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专题突破滚动检测安培力及其应用一、安培力的计算与方向判断安培力可以使通电导体静止、运动或转动，安培力还可以做功，解题的基本思路和力学问题一样，先取研究对象进行受力分析，然后根据题中条件、牛顿定律等规律列式求解．具体求解应从以下几个方面着手分析：专题突破滚动检测1．安培力大小(1)当通电导体和磁场方向垂直时，F＝BIL.(2)当通电导体和磁场方向平行时，F＝0.(3)当通电导体和磁场方向的夹角为θ时，F＝BILsinθ.2．安培力的方向(1)安培力的方向由左手定则确定．(2)F安⊥B，同时F安⊥L，即F安垂直于B和L决定的平面，但L和B不一定垂直．专题突破滚动检测3．解决安培力问题的一般步骤(1)画出通电导线所在处的磁感线的方向．(2)用左手定则确定通电导线所受安培力的方向．(3)根据初速度的方向结合牛顿定律确定导体的运动情况．4．注意的问题(1)通电导线在磁场中受到的安培力与导线放置的角度有关，导线垂直于磁场方向的长度为有效长度．(2)在将三维立体图转化为平面图时注意画准力的方向．专题突破滚动检测【典例1】(淮安高二检测)如图1所示，质量m＝0.1kg的导体棒静止于倾角为30°的斜面上，导体棒长度L＝0.5m．通入垂直纸面向里的电流，电流大小I＝2A，整个装置处于磁感应强度B＝0.5T，方向竖直向上的匀强磁场中．求：(取g＝10m/s2)图1(1)导体棒所受安培力的大小和方向；(2)导体棒所受静摩擦力的大小和方向．专题突破滚动检测解析解决此题的关键是分析导体棒的受力情况，明确各力的方向和大小．(1)安培力F安＝BIL＝2×0.5×0.5N＝0.5N，由左手定则可知安培力的方向水平向右．(2)建立如图坐标系，分解重力和安培力．在x轴方向上，设导体棒受的静摩擦力大小为Ff，方向沿斜面向下．在x轴方向上有：mgsinθ＋Ff＝F安·cosθ解得Ff＝－0.067N负号说明静摩擦力的方向与假设的方向相反，即沿斜面向专题突破滚动检测答案(1)0.5N水平向右(2)0.067N沿斜面向上借题发挥涉及到安培力作用时往往是导体棒受的安培力与I、B不在同一平面内，为便于分析，作题时要善于选择合理的角度将立体图转化为平面图(俯视图、侧视图、剖面图)．专题突破滚动检测二、安培力作用下物体运动方向的判断方法判定安培力作用下通电导体或通电线圈的运动方向，首先应该画出通电导体所在处的磁感线方向，然后根据左手定则确定导体所受安培力的方向，再由导体的受力情况判定导体的运动方向1．电流元分析法把整段电流分成很多小段直线电流，其中每一小段就是一个电流元．先用左手定则判断出每小段电流元受到的安培力的方向，再判断整段电流所受安培力的方向，从而确定导体的运动方向．专题突破滚动检测【典例2】把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面．当线圈内通入图2所示方向的逆时针电流后(从右向左看)，判断线圈如何运动？图2专题突破滚动检测解析把圆形线圈分成很多小段，每一小段可以看做一段直线电流，取其中的上下两小段分析，其截面图和受安培力的情况如图所示，根据其中心对称性可知，线圈所受安培力的合力水平向左，故线圈向磁铁运动．答案线圈向磁铁运动专题突破滚动检测2．特殊位置分析法根据通电导体在特殊位置所受安培力的方向，判断其运动方向，然后推广到一般位置．专题突破滚动检测【典例3】把一通电直导线放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由移动，当导线中通过如图3所示方向的电流I时，试判断导线的运动情况．图3专题突破滚动检测解析根据图甲所示的导线所处的特殊位置判断其转动情况．将导线AB从N、S极的中间O分成两段，AO、BO段所处的磁场方向如图甲所示，由左手定则可得AO段受安培力的方向垂直纸面向外，BO段受安培力的方向垂直纸面向里，可见从上向下专题突破滚动检测看，导线AB将绕O点逆时针转动．再根据导线转过90°时的特殊位置判断其上下运动情况．如图乙所示，导线AB此时受安培力的方向竖直向下，导线将向下运动．由上述两个特殊位置的判断可知，当导线不在上述的特殊位置时，所受安培力使AB逆时针转动的同时还要向下运动．答案由上向下看导线逆时针转动的同时还要向下运动专题突破滚动检测3．等效分析法环形电流可等效为小磁针、条形磁铁，小磁针、条形磁铁也可等效为环形电流，通电螺线管可等效为多个环形电流或条形磁铁．专题突破滚动检测例如：例2中所举的例子还可以用等效分析法来分析．将图2中的环形电流根据安培定则可等效为一个小磁针，如图4甲所示，所以磁铁和线圈相互吸引，线圈将向磁铁运动．我们还可以将图4中的条形磁铁等效为环形电流，根据安培定则，其等效环形电流方向如图4乙所示．由同向平行电流相互吸引可知，磁铁和线圈相互吸引，线圈将向磁铁运动．图4专题突破滚动检测单击此处进入滚动检测六