为I,方向如图中箭头所示.导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力( )

A.方向沿纸面向上,大小为2+1)ILB B.方向沿纸面向上,大小为2-1)ILB

C.方向沿纸面向下,大小为2+1)ILB D.方向沿纸面向下,大小为2-1)ILB

解析:将导线分为三段直导线,根据左手定则分别判断出安培力的大小,根据F=BIL计算出安培力的大小,再求合力.导线所受合力F=BIL+2BILsin 45°=(2+1)ILB. 答案:A

3.

图8-1-19

光滑平行导轨水平放置,导轨左端通过开关S与内阻不计、电动势为E的电源相连,一根质量为m、电阻为R的导体棒ab,用长为l的绝缘细线悬挂,悬线竖直时导体棒恰好与导轨良好接触且细线处于张紧状态,如图8-1-19所示,系统空间有竖直方向的匀强磁场.当闭合开关S时,导体棒向右摆出,摆到最大高度时,细线与竖直方向成θ角,则( )

A.磁场方向一定竖直向上

B.导体棒离开导轨前受到向左的安培力

C.导体棒摆到最大高度时重力势能的增加量等于mgl(1-cos θ)

D.导体棒离开导轨前电源提供的电能大于mgl(1-cos θ)

解析:从题中知道导体棒ab向右摆动,说明导体棒ab受到向右的安培力作用,由左手安则可知磁场方向一定竖直向下,A、B两项错误;电源提供的电能转化成了两部分,一部分是电路中所产生的热,另一部分是导体棒的机械能,D项正确;最大高度时,导体棒重力势能的增加量等于mgl(1-cos θ),C项正确.

答案:CD

4.

图8-1-20

(2010·上海模拟)如图8-1-20所示,在竖直向下的匀强磁场中,有两根竖直放置的平行导轨AB、CD,导轨上放有质量为m的金属棒MN,棒与导轨间的动摩擦因数为μ,现从t=0时刻起,给棒通以图示方向的电流,且电流强度与时间成正比,即I=kt,其中k为恒量.若金属棒与导轨始终垂直,则如图所示的表示棒所受的摩擦力随时间变化的四幅图中,正确的是(

)

解析:当Ff=μBIL=μBLktmg时,棒沿导轨向下减速;在棒停止运动前,所受摩擦力为滑动摩擦力,大小为:Ff=μBLkt;当棒停止运动时,摩擦力立即变为静摩擦力,大小为:Ff=mg,故选项C正确.

答案:C

5.

图8-1-21

如图8-1-21所示为一电流表的原理示意图.质量为m的均质细金属棒MN的中点处通过一挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连,绝缘弹簧劲度系数为k.在矩形区域abcd内有匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外.与MN的右端N连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数,MN的长度大于ab.当MN中没有电流通过且处于平衡状态时,MN与矩形区域的cd边重合:当MN中有电流通过时,指针示数可表示电流强度.

(1)当电流表示数为零时,弹簧伸长多少?(重力加速度为g)

(2)若要电流表正常工作,MN的哪一端应与电源正极相接?

(3)若k=2.0 N/m,ab=0.20 m,cb=0.050 m,B=0.20 T,此电流表的量程是多少?(不计通电时电流产生的磁场的作用)

(4)若将量程扩大2倍,磁感应强度应变为多大?

解析:(1)设当电流表示数为零时,弹簧的伸长量为Δx,则有mg=kΔx,①

mg 由①式得:Δx=k②

(2)为使电流表正常工作,作用于通有电流的金属棒MN的安培力必须向下,因此M端应接正极.

(3)设电流表满偏时通过MN间电流强度为Im,则有BImab+mg=k(d+Δx),③ 联立②③并代入数据得Im=2.5 A.④

(4)设量程扩大后,磁感应强度变为B′,则有2B′Imab+mg=k(cb+Δx).⑤

kcb

2Imab 由①⑤式得:B′=.⑥

代入数据得:B′=0.10 T.

mg 答案:(1)k(2)M端 (3)2.5 A (4)0.10 T

1.(2010·广东六校联考)一段长0.2 m,通过2.5 A电流的直导线,关于在磁感应强度为B的匀强磁场中所受安培力F的情况,正确的是( )

A.如果B=2 T,F一定是1 N B.如果F=0,B也一定为零

C.如果B=4 T,F有可能是1 N D.如果F有最大值时,通电导线一定与B平行

解析:当导线与磁场方向垂直放置时,F=BIL,力最大,当导线与磁场方向平行放置时,F=0,当导线与磁场方向成任意其他角度放置时,0

答案:C

2.

图8-1-22

(2009·汕头模拟)首先对电磁作用力进行研究的是法国科学家安培.如图8-1-22所示的装置,可以探究影响安培力大小的因素,实验中如果想增大导体棒AB摆动的幅度,可能的操作是( )

A.把磁铁的N极和S极换过来

B.减小通过导体棒的电流强度I

C.把接入电路的导线从②、③两条换成①、④两条

D.更换磁性较小的磁铁

解析:安培力的大小与磁场强弱成正比,与电流强度成正比,与导线的长度成正比,C正确.

答案:C

3.

图8-1-23

(2010·黄冈模拟)如图8-1-23所示,两根无限长的平行导线a和b水平放置,两导线中通以方向相反、大小不等的恒定电流,且Ia>Ib.当加一个垂直于a、b所在平面的匀强磁场B时;导线a恰好不再受安培力的作用.则与加磁场B以前相比较( )

A.b也恰好不再受安培力的作用

B.b受的安培力小于原来安培力的2倍,方向竖直向上

C.b受的安培力等于原来安培力的2倍,方向竖直向下

D.b受的安培力小于原来安培力的大小,方向竖直向下

解析:当a不受安培力时,Ib产生的磁场与所加磁场在a处叠加后的磁感应强度为零,此时判断所加磁场垂直纸面向外,因Ia>Ib,所以在b处叠加后的磁场垂直纸面向里,b受安培力向下,且比原来小.故选项D正确.

答案:D

4.

图8-1-24

如图8-1-24所示,在绝缘的水平面上等间距固定着三根相互平行的通电直导线a、b和c,各导线中的电流大小相同,其中a、c导线中的电流方向垂直纸面向外,b导线电流方向垂直纸面向内.每根导线都受到另外两根导线对它的安培力作用,则关于每根导线所受安培力的合力,以下说法中正确的是( )

A.导线a所受合力方向水平向右 B.导线c所受合力方向水平向右

C.导线c所受合力方向水平向左 D.导线b所受合力方向水平向左

解析:首先用安培定则判定导线所在处的磁场方向,要注意是合磁场的方向,然后用左手定则判定导线的受力方向.可以确定B是正确的.

答案:B

5.

图8-1-25

一条形磁铁放在水平桌面上,它的上方靠S极一侧吊挂一根与它垂直的导电棒,图8-1-25中只画出此棒的截面图,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

解析:如右图所示.对导体棒,通电后,由左手定则,导体棒受到斜向左下方的安培力,由牛顿第三定律可得,磁铁受到导体棒的作用力应斜向右上方,所以在通电的一瞬时,磁铁对桌面的压力减小,磁铁受到向左的摩擦力,因此A、D正确.

答案:AD

6.

图8-1-26

(2010·霸州模拟)如图8-1-26所示,abcd四边形闭合线框,a、b、c三点坐标分别为(0,L,0),(L,L,0),(L,0,0),整个空间处于沿y轴正方向的匀强磁场中,通入电流I,方向如图所示,关于四边形的四条边所受到的安培力的大小,下列叙述中正确的是( )

A.ab边与bc边受到的安培力大小相等 B.cd边受到的安培力最大

C.cd边与ad边受到的安培力大小相等 D.ad边不受安培力作用

解析:根据左手定则,ab边受到的安培力大小为Fab=BIab,bc边平行于磁场方向受力为零,故A错;ad边受到安培力大小为Fad=BIOd,故B、D错;cd边受到的安培力大小为Fad=BIcd,故B正确.

答案:B

7.

图8-1-27

如图8-1-27所示,有两根长为L、质量为m的细导体棒a、b,a被水平放置在倾角为45°的光滑斜面上,b被水平固定在与a在同一水平面的另一位置,且a、b平行,它们之间的距离为x.当两细棒中均通以电流强度为I的同向电流时,a恰能在斜面上保持静止,则b的电流在a处产生的磁场的磁感应强度的说法错误的是( )

A.方向向上

B.大小为2mg2LI

C.要使a仍能保持静止,而减小b在a处的磁感应强度,可使b上移

D.若使b下移,a将不能保持静止

解析:由安培定则可知A正确;由mgsin α=BLIcos α知B=

最小,应在垂直斜面向上的方向上,所以C、D正确.

答案:B

8. mgsin αB错误;若要使BLIcos α

图8-1-28

(2010·杭州质检)如图8-1-28所示,两根间距为d的平行光滑金属导轨间接有电源E,导轨平面与水平面间的夹角θ=30°.金属杆ab垂直导轨放置,导轨与金属杆接触良好.整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中.当磁场方向垂直导轨平面向上时,金属杆ab刚好处于静止状态.要使金属杆能沿导轨向上运动,可以采取的措施是( )

A.增大磁感应强度B

B.调节滑动变阻器使电流减小

C.增大导轨平面与水平面间的夹角θ

D.将电源正负极对调使金属杆中的电流方向改变

BEdBEd 解析:对金属杆受力分析,R-mgsin θ=0,若想让金属杆向上运动,则R

增大,A项正确,B项错误;若增大θ,则mgsin θ增大,C项错误;若电流反向,则金属杆受到的安培力反向,D项错误.

答案:

A

图8-1-29

9.如图8-1-29甲所示,电流恒定的通电直导线MN,垂直平放在两条相互平行的水平光滑长导轨上,电流方向由M指向N,在两轨间存在着竖直磁场,取垂直纸面向里的方向为磁感应强度的正方向,当t=0时导线恰好静止,若B按如图乙所示的余弦规律变化,下列说法正确的是( )

A.在最初的一个周期内,导线在导轨上做往复运动

B.在最初的一个周期内,导线一直向左运动

C.在最初的半个周期内,导线的加速度先增大后减小

D.在最初的半个周期内,导线的速度先增大后减小

解析:由安培力的表达式F=BIL结合图乙可知,安培力F在一个周期内随磁感应强度B

1周期内,安培力F方向不变,大小变小,加速度方向不变,大小变4

小,由于初速度为零,所以在水平方向上做变加速直线运动;在42

1向改变,安培力方向改变,加速度方向改变,速度减小,周期时速度减小到零,所以D2

13项正确;而后在周期到MN反向加速,在一个周期结束时又回到原来的位置,24

即做往复运动,所以A项正确.

答案:AD

10.

图8-1-30

电磁炮是利用磁场对电流的作用力,把电能转变成机械能,使炮弹发射出去的.如图8-1-30所示,把两根长为s,互相平行的铜制轨道放在磁场中,轨道之间放有质量为m的炮弹,炮弹架在长为l,质量为M的金属杆上,当有大的电流I1通过轨道和炮弹时,炮弹与金属架在磁场力的作用下,获得速度v1时刻的加速度为a,当有大的电流I2通过轨道和炮弹时,炮弹最终以最大速度v2脱离金属架并离开轨道,设炮弹运动过程中受到的阻力与速度的平方成正比,求垂直于轨道平面的磁感应强度多大?

解析:设运动中受总阻力Ff=kv2,炮弹与金属架在安培力和阻力合力作用下加速,根据

牛顿第二定律,获得v1速度时,BI1l-kv21=(M+m)a①

当炮弹速度最大时,有BI2l=kv22②

(M+m)av22 解①②得垂直轨道的磁感应强度为:B. l(I1v2-I2v1)

(M+m)av22 答案:

l(I1v2-I2v1)

11.

图8-1-31

如图8-1-31所示,在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4 m,质量为6×102 kg的通电直导线,电流强度I=1 A,方向垂直于纸面向外,导线用平行于斜面的轻绳拴住不动,整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4 T,方向竖直向上的磁场中.设t=0时,B=0,则需要多长时间,斜面对导线的支持力为零?(g取10 m/s2) -

解析:斜面对导线的支持力为零时导线的受力如图所示.由平衡条件

FTcos 37°=F①

FTsin 37°=mg②

由①②解得:F=mgF=0.8 N tan 37°

F0.8 由F=BIL得:B=IL T=2 T. 1×0.4

B与t的变化关系为B=0.4 t.所以t=5 s.

答案:5 s

12.

图8-1-32

水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ,它们之间的宽度为L,M和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻).现垂直于导轨搁一根质量为m,电阻为R的金属棒ab,并加一个范围较大的匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向与水平面夹角为θ且指向右斜上方,如

图8-1-32所示,问:

(1)当ab棒静止时,受到的支持力和摩擦力各为多少?

(2)若B的大小和方向均能改变,则要使ab棒所受支持力为零,B的大小至少为多少?此时B的方向如何?

解析:从b向a看侧视图如图所示.

(1)水平方向:F=FAsin θ①

竖直方向:FN+FAcos θ=mg②

E 又 FA=BIL=BRL③

联立①②③得:FN=mg-BLEcos θBLEsin θF. RR

(2)使ab棒受支持力为零,且让磁场最小,可知安培力竖直向上.则有FA=mg Bmin=mgR,根据左手定则判定磁场方向水平向右.

EL

答案:(1)mg-BLEcos θBLEsin θmgR (2) 方向水平向右 RREL

范文四:磁场对电流的作用

第四节

(一)教学目的

1.知道磁场对通电导体有作用力。

2.知道通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁感线方向有关,改变电流方向或改变磁感线方向,导体的受力方向随着改变。

3.知道通电线圈在磁场中转动的道理。

4.知道通电导体和通电线圈在磁场中受力而运动,是消耗了电能,得到了机械能。

5.培养学生观察能力和推理、归纳、概括物理知识的能力。

(二)教具

小型直流电动机一台,学生用电源一台,大蹄形磁铁一块,干电池一节,用铝箔自制的圆筒一根(粗细、长短与铅笔差不多),两根铝箔条(用透明胶与铝箔筒的两端相连接),支架(吊铝箔筒用),如课本图12-10的挂图,线圈(参见图12-2),抄有题目的小黑板一块(也可用投影片代替)。

(三)教学过程

1.引入新课

--电动机。

--电流周围存在磁场,电流通过它产生的磁场对磁体施加作用力(如电流通过它的磁场使周围小磁针受力而转动)。根据物体间力的作用是相互的,电流对磁体施加力时,磁体也应该对电流有力的作用。下面我们通过实验来研究这个推断。

2.进行新课

(1)通电导体在磁场里受到力的作用

(参见课本中的图12-9)。用铝箔筒作通电导体是因为铝箔筒轻,受力后容易运动,以便我们观察。

1:用一节干电池给铝箔筒通电(瞬时短路),让学生观察铝箔筒的运动情况,并回答小黑板上的题1:给静止在磁场中的铝箔筒通电时,铝箔筒会_____,这说明_____。

1.通电导体在磁场中受到力的作用。〉

(2)通电导体在磁场里受力的方向,跟电流方向和磁感线方向有关

2:先使电流方向相反,再使磁感线方向相反,让学生观察铝箔筒运动后回答小黑板上的题2:保持磁感线方向不变,交换电池两极以改变铝箔筒中电流方向,铝箔筒运动方向会______,这说明______。保持铝箔筒中电流方向不变,交换磁极以改变磁感线方向,铝箔筒运动方向会______,这说明______。

2的结论并板书:〈2.通电导体在磁场里受力的方向,跟电流方向和磁感线方向有关。〉

(3)磁场对通电线圈的作用

(磁极用两堆书代替),并出示如课本上图12-10的挂图(此时,图中还没有标出受力方向)。

ab边和cd边都在磁场中,都要受力,因为电流方向相反,所以受力方向也肯定相反。提问:你们想想看,线圈会怎样运动呢?

3:将电动机上的电刷、换向器拆下(实质是线圈)后通过,让学生观察线圈的运动情况。

ab和cd边的受力方向。

3.通电线圈在磁场中受力转动,到平衡位置时静止。〉

(4)讨论

①教材中的"想想议议"。

②小黑板上的题3:通电导体在磁场中受力而运动是消耗了______能,得到了______能。

3.小结:板书的四条结论。

4.作业 (思考题):电动机就是根据通电线圈在磁场中受力而转动的道理工作的。但实际制成电动机时,还有些问题需要我们解决,比如:通电线圈不能连续转动,而实际电动机要能连续转动,这个问题同学们先思考,下节我们研究。

(四)说明

1.受力方向与电流方向和磁感线方向垂直,这一点不能从实验直接得到(因为运动方向并不一定是受力方向),且与后面学习联系不大,本教案没讲这一点。

2.教案最后的思考题是为下节学习作准备。

范文五:磁场对电流的作用2

磁场对电流的作用

【课时安排】 1 课时

【仪器材料】

蹄形磁铁、光滑的平行金属轨道、金属棒、学生电源、通电矩形线圈转动演示仪、换向器

【教学目标】

一、知识与技能

1 .知道磁场方向、电流方向、受力方向三者之间的关系;

2.知道磁场对通电线圈有力的作用;

3.理解换向器的作用;

4.知道直流电动机的工作原理。

二、过程与方法

1.通过对影响通电直导线在磁场中受力方向的因素的猜想,逐渐学会根据现象科学、大胆地猜想;

2.通过验证影响通电直导线在磁场中受力方向因素的实验设计,进一步理解并掌握控制变量法;

3.通过对通电线圈在磁场中受力而转动这个现象的分析,逐渐学会用动态的观点去解释一个物理过程。

【重点和难点】

重点: 磁场方向、电流方向、受力方向三者之间的关系;

难点:换向器的作用。

【教学过程】

一、通电直导线在磁场中受力吗

1.问题: 磁体与磁体之间有力的作用,通电的导线和磁体之间有力的作用吗?

2.实验演示:

(1) 将没有通电的金属棒(铜棒或铝棒)放在磁场中;

(2) 给金属棒通电。

3.问: 实验现象说明了什么?

4. 总结:实验说明通电直导线在磁场中会受到力的作用,这个力是磁场施加的,金属棒在磁场力的作用下发生运动。

思考:观察实验现象:不通电的金属棒不运动,通电的金属棒在金属导轨上运动。

讨论、回答:通电的金属棒在磁场中受到了力。

二、通电直导线在磁场中受力的方向和哪些因素有关

问题: 金属棒在磁场中受力的方向和哪些因素有关呢?

提示: (1)如何改变电流的方向?

(2)如何改变磁场的方向?

总结: 通电直导线在磁场中的受力方向、磁场方向、导线中的电流方向,三者满足左手定则。

用控制变量法操作实验,验证实验。

三、矩形线圈在磁场中的受力

1.问题: 通电的矩形线圈在磁场中是如何运动的?

2.演示: 出示通电矩形线圈转动演示仪,请学生分析以下几种情况下通直流电后矩形线圈的各边在磁场中的受力方向,及受力后线圈的整体运动情况。 (1)线圈平面与磁场方向垂直;

(2)线圈平面转动 90°。

3.肯定学生的分析,并作小结。

4.问: 通直流电后,线圈在磁场中能够持续转动下去吗?

5.演示: 我们用换向器可以让通直流电的线圈在磁场中持续转动。结合视频资料,介绍换向器的结构及其工作原理。

6.工作原理: 利用换向器改变线圈中的电流方向,从而保证线圈持续转动。 用左手定则分析矩形线圈各边的受力方向,并根据受力判断线圈的整体运动情况。

根据刚才的分析判断:不能持续转动。

动态地分析线圈的转动情况,理解换向器的工作原理。

四、生活中的电动机

1.电动机的优点简介。

2.请学生举出生活中所用到的电动机,如电风扇、洗衣机、空调、潜水泵、起重机、机床、电力机车、汽车等。

举出电动机的例子,体会物理就在身边。

五、课后练习

调查自己的身边有哪些机械设备利用了电动机作为动力。

范文六:磁场对电流的作用

磁场对电流的作用

一、诊断反馈:一束带电粒子沿水平方向平行的飞过小磁针的上方,当带电粒子通过小磁针的上方的瞬间,小磁针的北极向纸内偏转,这束带电粒子可能是:

A、向右飞行的正粒子束 B、向左飞行的正粒子束

C、向右飞行的负粒子束 D、向左飞行的负粒子束

二、导学过程:思考电流周围存在磁场,那么磁场对电流有没有力的作用呢?

实验探究:演示实验

1、阅读课本:由实验可知:当通电导体附近有磁场时,通电导体会受到的作用,物理学上将 称为安培力。

2、阅读课本成下列问题

研究表明,在 磁场中,当通电导线和磁场方向 时,通电导线所受的安培力最

大。其大小计算的公式①、当B和I垂直时F= ②、当B和I平行时F= ③ 、当B和I成某一角θ时F=

其方向的判定方法

练习、1、课本作业题

2、在下面四个图中,标出了磁场的方向、通电直导线中电流I的方向,以及通电直导线所受安培力F的方向。其中正确的是………………………………………( )

3、把一小段通电直导线放入磁场中,导线受到安培力的作用,关于安培力的力方向,下列说法正确的是

A、 安培力的方向一定跟磁感应强度的方向相同

B、 安培力的方向一定跟磁感应强度的方向垂直,但不一定跟电流的方向垂直

C、 安培力的方向一定跟磁感应强度的方向垂直,但不一定跟磁感应强度的方向垂直

D安培力的方向一定既跟磁感应强度的方向垂直,又跟电流的方向垂直

4、一根通有电流I的直铜棒用软导线挂在如图6所示匀强磁场中,此时

悬线中的张力大于零而小于铜棒的重力.欲使悬线中张力为零,可采用

的方法有 [ ]

A.适当增大电流,方向不变 B.适当减小电流,并使它反向

C.电流大小、方向不变,适当增强磁场 D.使原电流反向,并适

当减弱磁场

5、赤道上,地磁场可看成是南北方向的匀强磁场,磁感应强度的大小是0.5×10T。如果赤道上由一根东西方向的直导线,长为20m,且在有从东到西的电流30A,

那么地磁场对这根导线的-5

作用力有多大?方向如何?

6、匀强磁场中有一段长为0.2m的直导线,它与磁场方向垂直,当通过3A的电流时,受到6×10-2N的磁场力,则磁场的磁感强度是______特;当导线长度缩短一半时,磁场的磁感强度是_____特;当通入的电流加倍时,磁场的磁感强度是______特.

7、关于磁感应强度的说法中正确的是( )

A、一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力的作用,则该处的磁感应强度一定为零

B、一小段通电导体在磁场中某处受磁场力越小,则该处的磁感应强度也越小

C、 磁场中某点的磁感应强度方向就是放在该点的一小段通电导体的受力方向

D、磁场中某点的磁感应强度的大小和方向与放在该点的导体受力情况无关

8、关于磁感强度,下列哪种说法正确的是( )

A 、 放置在磁场中1m长的导线,通过1安的电流,受到的力为1N时,该处磁感强度就是1T。

B、 通电导线所受磁场力为零,该处磁感强度一定为零。

C 、 通电导线所受磁场力为零,该处磁感强度不一定为零。

D 、 磁感强度只是描述磁场强弱的物理量

9、如图所示,条形磁铁放在水平桌面上,在其正中央的上方固定一根直导线,导线与磁场垂直,给导线通以垂直纸面向外的电流,则

(A)磁铁对桌面压力减小,不受桌面的摩擦力作用;

(B)磁铁对桌面压力减小,受到桌面的摩擦力作用;

(C)磁铁对桌面压力增大,不受桌面的摩擦力作用;

(D)磁铁对桌面压力增大,受到桌面的摩擦力作用

10、某同学画的表示磁场B、电流I和安培力F的相互关系如图所示,其中正确的是( )

11、如图所示,一不会变形的通电矩形线框abcd所在平面跟水平的匀强磁场垂直,电流i的方向从abcda,则

(A)bc边所受安培力方向向上,cd边所受安培力方向向下;

(B)bc边所受安培力方向向左,ad边所受安培力方向向右;

(C)ab边、cd边受安培力作用,bc边、ad边不受安培力作用;

(D)整个线框受到四个安培力的合力为零。 ( )磁场对电流的作用

一、诊断反馈:一束带电粒子沿水平方向平行的飞过小磁针的上方,当带电粒子通过小磁针的上方的瞬间,小磁针的北极向纸内偏转,这束带电粒子可能是:

A、向右飞行的正粒子束 B、向左飞行的正粒子束

C、向右飞行的负粒子束 D、向左飞行的负粒子束

二、导学过程:思考电流周围存在磁场,那么磁场对电流有没有力的作用呢?

实验探究:演示实验

1、阅读课本:由实验可知:当通电导体附近有磁场时,通电导体会受到的作用,物理学上将 称为安培力。

2、阅读课本成下列问题

研究表明,在 磁场中,当通电导线和磁场方向 时,通电导线所受的安培力最

大。其大小计算的公式①、当B和I垂直时F= ②、当B和I平行时F= ③ 、当B和I成某一角θ时F=

其方向的判定方法

练习、1、课本作业题

2、在下面四个图中,标出了磁场的方向、通电直导线中电流I的方向,以及通电直导线所受安培力F的方向。其中正确的是………………………………………( )

3、把一小段通电直导线放入磁场中,导线受到安培力的作用,关于安培力的力方向,下列说法正确的是

A、 安培力的方向一定跟磁感应强度的方向相同

B、 安培力的方向一定跟磁感应强度的方向垂直,但不一定跟电流的方向垂直

C、 安培力的方向一定跟磁感应强度的方向垂直,但不一定跟磁感应强度的方向垂直

D安培力的方向一定既跟磁感应强度的方向垂直,又跟电流的方向垂直

4、一根通有电流I的直铜棒用软导线挂在如图6所示匀强磁场中,此时

悬线中的张力大于零而小于铜棒的重力.欲使悬线中张力为零,可采用

的方法有 [ ]

A.适当增大电流,方向不变 B.适当减小电流,并使它反向

C.电流大小、方向不变,适当增强磁场 D.使原电流反向,并适

当减弱磁场

5、赤道上,地磁场可看成是南北方向的匀强磁场,磁感应强度的大小是0.5×10T。如果赤道上由一根东西方向的直导线,长为20m,且在有从东到西的电流30A,

那么地磁场对这根导线的-5

作用力有多大?方向如何?

6、匀强磁场中有一段长为0.2m的直导线,它与磁场方向垂直,当通过3A的电流时,受到6×10-2N的磁场力,则磁场的磁感强度是______特;当导线长度缩短一半时,磁场的磁感强度是_____特;当通入的电流加倍时,磁场的磁感强度是______特.

7、关于磁感应强度的说法中正确的是( )

A、一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力的作用,则该处的磁感应强度一定为零

B、一小段通电导体在磁场中某处受磁场力越小,则该处的磁感应强度也越小

C、 磁场中某点的磁感应强度方向就是放在该点的一小段通电导体的受力方向

D、磁场中某点的磁感应强度的大小和方向与放在该点的导体受力情况无关

8、关于磁感强度,下列哪种说法正确的是( )

A 、 放置在磁场中1m长的导线,通过1安的电流,受到的力为1N时,该处磁感强度就是1T。

B、 通电导线所受磁场力为零,该处磁感强度一定为零。

C 、 通电导线所受磁场力为零,该处磁感强度不一定为零。

D 、 磁感强度只是描述磁场强弱的物理量

9、如图所示,条形磁铁放在水平桌面上,在其正中央的上方固定一根直导线,导线与磁场垂直,给导线通以垂直纸面向外的电流,则

(A)磁铁对桌面压力减小,不受桌面的摩擦力作用;

(B)磁铁对桌面压力减小,受到桌面的摩擦力作用;

(C)磁铁对桌面压力增大,不受桌面的摩擦力作用;

(D)磁铁对桌面压力增大,受到桌面的摩擦力作用

10、某同学画的表示磁场B、电流I和安培力F的相互关系如图所示,其中正确的是( )

11、如图所示,一不会变形的通电矩形线框abcd所在平面跟水平的匀强磁场垂直,电流i的方向从abcda,则

(A)bc边所受安培力方向向上,cd边所受安培力方向向下;

(B)bc边所受安培力方向向左,ad边所受安培力方向向右;

(C)ab边、cd边受安培力作用,bc边、ad边不受安培力作用;

(D)整个线框受到四个安培力的合力为零。 ( )

范文七:§2—3磁场对电流的作用

课前复习

1.磁场中某一点的磁场方向的规定。

2.安培定则的内容。

3.磁感应强度的定义式、磁感应强度方向的规定。

4.磁通、磁导率、相对磁导率的概念。

5.磁场强度的定义式,磁场强度方向的规定。

第三节 磁场对通电导线的作用力

一、磁场对通电导线的作用力

1.力的大小

(1)当电流方向与磁场方向垂直时

F=BIl(适用于:一小段

通电导线;匀强磁场)

(2)若电流方向与磁场方向平行,导线不受安培力作用,则F=0。

(3)若电流方向与磁场方向间有一夹角,则

B1 B cos  ;B2B sin

FB2I lBI l sin 

讨论:

F0最小。 π,FB I l最大;=0,2

单位:F-牛顿(N);l-米(m);B-特斯拉(T)。

2.力的方向——用左手定则判定 例1:一根通电直导线放在磁场中,图中已分别表明电流,磁感应强度和磁场对电流的作用力这三个物理量中两个量的方向,试标出第三个物理量的方向。

例2:一匀强磁场B0.4T;L20cm;30;I10A,求:直导线所受磁场力的大小和方向。

二、磁场对通电线圈的作用力矩

1.将一矩形线圈 abcd 放在匀强磁场中,如图

线圈的顶边 ad 和底边 bc 所受的磁场力 Fad、Fbc 大小相等,方向相反,

在一条直线上,彼此平衡;而作用在线圈两个侧边 ab 和 cd 上的磁场力 Fab、Fcd 虽然大小相等,方向相反,但不在一条直线上,产生了力矩,称为磁力矩。

这个力矩使线圈绕 OO 转动,转动过程中,随着线圈平面与磁感线之间夹角的改变,力臂在改变,磁力矩也在改变。

当线圈平面与磁感线平行时,力臂最大,线圈受磁力矩最大;

当线圈平面与磁感线垂直时,力臂为零,线圈受磁力矩也为零。

电流表就是根据上述原理工作的。

三、电流表工作原理

1.结构

电流表的

结构如图

在一个很

强的蹄形磁铁

的两极间有一

个固定的圆柱

形铁心,铁心外

套有一个可以

绕轴转动的铝

框,铝框上绕有线圈,铝框的转轴上装有两个螺旋弹簧和一个指针,线圈两端

分别接在这两个螺旋弹簧上,被测电流

就是经过这两个弹簧流入线圈的。

2.工作原理

如图所示,蹄形磁铁和铁心间的磁场是均匀地辐向分布,这样,不论通电线圈转到什么方向,它的平面都跟磁感线平行。因此,线圈受到的偏转磁力矩 M1 就不随偏角而改变。

通电线圈所受的的磁力矩 M1 的大小与电流 I 成正比,即 M1 = k1I 式中 k1 为比例系数

磁场使线圈偏转的力矩M1K1I;弹簧产生的力矩M2K2,两力矩平衡(M1M2 )时,线圈就停在某一偏转角上,指针指到刻度盘的某一刻度,刻度是均匀的。

3.磁电式仪表的特点

(1) 刻度均匀,灵敏度高,准确度高。

(2) 负载能力差,价格较昂贵。

(3) 给电流表串联一个阻值很大的分压电阻,就可改装成量程较大的电压表;并联一个阻值很小的分流电阻,就可改装成量程较大的电流表;欧姆表也是由电流表改装的。

范文八:磁场对电流的作用

一、选择题

(11·徐州)9.电风扇工作时,驱动扇叶旋转的是

A.电磁继电器 B.电动机 C.发电机 D.电热器

答案:B

(11·肇庆)7.如右图所示,在闭合开关K的瞬间,AB棒水平向左运动;若将电池反接并接通开关K,AB棒的运动方向是

A.水平向左 B.水平向右

C.竖直向上 D.竖直向下

答案:B

(11·芜湖)13.下列设备中,利用“通电导体在磁场中受力运动”原理工作的是

A.电铃 B.发电机 C.电动机 D.电磁起重机

答案:C

(11·哈尔滨)22.如图所示四个实验中能够研究磁场对电流作用的是

答案:C

(11·广安)3.如图。所示,在下列有关电与磁实验的装置图中,能应用于电动机的原理的是

答案:A

(11·临沂)9.如图所示,用来研究磁场对电流作用力的实验装置是

答案:B

(11·黄冈、鄂州、随州)18.家用电器电冰箱、电风扇等,其主要部件都是电动机,那么电动机是根据下列哪种现象制成的

A.磁场对电流的作用 B.电磁感应 C.电流的磁效应 D.电流的热效应 答案:A

二、填空题

(11·柳州)32.(1)电动机是利用什么原理制成的?说出一个使用电动机的家用电器的实例。

答:电动机是利用通电线圈在________里受力而转动的原理制成的。例如:

____________________。

(2)自行车刹车时,用力越大,就停得越快。请说出其道理。

答:____________________________________________________。

答案:(1)磁场,电风扇(其他正确均可)

(2)自行车刹车时用力越大,车闸对车轮钢圈的压力就越大,使得车闸和车轮间摩擦

就越大,即车轮所受阻力就越大,所以停得就越快。

三、实验探究题

(11·绵阳)39.(2)如图所示的实验装置,是用来研究________________________(选填“电流磁效应”、“电磁感应现象”或“磁场对通电导线的作用”)的。实验中把导线ab放在磁场里,接通电源,让电流通过导线ab,会观察到导线向右运动;如果把电源正、负极对调后接入电路,会观察到导线ab向______(选填“左”或“右”)运动;如果不对调电源正、负极,但把蹄形磁体上下磁极调换一下,会观察到导线ab向_______(选填“左”或“右”)运动;如果把电源正、负极对调,同时把蹄形磁体上下磁极也调换则会观察到导线ab向_________(选填“左”或“右”)运动。

答案:磁场对通电导线的作用 左 左 右

(11·赤峰)20.如图,闭合开关后,导线ab会运动,说明磁场会对通电导体产生力的作用。我们知道,力是有大小的,这个作用力的大小与什么因素有关呢?完成下列问题:

(1)猜想:磁场对通电导体作用力的大小与什么因素有关?

(写出一条即可)

(2)你做出上述猜想的依据是什么?

答案:(1)与导体中电流大小有关。

(其它如玉磁体磁性强弱、导体长度等有关,亦得分)

(2)磁场对通电导体才有作用力,电流有大小之分,力有大小之分,所以猜测

二者有关。

范文九:第1课磁场及磁场对电流的作用

第九章 磁 场

全章知识网络

第1课 磁场及磁场对电流的作用

考点梳理

考点一 磁场、磁感应强度、磁感线

1、磁场

(1)基本性质:磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁场力的作用。 (2)方向:小磁针N极所受磁场力的方向。 2、磁感应强度

(1)磁感应强度是反映磁场性质的物理量,是用比值法定义的。

(2)匀强磁场:磁感应强度处处相同,磁感线是一组平行且等间距的直线。 (3)磁感应强度B与电场强度E的比较:

3、磁感线 (1)磁感线

①磁感线:在磁场中画出一些有方向的曲线,使曲线上各点的切线方向跟这点的磁感应强度方向一致。

②条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线分布,如图所示。

(2)地磁场

①地磁场的N极在地理南极附近,地磁场的S极在地理北极附近,磁感线分布如图所示

②地磁场B的水平分量(Bx)总是从地理南极指向北极,而竖直分量(By),在南半球垂直地面向上,在北半球垂直地面向下.赤道处的地磁场沿水平方向,指向北

考点二 通电直导线和通电线圈周围磁场方向

考点三 安培力、安培力的方向

1、安培力:通电导线在磁场中受到的力。

2、左手定则:伸开左手,让拇指与其余四指垂直,并且都与手掌在同一个平面内,让磁感线垂直掌心进入,并使四指指向电流方向,这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。

3、两平行的通电直导线间的安培力:同向电流互相吸引,反向电流互相排斥。

考点四 匀强磁场中的安培力

1、几种情况:垂直于匀强磁场放置的通电导线所受的安培力为F=BIL;平行于磁场放置的通电导线所受的安培力为0;当磁感应强度B的方向与导线方向成θ角时,安培力为F=BILsin_θ。 2、方向:由左手定则确定。

随堂训练

1、如图,两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2,且I1>I2;a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点,且a、b、c与两导线共面;b点在两导线之间,b、d的连线与导线所在平面垂直,磁感应强度可能为零的点是( ) A.a点 B.b点 C.c点 D.d点

2、三根平行的长直通电导线,分别通过一个等腰直角三角形的三个顶点且

与三角形所在平面垂直,如图所示.现在使每根通电导线在斜边中点O处所产生的磁感应强度大小均为B,则下列说法中正确的是( ) A.O点处实际磁感应强度的大小为B

B.O5B

C.O点处实际磁感应强度的方向与斜边夹角为90° D.O点处实际磁感应强度的方向与斜边夹角为arctan 2

课时作业

一、单项选择题

1、在如图所示的电路中,电池均相同,当电键S分别置于a、b两处时,导线MM′与NN′之间的安培力的大小分别为Fa、Fb,可判断这两段导线( ) A.相互吸引,Fa>Fb B.相互排斥,Fa>Fb C.相互吸引,Fa<Fb D.相互排斥,Fa<Fb

2、把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来,使它的下端刚好跟杯里的水银面相接触,并使它组成如图所示的电路图,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

3、如图所示,条形磁铁放在水平桌面上,它的正中间的上方固定一根长直导线A,现使导线内通过垂直于纸面向里的恒定电流,则磁铁受到桌面的支持力大小变化情况是( ) A.不变 B.减小 C.增大 D.无法判断

4、在等边三角形的三个顶点a、b、c处,各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等的恒定电流,方向如图所示,过c点的导线所受安培力的方向( )

A.与ab边平行,竖直向上 B.与ab边平行,竖直向下 C.与ab边垂直,指向左边 D.与ab边垂直,指向右边

5、如图所示,在竖直向下的匀强磁场中,有两根竖直放置的平行导轨AB、CD,导轨上放有质量为m的金属棒MN,棒与导轨间的动摩擦因数为μ,现从t=0时刻起,给棒通以图示方向的电流,且电流大小与时间成正比,即I=kt,其中k为正恒量,若金属棒与导轨始终垂直,则如图所示的表示棒所受的摩擦力随时间变化的四幅图中,正确的是(

)

6、如图所示的天平可用来测定磁感应强度,天平的右臂下挂有一个矩形线圈,宽为l,共N匝,线圈的下部悬在匀强磁场中,磁场方向垂直纸面,当线圈中通有电流I(方向如图)时,在天平的左、右两边加上质量各为m1、m2的砝码,天平平衡,当电流反向(大小不变)时,右边再加上质量为m的砝码后,天平重新平衡.由此可知( )

(m1-m2)g

A

NIlmg

B2NIl(m1-m2)g

C

NIlmg

DNIl

7、在磁场中的同一位置放置一条直导线,导线的方向和磁场的方向垂直.先后在导线中通入不同的电流,导线所受的力也不一样.如图所示表现的是导线所受力F与通过导线的电流I的关系,a、b各代表一组F、I的数据,其中正确的是(

)

8、如图所示,一金属直杆MN两端接有导线,悬挂于线圈上方,MN与线圈轴线处于同一竖直平面内,为使MN垂直纸面向外运动,可以( ) A.将a、c端接电源正极,b、d端接电源负极 B.将b、d端接电源正极,a、c端接电源负极 C.将a、d端接电源正极,b、c端接电源负极

D.将a、d端接交流电源的一端,c、d端接交流电源的另一端

9、在磁感应强度为B0、方向竖直向上的匀强磁场中,水平放置一根长通电直导线,电流的方向垂直于纸面向里.如图所示,a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点,在这四点中( ) A.c、d两点的磁感应强度大小相等 B.d、b两点的磁感应强度大小相等 C.c点的磁感应强度的值最小 D.a点的磁感应强度的值最大

10、质量为m的通电细杆置于倾角为θ的导轨上,导轨的宽度为d,杆与导

轨间的动摩擦因数为μ,有垂直于纸面向里的电流通过杆,杆恰好静止于导轨上,在如图所示的A、B、C、D四个图中,杆与导轨间的摩擦力一定不为零的是(

)

三、非选择题

-2

11、如图所示,在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4 m、质量为6×10 kg的通电直导线,电流大小I=1 A、方向垂直于纸面向外,导线用平行于斜面的轻绳拴住不动,整个装置放在磁感应强度每秒增加0. 4 T、方向竖直向上的磁场中,设t=0时,B=0,求需要几秒,斜面对导线的

2

支持力为零?(g取10 m/s) 12、粗细均匀的直导线ab的两端悬挂在两根相同的弹簧下边,ab恰好处在水平位置(如图所示).已知ab的质量为m=10 g,长度L=60 cm,沿水平方向与ab垂直的匀强磁场的磁感应强度B=0.4 T. (1)要使两根弹簧能处在自然状态,既不被拉长,也不被压缩,ab中应沿什么方向、通过多大的电流?

(2)当导线中有方向从a到b、大小为0.2 A的电流通过时,两根弹簧均被拉长了Δx=1 mm,求该弹簧的劲度系数.

(3)当导线中由b到a方向通过0.2 A的电流时两根弹簧被拉长多少?(取g

2

=9.6 m/s=9.6 N/kg)

13、有两个相同的全长电阻为9 Ω的均匀光滑圆环,固定于一个绝缘的水平台面上,两环分别在两个互相平行的、相距为20 cm的竖直平面内,两环的连心线恰好与环面垂直,两环面间有方向

竖直向下的磁感应强度B=0.87 T的匀强磁场,两环的最高点A和C间接有一内阻为0.5 Ω的电源,连接导线的电阻不计.今有一根质量为10 g,电阻为1.5 Ω的棒置于两环内侧且可顺环滑动,而棒恰好静止于如图所示的水平位置,它与圆弧的两接触点P、Q和圆弧最低点间所夹的弧对应的

2

圆心角均为θ=60°,取重力加速度g=10 m/s,试求此电源电动势E的大小.

范文十:磁场磁场对电流的作用导学案

第七章 第1讲 磁场的描述 磁场对电流的作用

【本节目标】

1.磁场、磁感应强度、磁感线、通电直导线和通电线圈周围磁场的方向

2.安培力、安培力的方向 3.匀强磁场中的安培力

【1课时】

【课前预习】

一、磁场

1.磁场:_______、_______和_________周围空间存在着一种特殊物质.

2.磁场的性质:磁场对放入其中的_______、_______和_________有力的作用.

3.磁场的电本质:________发现电流磁效应后,_______提出分子电流假说。

一切磁现象都是起源于_______的运动.

4.磁场方向:规定小磁针在磁场中______时N极的指向或小磁针在磁场中____极受力的方向,即

为该位置处的磁场方向.

5.地磁场:与_______磁铁的磁场相似。地磁场的____极在地球南极附近,_____极在地球北极附

近;在赤道平面上,磁感强度方向___________.

二、磁感线

1.概念:用来形象地描述磁场并不真实存在的一组假想的曲线,在这些曲线上,每一点的切线方

向即为该点的_______方向,其疏密反映了磁场的_______(磁感应强度的大小).

2.特点:在磁体外部,磁感线由_____极到_____极;在磁体内部,磁感线由____极到_____极,

磁感线是一组_______曲线,在空间互不相交.

三、电流的磁场、安培定则

1.电流的磁场的方向:由________定则

2.几种常见的磁场

四、磁感应强度B

1.定义式:_____________(条件:B与I______)

2.B的矢量性:B的方向为磁场中某一点的磁场方向.

3.B的单位:________ 1T=1N/(A·m)

4.物理意义: 描述磁场______和______的物理量

5.匀强磁场:磁感应强度_______、______处处相等的区域,其磁感线互相平行并等距.

五、安培力

1.安培力的大小:①F=BIL (条件:________)此式适用范围:一般只适用于______磁场.

②F=0 (条件:________)

说明:L是有效长度,不一定是导线的实际长度。弯曲导线的有效长度L等于两端点所连直线

的长度,所以任意形状的闭合线圈的有效长度L=0

2.安培力的方向:用_______定则判定,总是跟_____、_______垂直,即安培力总是垂直于电流

(导线)和磁场(磁感线)所在的平面.(但B、L不一定垂直)。当磁场反向或电流反向时,安培力的方向_______,当磁场和电流同时反向时,安培力的方向_______。

同向平行电流相互_______,异向平行电流相互_______。

【课前自测】

1.关于磁感应强度,下列说法正确的是

A.一小段通电导线放在B为零的位置,那么它受到的磁场力也一定为零

B.通电导线所受的磁场力为零,该处的磁感应强度也一定为零

C.放置在磁场中1m长的通电导线,通过1A的电流,受到的磁场力为1N,则该处的磁感应

强度就是1T

D.磁场中某处的B的方向跟电流在该处受到磁场力F的方向相同

2.电场强度的方向与电荷受力方向什么关系?

安培力的方向与电流受力方向什么关系?

对电荷,有电场就一定有电场力,对电流,有磁场,一定有安培力吗?

【例题精练】

【例1】 如图所示,有两根平行长直导线,通以大小相等、方向相反的电流,下列说法中正确表达了与两导线在同一平面,且与两导线距离都相等的各点的磁场的磁感应强度的是

A.等于零

B.不等于零,方向从一根导线垂直指向另一根导线

C.不等于零,方向平行于导线

D.不等于零,方向垂直于导线所在平面

【变式训练】在同一平面内放置六根通电导线,通以相等的电流,方向如图

所示,则在a、b、c、d四个面积相等的正方形区域中,磁场最强且磁感线

指向纸外的区域是

A.a区 B.b区 C.c区 D.d区

【例2】如图所示,条形磁铁中点正上方有一通电直导线,这条直导线对

条形磁铁的作用力的方向为

A.向上 B.向下

C.向左 D.向右

【变式训练】如图所示,在水平桌面上放一条形磁铁,在磁铁的右上方固定一根通电直导线,则磁铁对桌面的作用力的情况是

A.磁铁对桌面有向左的摩擦力和大于重力的压力

B.磁铁对桌面有向右的摩擦力和小于重力的压力

C.磁铁对桌面只有大于重力的压力

D.磁铁对桌面只有小于重力的压力

【例3】两条导线互相垂直,但相隔一小段距离,其中AB固定,CD可自由活动。当通以如图所示

方向的电流后,CD导线将

A.顺时针方向转动,同时靠近AB

B.逆时针方向转动,同时离开AB

C.顺时针方向转动,同时离开AB

D.逆时针方向转动,同时靠近AB

【变式训练1】一个可自由运动的线圈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,当两线圈都通以如图所示的电流时,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

【变式训练2】载流导线L1、L2处于同一平面内,L1是固定的,L2可绕垂直纸面的固定转轴O转动,各自的电流方向如图所示,将会发生下列哪种情况?

A.L2绕轴O逆时针方向转动

B.L2绕轴O顺时针方向转动

C.因L2所受的磁场力相互平衡,故L2不动

D.因不受磁场力作用,故L2不动

思考:例3与变2有何不同之处? L1

【2015全国卷高考真题12分】如图,一长为10cm的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中;磁场的磁感应强度大小为0.1T,方向垂直于纸面向里;弹簧上端固定,下端与金属棒绝缘。金属棒通过开关与一电动势为12V的电池相连,电路总电阻为2Ω.已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5cm;闭合开关,系统重新平衡后,两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3cm,重力加速度大小取10m/s2.判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向,并求出金属棒的质量。

【日作业】