1、2011屆高三物理一輪復習全案：3.2磁場對電流的作用（選修3-1）【考綱知識梳理】一、安培力的大小和方向1、安培力的大小：（1）在勻強磁場中，在通電直導線與磁場方向垂直的情況下,電流所受的安培力F安等于磁感應強度B、電流I和導線長度 L三者的乘積 F安BIL 通電導線方向與磁場方向成角時,F安BILsin（2）當IB時(=90),Fmax=BIL;（3）當IB時(= 0),Fmin= 0 ;2、安培力的方向（1）左手定則：伸開左手，使大拇指跟其余四個手指垂直，并且都跟手掌在一個平面內(nèi)，把手放入磁場中，讓磁感線垂直穿入手心，并使伸開的四指指向電流的方向，那么，大拇指所指的方向就是通電導線在磁場

2、中所受安培力的方向（2）安培力方向的特點：總是垂直于B和I所決定的平面，即F安B且F安I（但B、L不一定垂直）。已知B和I的方向，可用左手定則唯一確定F安的方向；已知B 和F安的方向，當導線的位置確定時，可唯一確定I的方向；已知I和F安的方向，不能唯一確定B的方向；二、磁電式電流表工作原理由于這種磁場的方向總是沿著徑向均勻地分布的，在距軸線等距離處的磁感應強度的大小總是相等的，這樣不管線圈轉(zhuǎn)到什么位置，線圈平面總是跟它所在位置的磁感線平行，I與指針偏角成正比，I 越大指針偏角越大，因而電流表可以量出電流I的大小，且刻度是均勻的，當線圈中的電流方向改變時，安培力的方向隨著改變，指針偏轉(zhuǎn)方向也隨著

3、改變，又可知道被測電流的方向。【要點名師精解】一、通電導體在安培力作用下運動的判斷(1)電流元法：即把整段電流等效為多段直線電流元，先用左手定則判斷出每小段電流元所受安培力的方向，從而判斷整段電流所受合力方向，最后確定運動方向(2)特殊位置法：把電流或磁鐵轉(zhuǎn)到一個便于分析的特殊位置后再判斷安培力方向，從而確定運動方向(3)等效法： 環(huán)形電流和通電螺線管都可以等效成條形磁鐵，條形磁鐵也可等效成環(huán)形電流或通電螺線管，通電螺線管也可以等效成很多匝的環(huán)形電流來分析(4)利用結(jié)論法：兩電流相互平行時無轉(zhuǎn)動趨勢，同向電流相互吸引，反向電流相互排斥；兩電流不平行時，有轉(zhuǎn)動到相互平行且電流方向相同的趨勢(5)

4、轉(zhuǎn)換研究對象法：因為電流之間，電流與磁體之間相互作用滿足牛頓第三定律，這樣，定性分析磁體在電流磁場作用下如何運動的問題，可先分析電流在磁體磁場中所受的安培力，然后由牛頓第三定律，再確定磁體所受電流作用力，從而確定磁體所受合力及運動方向(6)分析在安培力作用下通電導體運動情況的一般步驟：畫出通電導線所在處的磁感線方向及分布情況用左手定則確定各段通電導線所受安培力)據(jù)初速方向結(jié)合牛頓定律確定導體運動情況(7)磁場對通電線圈的作用：若線圈面積為S，線圈中的電流強度為I，所在磁場的磁感應強度為B，線圈平面跟磁場的夾角為，則線圈所受磁場的力矩為：M=BIScos【例1】如圖所示，一水平導軌處于與水平方向

5、成45角向左上方的勻強磁場中，一根通有恒定電流的金屬棒，由于受到安培力作用而在粗糙的導軌上向右做勻速運動?，F(xiàn)將磁場方向沿順時針緩慢轉(zhuǎn)動至豎直向上，在此過程中，金屬棒始終保持勻速運動，已知棒與導軌間動摩擦因數(shù)B.相互排斥， C.相互吸引， D.相互排斥，【考點精題精練】1如圖所示，在傾角為的光滑斜面上，垂直紙面放置一根長為L，質(zhì)量為m的直導體棒。當導體棒中的電流垂直紙面向里時，欲使導體棒靜止在斜面上，可將導體棒置于勻強磁場中，當外加勻強磁場的磁感應強度B的方向在紙面內(nèi)由垂直向上沿逆時針轉(zhuǎn)至水平向左的過程中，下列關(guān)于B的大小變化的說法中，正確的是（ C ）A逐漸增大B逐漸減小C先減小后增大D先增大

6、后減小圖11.2-122條形磁鐵放在水平桌面上，它的上方靠近S極一側(cè)懸掛一根與它垂直的導電棒，如圖11.2-12所示(圖中只畫出棒的截面圖)在棒中通以垂直紙面向里的電流的瞬間，可能產(chǎn)生的情況是A磁鐵對桌面的壓力減小B磁鐵對桌面的壓力增大C磁鐵受到向左的摩擦力D磁鐵受到向右的摩擦力3 如圖11.2-13所示，把一重力不計的通電直導線水平放在蹄形磁鐵磁極的正上方，導線可以自由轉(zhuǎn)動，當導線通入圖示方向電流I時，導線的運動情況是（從上往下看）A順時針方向轉(zhuǎn)動，同時下降圖11.2-13B順時針方向轉(zhuǎn)動，同時上升C逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時下降D逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時上升4如圖11.2-1

7、4所示，一根通有電流I1的長直導線在通有電流I2的矩形線圈的平面內(nèi)，導線固定，線圈將會出現(xiàn)下列哪種運動？A向著導線轉(zhuǎn)動 B向著導線平動C繞軸OO轉(zhuǎn)動 D繞軸NN轉(zhuǎn)動圖11.2-155傾角為的導電軌道間接有電源，軌道上靜止放有一根金屬桿ab現(xiàn)垂直軌道平面向上加一勻強磁場，如圖11.2-15所示，當磁感應強度B逐漸增加的過程中，ab桿受到的靜摩擦力A逐漸增大 B逐漸減小C先增大后減小 D先減小后增大6 一通電細桿置于傾斜的導軌上，桿與導軌間有摩擦，當有電流時直桿恰好在導軌上靜止圖11.2-16是它的四個側(cè)視圖，標出了四種可能的磁場方向，其中直桿與導軌間的摩擦力可能為零的是ABABCD圖11.2-1

8、6圖11.2-177如圖圖11.2-17所示，彈簧秤下掛一條形磁鐵，其中條形磁鐵N極的一部分位于未通電的螺線管內(nèi)，下列說法正確的是 若將a接電源正極，b接負極，彈簧秤示數(shù)減小若將a接電源正極，b接負極，彈簧秤示數(shù)增大若將b接電源正極，a接負極，彈簧秤示數(shù)增大若將b接電源正極，a接負極，彈簧秤示數(shù)減小A、 B、 C、 D、答案B8如圖圖11.2-18中A為電磁鐵，C為膠木秤盤，A和C（包括支架）的總質(zhì)量為M，B為鐵片，質(zhì)量為m，整個裝置用輕繩懸掛于O點。當電磁鐵通電后，在鐵片被吸引上升的過程中，輕繩拉力為F，則有 AMgF（M+m）g B F（M+m）g CF不斷增大 圖

9、11.2-18DF先增大后減小9根據(jù)磁場對電流會產(chǎn)生作用力的原理，人們研制出一種新型的發(fā)射炮彈的裝置電磁炮它的基本原理如圖11.2-19所示，把待發(fā)射的炮彈（導體）放置在處于強磁場中的兩條平行導軌上，給導軌通以很大的電流，使炮彈作為一個載流導體在磁場的作用下，沿導軌作加速運動，以某一速度發(fā)射出去（1）試標出圖中炮彈的受力方向（2）如果想提高某種炮彈的發(fā)射速度，理論上可以怎么辦？圖11.2-19（3）1982年澳大利亞國立大學制成了能把2.2g的彈體（也包括金屬桿EF的質(zhì)量）加速到10km/s的電磁炮（常規(guī)炮彈的速度約為2km/s），若軌道寬2m，長為100m，通過的電流為10A，則軌道間所加勻

10、強磁場的磁感應強度為多大？磁場力的最大功率為多少？（2）增大磁感應強度，增大導軌電流，增大兩導軌間距和兩導軌的長度 （3）55T 1.1107W圖11.2-2010在傾角為的光滑斜面上，置一通有電流I，長L質(zhì)量為m的導體棒，如圖11.2-20所示試求：（1）欲使棒靜止在斜面上，外加勻強磁場的磁感應強度B的最小值和方向（2）欲使棒靜止在斜面上且對斜面無壓力，外加勻強磁場的磁感應強度B的最小值和方向（3）分析棒有可能靜止在斜面上且要求B垂直L，應外加磁場的方向范圍（1） 垂直斜面向上 （2） 水平向左 （3） 11如圖所示，寬度為L的足夠長的平行金屬導軌MN、PQ的電阻不計，垂直導軌水平放置一質(zhì)量為m電阻為R的金屬桿CD，整個裝置處于垂直于導軌平面的勻強磁場中，導軌平面與水平面之間的夾角為，金屬桿由靜止開