第3节 磁场对电流的作用——安培力 【学习目标】

第3节 磁场对电流的作用——安培力 【学习目标】
第3节 磁场对电流的作用——安培力 【学习目标】

第3节 磁场对电流的作用——安培力 【学习目标】
第3节 磁场对电流的作用——安培力
【学习目标】
1．掌握安培力大小的计算公式,并能够利用安培力公式进行计算.
2．熟练应用左手定则判断安培力的方向.
3．知道磁电式电流表和电动机的工作原理.
【阅读指导】
1．磁场对电流的作用力称为 ,它的计算公式是 .当电流的方向和磁场方向垂直时,电流受到的安培力 （填“最大”或“零”）；当电流的方向和磁场方向平行时,电流受到的安培力 （填“最大”或“零”）.
2．通电导线在磁场中所受安培力的方向,可用 判定.安培力的方向垂直于 方向和 方向所确定的平面.
3．利用安培力测磁感应强度B的实验中,利用公式 计算磁感应强度B的大小,实验中应使 与 垂直.
4．磁电式电流表的主要结构和工作原理是什么?它的优缺点是什么?
5．应用电动机使 能转化成 能.当线圈通电后,由于受到 的作用,线圈在磁场中旋转起来.
【课堂练习】
★夯实基础
1．在下图中,标出了磁场B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 （ ）

2．如图所示,放在蹄形磁铁两极之间的导体棒 ab ,当通有自 a 到 b 的电流时受到向右的安培力作用,则磁铁的上端是_______极（填N或S）.如果将磁铁的两极对调,导体捧中的电流方向改为自b到 a ,则导体棒受到的安培力方向________.

3．关于两根平行放置的通电直导线之间的相互作用力,下列说法中正确的是 （ ）
A．当通有同向电流时,相互吸引
B．当通有同向电流时,相互推斥
C．当通有反向电流时,相互推斥
D．当通有反向电流时,相互吸引
4．下面关于磁电式电流表的说法中正确的是 （ ）
A．磁电式电流表的工作原理是安培力使通电导线做匀加速运动
B．磁电式电流表的工作原理是安培力使通电线圈发生转动
C．磁电式电流表的指针偏转角度的大小与被测电流的大小成正比
D．磁电式电流表的优点是灵敏度高,缺点是允许通过的电流很弱
5．如图所示,在倾角为α的光滑绝缘斜面上,水平放置一根长为L、质量为m、电流为I的通电导体棒,整个装置放置在方向竖直向上的匀强磁场中,导体棒恰能保持静止,重力加速度为g.关于磁感应强度B的大小和导体棒中的电流方向,下列说法中正确的是 （ ）
A． ,电流方向由a到b
B． ,电流方向由b到a
C． ,电流方向由a到b
D． ,电流方向由b到a
6．如图所示,在磁感应强度为5.0×10-2 T的匀强磁场里,有一根长为8 cm与磁场方向垂直放置的通电直导线ab,通电导线ab所受的安培力的大小为1.0×10-2 N,方向垂直纸面指向外,求导线ab中电流的大小和方向.
★提升能力
1．如图所示,条形磁铁平放于水平桌面上,在它的正中央上方固定一根直导线,导线与磁铁垂直,现给导线中通以垂直于纸面向外的电流,则下列说法正确的是 （ ）
A．磁铁对桌面的压力减小,桌面给磁铁向右的摩擦力
B．磁铁对桌面的压力增大,桌面与磁铁间没有摩擦力
C．磁铁对桌面的压力减小,桌面与磁铁间没有摩擦力
D．磁铁对桌面的压力增大,桌面给磁铁向右的摩擦力
2．如图所示,一根通电直导线垂直放在磁感应强度为B的匀强磁场里.现保持导线中电流I和导线长度L以及磁感应强度B的大小和方向不变,将导线从图示位置在纸面内逆时针转过一个锐角θ,则通电直导线所受安培力的变化情况是 （ ）
A．安培力变大,方向不变
B．安培力变小,方向不变
C．安培力的大小不变,方向变化
D．安培力的大小和方向都发生变化
3．用如图所示的装置可以测定磁感强度B.天平的右臂下面挂有一个N匝矩形线圈,宽为L,线圈的下部悬在匀强磁场中,磁场方向垂直纸面.当线圈中通有方向如图的电流I时,在天平左、右两边各加质量为m1、m2的砝码,天平恰好平衡.现将电流反向且保持I的大小不变,则在右边再加上质量为m的砝码后,天平重新平衡.由此可知 （ ）
A．磁感强度B的方向垂直纸面向里,大小为(m1-m2)g/NIL
B．磁感强度B的方向垂直纸面向里,大小为mg/2NIL
C．磁感强度B的方向垂直纸面向外,大小为(m1-m2)g/NIL
D．磁感强度B的方向垂直纸面向外,大小为mg/2NIL

4．下图为磁电式电流表的结构图和磁极间的磁场分布图.下面说法中正确的是（ ）
A．磁电式电流表只能测定电流的强弱,不能测定电流的方向
B．磁电式电流表内部的蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐向分布的
C．指针稳定后,线圈受到的磁力矩和游丝恢复力矩平衡
D．线圈所受磁力矩与通过线圈的电流有关,而与线圈的位置无关

5．质量为m的金属导体棒置于倾角为θ的导轨上,棒与导轨间的动摩擦因数为μ,当导体棒通电时,恰能在导轨上静止.如图所示的四个图中标出了四种可能的匀强磁场的磁感应强度 B的方向,其中棒与导轨间的摩擦力可能为零的是 （ ）

6．在赤道上,地磁场可看成是沿南北方向的匀强磁场,磁感应强度大小为5.0×10-5T.如果赤道上有一根水平沿东西方向的直导线,长20m,通有从东向西的电流3A.则地磁场对这根导线的作用力有多大?方向如何?
7．如图所示,在倾角为30°的斜面上,放置两条间距L=0.5m的平行金属导轨,将电源和滑动变阻器用导线连接在导轨上,在导轨上横放一根质量m=0.2kg的金属杆ab.电源电动势E=12V,内阻r=0.3Ω,整个装置放置在磁感应强度B=0.8T的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨所在平面向上.若金属杆与导轨间最大静摩擦力Fm=0.6N,欲使杆ab在导轨上保持静止,试求滑动变阻器R的取值范围.(导轨、金属杆及导线的电阻不计,重力加速度g取10m/s2)