8.1磁场和磁场对电流的作用.ppt

[思路点拨]　解答本题应抓住以下关键点： (1)画出截面图． (2)受力分析．结合静摩擦力的大小和方向特点，确定安培力的临界值． (3)由电路知识及安培力公式求出R. [解题样板]　(1)当变阻器R取值较小 时，I较大，安培力F较大，会使金属 棒产生沿框架上滑的趋势，因此， 框架对棒的摩擦力沿框架向下，如图8－1－10所示． 金属棒刚好不上滑时满足平衡条件 图8－1－10 B L－μmgcosθ－mgsinθ＝0，┄┄┄┄┄┄┄(4分) 得R1＝ ＝1.6 Ω.┄┄┄┄┄┄┄┄┄(2分) (2)当变阻器R取值较大时，I较小，安培力 F较小，在金属棒重力分力mgsinθ的作用 下，使棒有沿框架下滑的趋势，框架对 棒的摩擦力沿框架向上，如图8－1－11所示． 金属棒刚好不下滑时满足平衡条件 图8－1－11 B L＋μmgcosθ－mgsinθ＝0，┄┄┄┄┄┄┄(4分) 得R2＝ ＝4.8 Ω┄┄┄┄┄┄┄┄┄(2分) 所以R的取值范围应为1.6 Ω≤R≤4.8 Ω.┄┄┄┄┄(2分) [答案]　1.6 Ω≤R≤4.8 Ω 有关安培力的平衡问题往往涉及到三维立体空间问题，处理问题时，画出截面受力图，变三维为二维便可变难为易，迅速求解． 1．关于磁场和磁感线的描述，下列说法中正确的是 (　　) A．磁感线可以形象地描述各点磁场的强弱和方向，它每 一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时北极所指的方向一致 B．磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场 一样，也是一种客观存在的特殊物质 C．磁感线总是从磁铁的北极出发，到南极终止 D．磁感线就是细铁屑连成的曲线 解析：磁感线是为了描述磁场而假想的线，是闭合曲线，故C、D错误．磁感线的疏密反映磁场的强弱，曲线上某点的切线方向为该点磁场的方向，故A正确．磁场是在磁体和电流周围客观存在的物质，故B项正确． 答案：AB 2．19世纪20年代，以塞贝克(数学家)为代表的科学家已认识 到温度差会引起电流，安培考虑到地球自转造成了太阳照 射后正面与背面的温度差从而提出如下假设：地球磁场是 由绕地球的环形电流引起的．该假设中的电流方向是(　　) A．由西向东垂直磁子午线 B．由东向西垂直磁子午线 C．由南向北沿磁子午线 D．由赤道向两极沿磁子午线 解析：如图所示，考虑地球的自转方向， 利用安培定则，可以判断地磁场是由东 向西的环形电流产生的，故B正确， 其余选项错误． 答案：B 3．(2009·海南高考)一根容易形变的弹性导线，两端固定． 导线中通有电流，方向如图8－1－12中箭头所示．当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是 (　　) 图8－1－12 解析：用左手定则可判断出A中导线所受安培力为零，B中导线所受安培力垂直于纸面向里，C、D中所受安培力向右，导线受力以后的弯曲方向应与受力方向一致，故D正确． 答案：D 4．如图8－1－13所示，在条形磁铁S极附近悬挂一个圆形 线圈，线圈平面与水平磁铁位于同一平面内，当线圈中通以如图所示方向的电流时，线圈将 (　　) A．向磁铁平移 B．远离磁铁平移 C．边转动边向左摆动 D．边转动边向右摆动 图8－1－13 解析：线圈所处位置的磁场方向如 图所示，由左手定则可判断线圈左 半部分向纸外转动，右半部分向纸 里转动，通电圆环可看成小磁针，转动后其左边为N极，所以线圈与磁铁相互吸引向左摆动，故选C. 答案：C 5．如图8－1－14所示，通电直导线ab质量为m，水平地放 置在倾角为θ的光滑导轨上，导轨宽度为L，通以图示方向的电流，电流为I，要求导线ab静止在斜面上． (1)若磁场的方向竖直向上，则磁感应强度为多大？ (2)若要求磁感应强度最小，则磁感应强度大小和方向应如何？ 图8－1－14 解析：(1)若磁场方向竖直向上，从a向b观察，导线受力情况如图甲所示． 由平衡条件得 在水平方向上：F－FNsinθ＝0 在竖直方向上：mg－FNcosθ＝0 其中F＝BIL，联立可解得： B＝ (2)若要求磁感应强度最小，则一方面应使磁场 方向与通电导线垂直，另一方面应调整磁场方 向使与重力、支持力合力相平衡的安培力最小． 如图乙所示．由力的矢量三角形讨论可知， 当安培力方向与支持力垂直时，安培力最小， 对应磁感应