高中物理第5章磁场与回旋加速器探究安培力学案沪科版选修3-1

高中物理第5章磁场与回旋加速器探究安培力学案沪科版选修3-1内容摘要：

时下降 B．顺时针转动，同时上升 C．逆时 针转动，同时下降 D．逆时针转动，同时上升 答案 A 解析 画出蹄形磁铁的两条磁感线，在磁感线与电流相交处分别取一小段电流，如图中的 BC、 AD 两段，由左手定则可知， AD 段受的安培力垂直纸面向外， BC 段受的安培力垂直纸面向里，故导线将绕轴线 OO′顺时针旋转 (俯视 )，当导线转动 90176。 时 (特殊位置法 )，由左手定则可知，导线受向下的安培力作用，所以导线在顺时针转动的同时还向下运动，即答案为 A. 3． (安培力的大小计算及方向的判定 )将长度为 20 cm、通有 A电流的直导线放入一匀强磁场中，电流与磁场的方 向如 图 6 所示，已知磁感应强度为 1 T．试求出各图中导线所受安培力的大小和方向． 图 6 答案 (1)图中安培力大小为 0 (2)图中安培力大小为 N 安培力方向垂直导线水平向右 (3)图中安培力大小为 N 安培力方向在纸面内垂直导线斜向上 解析 由左手定则和安培力的计算公式得： (1)因导线与磁感线平行，所以安培力为零； (2)由左手定则知：安培力方向垂直导线水平向右，大小 F＝ ILB＝ 1 N＝ N； (3)安培力方向在纸面内垂 直导线斜向上，大小 F＝ BIL＝ N. 4.(通电导体的综合受力分析问题 )一根长 L＝ m 的金属棒放在倾角 θ＝ 37176。 的光滑斜面上，并通过 I＝ 5 A的电流，方向如图 7 所示，整个装置放在磁感应强度 B＝ T 竖直向上的匀强磁场中，金属棒恰能静止在斜面上，则该棒的重力为多少。 (sin 37176。 ＝ ) 图 7 答案 N 解析 从侧面对棒受力分析如图，安培力的方向由左手定则判断为水平向右， F＝ ILB＝ 5 N＝ N. 由平衡条件得重力 mg＝ Ftan 37176。 ＝ N. 题组一 对安培力方向的判定 1．下面的四个图显示了磁场对通电直导线的作用力，其中正确的是 ( ) 答案 C 2．关于通电导线所受安培力 F 的方向、磁感应强度 B的方向和电流 I 的方向之间的关系，下列说法正确的是 ( ) A． F、 B、 I 三者必须保持相互垂直 B． F 必须垂直 B、 I，但 B、 I 可以不相互垂直 C． B 必须垂直 F、 I，但 F、 I 可以不相互垂直 D． I 必须垂直 F、 B，但 F、 B 可以不相互垂直 答案 B 解析 安培力 F 总是与磁感应强度 B和电流 I决定的平面垂直，但 B 与 I(即导线 )可以垂直，也可以不垂直，通电导线受安培力时，力 F 与磁场及导线都是垂直的，故 A、 C、 D 均错，B 正确． 3．如图 1 所示，电磁炮是由电源、金属轨道、炮弹和电磁铁组成的．当电源接通后，磁场对流过炮弹的电流产生力的作用，使炮弹获得极大的发射速度．下列各俯视图中正确表示磁场 B 方向的是 ( ) 图 1 答案 B 题组二 导线在安培力作用下的运动问题 2所示，固定不动的绝缘直导线 mn和可以自由移动的矩形线框 abcd位于同一平面内，mn 与 ad、 bc 边平行且离 ad 边较近．当导线 mn 中通以向上的电流，线框中通以顺时针方向的电流时，线框的运动情况是 ( ) 图 2 A．向左运动 B．向右运动 C．以 mn 为轴转动 D．静止不动 答案 B 解析 线框中通有 电流， ad 和 bc两导线同时受到通电导线 mn 的作用力，故可知 B 选项正确． L L2处在同一平面 (纸面 )内， L1 是固定的， L2可绕垂直纸面的固定转轴 O 转动 (O 为 L2 的中心 )，各自的电流方向如图 3 所示．下列哪种情况将会发生 ( ) 图 3 A．因 L2 不受磁场力的作用，故 L2 不动 B．因 L2 上、下两部分所受的磁场力平衡，故 L2 不动 C． L2 绕轴 O 按顺时针方向转动 D． L2 绕轴 O 按逆时针方向转动 答案 D 解析 由右手螺旋定则可知导线 L1 的上方 的磁场的方向为垂直纸面向外，且离导。