安培力大小的計算 F=BLIsinα(α為B.L間的夾角)高中只要求會計算α=0和α=90°兩種情況. 例5. 如圖所示.光滑導(dǎo)軌與水平面成α角.導(dǎo)軌寬L.勻強磁場磁感應(yīng)強度為B.金屬桿長也為L .質(zhì)量為m.水平放在導(dǎo)軌上.當回路總電流為I1時.金屬桿正好能靜止.求:⑴B至少多大?這時B的方向如何?⑵若保持B的大小不變而將B的方向改為豎直向上.應(yīng)把回路總電流I2調(diào)到多大才能使金屬桿保持靜止? 解:畫出金屬桿的截面圖.由三角形定則得.只有當安培力方向沿導(dǎo)軌平面向上時安培力才最小.B也最小.根據(jù)左手定則.這時B應(yīng)垂直于導(dǎo)軌平面向上.大小滿足:BI1L=mgsinα. B=mgsinα/I1L. 當B的方向改為豎直向上時.這時安培力的方向變?yōu)樗较蛴?沿導(dǎo)軌方向合力為零.得BI2Lcosα=mgsinα.I2=I1/cosα.(在解這類題時必須畫出截面圖.只有在截面圖上才能正確表示各力的準確方向.從而弄清各矢量方向間的關(guān)系). 例6. 如圖所示.質(zhì)量為m的銅棒搭在U形導(dǎo)線框右端.棒長和框?qū)捑鶠長.磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場方向豎直向下.電鍵閉合后.在磁場力作用下銅棒被平拋出去.下落h后的水平位移為s.求閉合電鍵后通過銅棒的電荷量Q. 解:閉合電鍵后的極短時間內(nèi).銅棒受安培力向右的沖量FΔt=mv0而被平拋出去.其中F=BIL.而瞬時電流和時間的乘積等于電荷量Q=IžΔt.由平拋規(guī)律可算銅棒離開導(dǎo)線框時的初速度.最終可得. 例7. 如圖所示.半徑為R.單位長度電阻為λ的均勻?qū)w環(huán)固定在水平面上.圓環(huán)中心為O.勻強磁場垂直于水平面方向向下.磁感應(yīng)強度為B.平行于直徑MON的導(dǎo)體桿.沿垂直于桿的方向向右運動.桿的電阻可以忽略不計.桿于圓環(huán)接觸良好.某時刻.桿的位置如圖.∠aOb=2θ.速度為v.求此時刻作用在桿上的安培力的大小. 解:ab段切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E=vBž2Rsinθ.以a.b為端點的兩個弧上的電阻分別為2λR(π-θ)和2λRθ.回路的總電阻為.總電流為I=E/r.安培力F=IBž2Rsinθ.由以上各式解得:. 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)

某研究性小組的同學(xué)們在探究安培力的大小和方向與哪些因素有關(guān)時,設(shè)計了以下兩個實驗.
實驗一:利用如圖所示的安培力演示器先探究影響安培力大小的因素.第一步,當通電導(dǎo)線長度和磁場一定,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片改變電流,觀察:指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),且偏轉(zhuǎn)角度隨電流增大而增大.第二步,當通電電流和磁場一定,改變導(dǎo)線的長度,分別觀察:指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的角度隨導(dǎo)線長度的增大而增大.第三步,當通電電流和導(dǎo)線長度一定,更換磁鐵,再次分別觀察:指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的角度不同.
實驗二:利用安培力演示器對安培力的方向進行對比探究.先后按照下表實驗序號1、2、3的圖例做實驗,觀察到的相關(guān)現(xiàn)象已分別記錄在對應(yīng)的圖例下面的表格里.
實驗序號 1 2 3


磁場方向 豎直向下 豎直向下 豎直向上
電流方向 水平向里 水平向外 水平向外
受力方向 水平向左 水平向右 水平向左
(1)通過實驗一的對比探究,可以得到影響安培力大小的因素有:
磁場、導(dǎo)線長度和通電電流
磁場、導(dǎo)線長度和通電電流
;且安培力大小與這些因素的定性關(guān)系是:
磁性越強(磁場越強),電流越大或直導(dǎo)線越長,安培力越大.
磁性越強(磁場越強),電流越大或直導(dǎo)線越長,安培力越大.

(2)通過實驗二的對比探究,可以得到安培力的方向與
磁場
磁場
方向、
電流
電流
方向有關(guān);且三者方向的關(guān)系是:當I⊥B時,
F⊥I,F(xiàn)⊥B
F⊥I,F(xiàn)⊥B

(3)通過實驗一的對比探究,能否得出安培力大小的計算公式?
不能
不能
(填“能”或“不能”)通過實驗二的對比探究,能否得出安培力方向的規(guī)律--左手定則?
(填“能”或“不能”)

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(18分)某研究性小組的同學(xué)在探究安培力的大小和方向與哪些因素有關(guān)時,設(shè)計了以下實驗.

實驗一:利用如圖所示的安培力演示器探究影響安培力大小的因素.

第一步,當通電導(dǎo)線長度l和磁場B一定,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片改變電流I,觀察結(jié)果:指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),且偏轉(zhuǎn)角度隨電流I增大而增大;

第二步,當電流I和磁場B一定,改變導(dǎo)線的長度l,觀察結(jié)果:指針偏轉(zhuǎn)的角度隨導(dǎo)線長度l的增大而增大;

第三步,當電流I和導(dǎo)線長度l一定,更換磁鐵,觀察結(jié)果:指針偏轉(zhuǎn)的角度隨磁鐵磁感應(yīng)強度B的增大而增大.

實驗二:利用安培力演示器對安培力的方向進行對比探究.

先后按照下表實驗序號1、2、3的圖例做實驗,觀察到的相關(guān)現(xiàn)象已分別記錄在對應(yīng)的圖例下方的表格里.

實驗序號

I

2

3

圖例

磁場方向

豎直向下

豎直向下

豎直向上

電流方向

水平向里

水平向外

水平向外

受力方向

水平向左

水平向右

水平向左

 

(1)通過實驗一的對比探究,可以得到影響安培力大小的因素有: 導(dǎo)線長度l、_____________和        ;且安培力大小與這些因素的定性關(guān)系是:若l越大 ,      ,        ,則F越大.

(2)通過實驗二的對比探究,可以得到安培力的方向與電流方向、     方向有關(guān);且三者方向的關(guān)系是:當IB時,___________,_____________.

  (3)通過實驗一的對比探究,能否得出安培力大小的計算公式?___________(填“能”或“不能”);通過實驗二的對比探究,能否得出安培力方向的規(guī)律――左手定則?___________(填“能”或“不能”)

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磁場對電流有_____的作用,電流是由_____的定向移動形成的.磁場對電流的作用力通常稱為_____,當導(dǎo)線與磁場垂直時,安培力大小的計算公式F=_____.

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磁場對電流有_____的作用,電流是由_____的定向移動形成的.磁場對電流的作用力通常稱為_____,當導(dǎo)線與磁場垂直時,安培力大小的計算公式F=_____.

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我國未來的航母將采用自行研制的電磁彈射器.電磁彈射系統(tǒng)包括電源、強迫儲能裝置、導(dǎo)軌和脈沖發(fā)生器等等.其工作原理如圖1所示,利用與飛機前輪連接的通電導(dǎo)體在兩平行金屬導(dǎo)軌的強電流產(chǎn)生的磁場中受安培力作用下加速獲得動能.設(shè)飛機質(zhì)量為m=1.8×104kg,起飛速度為v=70m/s,起飛過程所受平均阻力恒為機重的k=0.2倍,在沒有電磁彈射器的情況下,飛機從靜止開始起飛距離為l=210m;在電磁彈射器與飛機發(fā)動機(牽引力不變)同時工作的情況下,起飛距離減為
l
3
.強迫儲能裝置提供瞬發(fā)能量,方案是利用電容器(電容量C極大)儲存電能:W=
1
2
CU2
,如圖2是電容器的帶電量q與極板間電壓U的關(guān)系曲線,假設(shè)電容器釋放全部電能等于安培力做的功,取g=10m/s2,求:精英家教網(wǎng)
(1)飛機所受牽引力F的大。
(2)試計算電磁彈射器安培力對飛機所做的功W為多少焦?
(3)電源對電容器充電電壓U約為多少伏?

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