2010年高中物理自主学习同步讲解和训练安培力问题归纳.docVIP

安培力问题归纳 ? 二. 学习目标： 　1、加深和强化对于安培力计算式的深层理解。 　2、学会在不同的物理情景中熟练判断通电导线在安培力作用下的运动方向。 　3、掌握安培力作用下的物体的平衡问题、极值问题及瞬时问题的解法。 考点地位：本部分内容是磁场问题的核心内容，是高考考查的重点和难点。从高考的出题形式上来看，主要体现于把安培力的知识背景与实际物理模型的相互综合，如磁力秤、磁力炮、磁流体推进船、电磁泵等模型，所以综合性很强，突出考查学生对于磁场类综合问题的构建模型的能力，试题既可以通过选择或填空的形式考查单一的知识点，同时也可以把安培力作用问题与平衡、运动学、能量等多方面的知识进行综合，多以压轴题的形式出现。如2006年上海高考2A题，以填空形式出现，2006年上海卷第12题以选择形式出现。2005年北京卷25题以压轴的计算题形式出现。 ? 三. 重难点解析： 1、安培力 （1）定义：磁场对电流的作用力叫安培力。 （2）安培力的大小与导线放置有关。 同一通电导线，按不同方式放在同一磁场中，如图1、图2、图3所示，三种情况下，导线与磁场方向垂直时安培力最大，取为；当导线与磁场方向平行时，安培力最小，；其他情况下，。 图1???????????????????????????????? 图2???????????????????????????? 图3 说明：电荷在电场中受到的电场力是一定的，方向与该点的电场方向相同或相反，电流在磁场中某处所受的磁场力（安培力），与电流在磁场中放置的方向有关。当电流方向与磁场方向平行时，电流受的安培力最小，等于零；当电流方向与磁场方向垂直时，电流受的安培力最大。 2、安培力的大小与方向： （1）安培力的大小 安培力的大小可由F＝BIL求出（I⊥B），使用此式时应注意几点： ①导线L所处的磁场应为匀强磁场。②L为有效长度，如图4所示，半径为r的半圆形导线与磁场B垂直放置，当导线中通以电流I时，安培力。 （2）安培力的方向——左手定则 伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在同一平面内，把手放入磁场，让磁感线穿过手心，让伸开的四指指向电流方向，那么大拇指所指方向即为安培力方向。 说明：不管电流方向与磁场方向是否垂直，安培力方向总垂直于电流方向与磁场方向所在的平面。 注意：左手定则判定的是磁场对电流作用力的方向，而不一定是载流导体运动的方向。载流导体是否运动，要看它所处的具体情况而定。例如：两端固定的载流导体，即使受磁场力作用，它也不能运动。 （3）两平行通电直导线的相互作用 同向电流相互吸引，反向电流相互排斥。 设两导线中都通以向上的同向电流，如图5所示。 根据安培定则，导线a中的电流产生的磁场，在其右侧都垂直纸面向内。这个磁场对通电导线b的作用力的方向由左手定则可知，在纸面内向左。 同理，导线b中的电流产生的磁场在其左侧都垂直纸面向外，它对导线a的作用力的方向在纸面内向右。结果，两导线互相吸引。 若其中b导线的电流反向（即两导线中通以反向电流），则a导线的右边垂直纸面向内的磁场对b导线的作用力的方向在纸面内向右；同理b导线的左边垂直纸面向内的磁场对a导线的作用的方向在纸面内向左。结果，两导线互相排斥，如图6所示。 3、判断安培力作用下物体的运动方向的常规方法： （1）电流元法： 即把整段电流等效为多段直线电流元，运用左手定则判断出每小段电流元受安培力的方向，从而判断出整段电流所受合力的方向，最后确定运动方向。 （2）特殊位置法： 把电流或磁铁转到一个便于分析的特殊位置后再判断所受安培力方向，从而确定运动方向。 （3）等效法： 环形电流和通电螺线管都可以等效成条形磁铁，条形磁铁也可等效成环形电流或通电螺线管。通电螺线管也可以等效成很多匝的环形电流来分析。 （4）利用结论法： ①两电流相互平行时无转动趋势，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥； ②两电流不平行时，有转动到相互平行且方向相同的趋势，利用这些结论分析，可事半功倍。 4、安培力作用下的物体平衡： （1）有安培力参与的物体平衡，此平衡与前面所讲的物体平衡一样，也是利用物体平等条件解题，其中安培力是众多受力中的一个。 （2）与闭合电路欧姆定律相结合的题目。主要应用： ①全电路欧姆定律；②安培力求解公式F＝BIL；③物体平衡条件。 （3）在安培力作用下的物体平衡的解题步骤和前面我们学习的共点力平衡相似，一般也是先进行受力分析，再根据共点力平衡的条件列出平衡方程。其中重要的是在受力分析过程中不要漏掉了安培力。 安培力作为通电导线所受的外力参与受力分析，产生了通电导体在磁场中的平衡、加速及做功问题，这类问题与力学知识联系很紧，解题时，把安培力等同于重力、弹力、摩擦力等性质力；对物体进行受力分析时，注意安培力大小和方向的确定；求解时注意运用力