20xx粤教版高中物理选修3-1第3章第4节安培力的应用

20xx粤教版高中物理选修3-1第3章第4节安培力的应用内容摘要：

是电动机转动的原理． • 【 特别提醒 】 ① 同样的线圈放入同样的磁场中，电流越大，安培力矩就越大，电动机转速也就越大． • ② 要提高电动机的转速，可增大电流 I、增大磁感应强度、增大线圈面积和匝数． • 【 例 1】 (双选 )如图 3－ 4－ 6所示，匀强磁场中，矩形通电线框可绕中心轴 OO′转动，则下列说法正确的是 ( ) • A．在图示位置线框所受磁力矩为零 • B．转过 90176。 时线框所受磁力矩为零 • C．转过 90176。 时线框四条边都不受磁场力作用 • D．转动中 ab、 cd边所受磁场力均恒定不变 图 3－ 4－ 6 解析： 本题考查通电线圈在匀强磁场中所受的安培力、力矩，根据定义式 F ＝ BIL ， M ＝ BIS cos θ 分析解答． 图示位置的俯视如图甲所示，由安培力计算式和左手定则可知， ab 边和 cd 边受安培力大小相等、方向相反， ad 边和 bc边此时不受安培力．设电流为 I ，线框面积为 S ，线框受磁力矩为 M ，则此时 M ＝ 2 BI ab ad2＝ BIS ，线框加速转动． • 当线框转过 90176。 角时，从左向右侧视图如图乙所示．从图示可知，此时线框四条边都受安培力，整个线框的 F外 ＝ 0，整个线框受磁力矩 M＝ ，任一位置的俯视图如图丙所示，受力大小、方向均不变，所以答案选取 B和 D. • 答案： BD • ►题后反思 • 理解安培力的定义式 F＝ BILsin θ和电磁力矩的表达式 M＝ BIScos θ的物理意义是求解本类题的关键． • 如图 3－ 4－ 7所示，把一个可以绕水平轴转动的铝盘放在蹄形磁铁之间，盘的下边缘浸在导电液体中．把转盘和导电液体分别接到直流电源的两极上，铝盘就会转动起来，为什么。 用什么方法可以改变铝盘的转动方向。 图 3－ 4－ 7 • 解析： 由于铝盘是良好的导体，我们可以把铝盘看成是由许多条金属棒拼合而成 (可以与自行车轮胎上的辐条类比 )．接通电源后，电流从铝盘中心 O处流向盘与导电液的接触处，从导电液中的引出导线流出，而这股电流恰好处在一个与电流垂直的磁场中，由左手定则可以判断出它受到一个与盘面平行的安培力作用，这个力对转轴的力矩不为零，所以在通电后铝盘开始转动起来．如果对铝盘通一恒定的电流，则铝盘就会不停地转动下去，当阻力的力矩与安培力的力矩相等时铝盘就匀速转动．不难看出，要改变铝盘的转动方向，我们可以改变电流方向或是改变磁场的方向．。