2018-2019学年人教版选修3-1 3.4磁场对通电导线的作用力典型例题深度分析 学案
2018-2019学年人教版选修3-1  3.4磁场对通电导线的作用力典型例题深度分析  学案第3页

F安反向,可通过改变电流方向或改变磁场方向来实现。

【答案】A、C、D

【例3】如图所示,在与水平方向成60°的光滑金属导轨间连一电源,在相距1m的平行导轨上放一重力为3N的金属棒ab,棒上通以3A的电流,磁场方向竖直向上,这时棒恰好静止。求:(1)匀强磁场的磁感应强度B;(2)ab棒对导轨的压力。

T 6N

【解析】先将原图改画为侧视图,对导体棒受力分析,如图所示,导体棒恰好能静止,应有

Nx=F安

Ny=G

因为tan60°= 所以F安= tan60°Ny=G

又F安=BIL

所以B=

导体棒对轨道的压力与轨道对棒的支持力N大小相等。

N==

【例1】如图3-4-5,在匀强磁场中放有下列各种形状的通电导线,电流大小为I,磁感应强度为B,求各导线所受到的安培力.

图3-4-5

思路分析:A图是两根导线组成的折线,整体受力实质上是两部分直导线分别受力的矢量和,其有效长度为2L,故Fa=2IBL.同理,B图的半圆形电流,分析圆弧上对称的每一小段电流,受力抵消合并后,其有效长度为2R,FB=2BIR.C图中,将导线接通形成闭合线圈,则ab和bc两段导线受力与ac导线受力方向刚好相反,故合力为零,所以,闭合的通电线圈安培力为零,FC=0.

答案:FA=2IBL,FB=2BIR,FC=0

温馨提示:在安培力大小计算时,本质是有效长度或有效磁场,要正确分解公式.F=ILB⊥=ILBsinθ,B⊥为磁场在垂直导线电流方向的分量,B⊥为有效磁场;或者F=BIL⊥=BILsinθ,其中L⊥为垂直于磁场方向的有效长度.

【例2】质量为m=0.02 g的通电细杆,ab置于倾角θ=37°的平行放置的导轨上,导轨