2017-2018學(xué)年高中物理 第三章 磁場(chǎng) 第2講 磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用——安培力學(xué)案 教科版選修3-1.doc

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第2講 磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用——安培力 [目標(biāo)定位]　1.知道安培力的定義，會(huì)用F＝ILB計(jì)算B與I垂直情況下的安培力.2.熟練運(yùn)用左手定則判斷安培力 的方向.3.了解直流電動(dòng)機(jī)構(gòu)造和工作原理.4.體會(huì)控制變量法在科學(xué)研究中的作用． 一、安培力 1．定義：磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力． 2．安培力的大小——實(shí)驗(yàn)探究 (1)實(shí)驗(yàn)表明：當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，導(dǎo)線不受力，即F＝0． (2)精確實(shí)驗(yàn)表明：通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線作用力的大小與導(dǎo)線長(zhǎng)度和電流大小都成正比，即F∝IL，比例系數(shù)與導(dǎo)線所在位置的磁場(chǎng)強(qiáng)弱有關(guān)，用符號(hào)B表示，則磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線作用力的公式為F＝ILB． 3．安培力的方向判定 (1)左手定則：如圖1所示，伸出左手，四指并攏，使大拇指和其余四指垂直，并且都跟手掌在同一平面內(nèi)，讓磁感線垂直穿過(guò)手心，四指指向沿電流方向，則大拇指所指方向就是通電導(dǎo)線所受安培力的方向． 圖1 (2)安培力方向垂直于電流方向和磁場(chǎng)方向所決定的平面． 深度思考 (1)若導(dǎo)線不受磁場(chǎng)力，該處一定無(wú)磁場(chǎng)嗎？ (2)當(dāng)通電導(dǎo)線與磁感線不垂直時(shí)，還可用左手定則判斷安培力的方向嗎？ 答案　(1)當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)平行時(shí)不受磁場(chǎng)力，由此可知，當(dāng)導(dǎo)線不受磁場(chǎng)力作用時(shí)無(wú)法判定該處有無(wú)磁場(chǎng)． (2)可以．當(dāng)電流方向跟磁感線方向不垂直時(shí)，安培力的方向仍垂直于電流和磁場(chǎng)共同決定的平面，所以仍可用左手定則來(lái)判斷安培力的方向，只是磁感線斜著穿過(guò)手心． 例1　 畫(huà)出下列各圖中磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的安培力的方向． 解析　無(wú)論B、I是否垂直，安培力總是垂直于B與I決定的平面，且滿(mǎn)足左手定則． 答案　如圖所示 二、電動(dòng)機(jī)——安培力的重要應(yīng)用 利用磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的作用 1．電動(dòng)機(jī)是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置． 2．電動(dòng)機(jī)分直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)． 3．直流電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造原理： 圖2 如圖2所示，直流電動(dòng)機(jī)由磁場(chǎng)(磁體)、轉(zhuǎn)動(dòng)線圈、滑環(huán)、電刷及電源組成，滑環(huán)相當(dāng)于換向器．當(dāng)線圈通電后，由于受安培力作用，線圈在磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)起來(lái)． 深度思考 (1)電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，通電線圈的四條邊是否都受到安培力作用？ (2)把滑環(huán)設(shè)計(jì)成由兩個(gè)半圓環(huán)A、B組成，有什么作用？ 答案　(1)與磁感線平行的兩個(gè)邊不受安培力作用． (2)把滑環(huán)分成兩個(gè)半圓環(huán)A 與B，當(dāng)電流由A 流入時(shí)，則從B 流出；當(dāng)電流由B 流入時(shí)，則從A 流出．因此，滑環(huán)在其中起了一個(gè)換向器的作用． 例2　關(guān)于直流電動(dòng)機(jī)，下列敘述正確的是(　　) A．直流電動(dòng)機(jī)的原理是電流的磁效應(yīng) B．直流電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 C．直流電動(dòng)機(jī)的換向器是由兩個(gè)彼此絕緣的銅制半環(huán)組成的 D．電源的正負(fù)極和磁場(chǎng)的方向同時(shí)改變，直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向也改變 解析　直流電動(dòng)機(jī)的原理是通電線圈在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；直流電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，B正確；直流電動(dòng)機(jī)的換向器是由兩個(gè)彼此絕緣的銅制半環(huán)組成的，C正確；電源的正負(fù)極和磁場(chǎng)的方向同時(shí)改變，直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向不變，故D錯(cuò)誤． 答案　BC 三、安培力作用下物體運(yùn)動(dòng)方向的判斷方法 1．電流元法 即把整段通電導(dǎo)體等效為多段直線電流元，運(yùn)用左手定則判斷出每小段電流元所受安培力的方向，從而判斷出整段通電導(dǎo)體所受合力的方向． 2．特殊位置法 把通電導(dǎo)體或磁鐵放置到一個(gè)便于分析的特殊位置后再判斷所受安培力方向，從而確定運(yùn)動(dòng)方向． 3．等效法 環(huán)形導(dǎo)線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)形導(dǎo)線或通電螺線管．通電螺線管也可以等效成很多匝的環(huán)形導(dǎo)線來(lái)分析． 4．利用結(jié)論法 (1)兩電流相互平行時(shí)無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)，同向電流相互吸引，反向電流相互排斥；(填“吸引”或“排斥”) (2)兩電流不平行時(shí)，有轉(zhuǎn)動(dòng)到相互平行且電流方向相同(填“相同”或“相反”)的趨勢(shì)． 5．轉(zhuǎn)換研究對(duì)象法 因?yàn)殡娏髦g、電流與磁體之間的相互作用滿(mǎn)足牛頓第三定律．定性分析磁體在電流磁場(chǎng)作用的受力和運(yùn)動(dòng)時(shí)，可先分析電流在磁體的磁場(chǎng)中受到的安培力，然后由牛頓第三定律，再確定磁體所受電流的作用力． 例3　如圖3所示，兩條導(dǎo)線相互垂直，但相隔一段距離．其中AB固定，CD能自由活動(dòng)，當(dāng)電流按圖示方向通入兩條導(dǎo)線時(shí)，導(dǎo)線CD將(從紙外向紙里看)(　　) 圖3 A．順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)靠近導(dǎo)線AB B．逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)離開(kāi)導(dǎo)線AB C．順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)離開(kāi)導(dǎo)線AB D．逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)靠近導(dǎo)線AB 解析　(1)根據(jù)電流元分析法，把導(dǎo)線CD等效成CO、OD兩段導(dǎo)線．由安培定則畫(huà)出CO、OD所在位置由AB導(dǎo)線中電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向，由左手定則可判斷CO、OD受力如圖甲所示，可見(jiàn)導(dǎo)線CD逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)． 　 (2)由特殊位置分析法，讓CD逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90，如圖乙所示，并畫(huà)出CD此時(shí)位置AB導(dǎo)線中電流所產(chǎn)生的磁感線分布，據(jù)左手定則可判斷CD受力垂直于紙面向里，可見(jiàn)導(dǎo)線CD靠近導(dǎo)線AB，故D選項(xiàng)正確． 答案　D 不管是通電導(dǎo)體還是磁體，對(duì)另一通電導(dǎo)體的作用都是通過(guò)磁場(chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的．因此必須先畫(huà)出導(dǎo)體所在位置的磁感線方向，然后用左手定則判斷導(dǎo)體所受安培力的方向進(jìn)而再判斷將要發(fā)生的運(yùn)動(dòng)． 例4　如圖4所示，把輕質(zhì)導(dǎo)線圈用絕緣細(xì)線懸掛在磁鐵N極附近，磁鐵的軸線穿過(guò)線圈的圓心且垂直線圈平面．當(dāng)線圈內(nèi)通以圖示方向的電流(從右向左看沿逆時(shí)針?lè)较?后，線圈的運(yùn)動(dòng)情況是(　　) 圖4 A．線圈向左運(yùn)動(dòng) B．線圈向右運(yùn)動(dòng) C．從上往下看順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) D．從上往下看逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) 解析　將環(huán)形電流等效成小磁針，如圖所示，根據(jù)異名磁極相吸引知，線圈將向左運(yùn)動(dòng)，選A.也可將左側(cè)條形磁鐵等效成環(huán)形電流，根據(jù)結(jié)論“同向電流相吸引，異向電流相排斥”也可判斷出線圈向左運(yùn)動(dòng)，選A. 答案　A 四、安培力作用下的受力分析問(wèn)題 例5　質(zhì)量為m的金屬細(xì)桿置于傾角為θ的導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌的寬度為d，桿與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，有電流通過(guò)桿，桿恰好靜止于導(dǎo)軌上，在如圖所示的A、B、C、D四個(gè)選項(xiàng)中，桿與導(dǎo)軌的摩擦力一定不為零的是(　　) 解析　選項(xiàng)A中，通電細(xì)桿可能受重力、安培力、導(dǎo)軌的彈力作用處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示，所以桿與導(dǎo)軌間的摩擦力可能為零．當(dāng)安培力變大或變小時(shí)，細(xì)桿有上滑或下滑的趨勢(shì)，于是有靜摩擦力產(chǎn)生． 選項(xiàng)B中，通電細(xì)桿可能受重力、安培力作用處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示，所以桿與導(dǎo)軌間的摩擦力可能為零．當(dāng)安培力減小時(shí)，細(xì)桿受到導(dǎo)軌的彈力和沿導(dǎo)軌向上的靜摩擦力，也可能處于靜止?fàn)顟B(tài)． 選項(xiàng)C和D中，通電細(xì)桿受重力、安培力、導(dǎo)軌彈力作用具有下滑趨勢(shì)，故一定受到沿導(dǎo)軌向上的靜摩擦力，如圖所示，所以桿與導(dǎo)軌間的摩擦力一定不為零． 答案　CD 對(duì)通電導(dǎo)線進(jìn)行受力分析，根據(jù)平衡條件判斷摩擦力是否存在．彈力與摩擦力是被動(dòng)力，其是否存在和大小隨其他力的變化而變化. 1．(安培力的方向)如圖5所示，其中A、B圖已知電流方向及其所受安培力的方向，試判斷并在圖中標(biāo)出磁場(chǎng)方向．C、D圖已知磁場(chǎng)方向及其對(duì)電流作用力的方向，試判斷電流方向并在圖中標(biāo)出． 圖5 答案　A圖磁場(chǎng)方向垂直紙面向外；B圖磁場(chǎng)方向在紙面內(nèi)垂直F向下；C、D圖電流方向均垂直于紙面向里．(圖略) 2．(磁電式電流表)(多選)如圖6甲所示是磁電式電流表的結(jié)構(gòu)圖，圖乙所示是磁極間的磁場(chǎng)分布圖，以下選項(xiàng)中正確的是(　　) 圖6 A．指針?lè)€(wěn)定后，線圈受到的螺旋彈簧的力矩方向與線圈受到的磁力矩方向是相反的 B．通電線圈中的電流越大，電流表指針偏轉(zhuǎn)的角度也越大 C．在線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的范圍內(nèi)，各處的磁場(chǎng)都是勻強(qiáng)磁場(chǎng) D．在線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的范圍內(nèi)，線圈所受磁力矩與電流有關(guān)，而與所處位置無(wú)關(guān) 答案　ABD 解析　當(dāng)阻礙線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩增大到與安培力產(chǎn)生的使線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩平衡時(shí)，線圈停止轉(zhuǎn)動(dòng)，即兩力矩大小相等、方向相反，故A正確；磁電式電流表蹄形磁鐵與鐵芯間的磁場(chǎng)是均勻輻射分布的，不管線圈轉(zhuǎn)動(dòng)什么角度，它的平面都跟磁感線平行，均勻輻射分布的磁場(chǎng)特點(diǎn)是大小相等、方向不同，故C錯(cuò)誤，D正確；電流越大，電流表指針偏轉(zhuǎn)的角度也越大，故B正確． 3．(電動(dòng)機(jī)的原理)如圖7所示是直流電動(dòng)機(jī)的模型，閉合開(kāi)關(guān)后線圈順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)．現(xiàn)要線圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，下列方法中可行的是(　　) 圖7 A．只改變電流方向 B．只改變電流大小 C．換用磁性更強(qiáng)的磁鐵 D．對(duì)換磁極同時(shí)改變電流方向 答案　A 解析　直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與線圈中的電流方向和磁場(chǎng)方向有關(guān)，若使通入直流電動(dòng)機(jī)的電流方向改變或磁場(chǎng)的方向改變，它的轉(zhuǎn)動(dòng)方向?qū)⒏淖儯侨绻瑫r(shí)改變電流的方向和磁場(chǎng)的方向，線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)方向?qū)⒉蛔儯? 4．(安培力作用下的物體運(yùn)動(dòng)方向判斷)一直導(dǎo)線平行于通電螺線管的軸線放置在螺線管的上方，如圖8所示，如果直導(dǎo)線可以自由地運(yùn)動(dòng)且通以方向?yàn)橛蒩到b的電流，則導(dǎo)線ab受安培力作用后的運(yùn)動(dòng)情況為(　　) 圖8 A．從上向下看順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)并靠近螺線管 B．從上向下看順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)并遠(yuǎn)離螺線管 C．從上向下看逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)并遠(yuǎn)離螺線管 D．從上向下看逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)并靠近螺線管 答案　D 解析　先由安培定則判斷通電螺線管的南北兩極，找出導(dǎo)線左、右兩端磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，并用左手定則判斷這兩端受到的安培力的方向，如圖(a)所示． 可以判斷導(dǎo)線受安培力后從上向下看按逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，再分析此時(shí)導(dǎo)線位置的磁場(chǎng)方向，再次用左手定則判斷導(dǎo)線受安培力的方向，如圖(b)所示，導(dǎo)線還要靠近螺線管，所以D正確，A、B、C錯(cuò)誤． 　　 　　　　(a)　　　　　　　　　　(b) 題組一　安培力的方向 1．下面的四個(gè)圖顯示了磁場(chǎng)對(duì)通電直導(dǎo)線的作用力，其中正確的是(　　) 答案　C 2．一根容易形變的彈性導(dǎo)線，兩端固定．導(dǎo)線中通有電流，方向如圖中箭頭所示．當(dāng)沒(méi)有磁場(chǎng)時(shí)，導(dǎo)線呈直線狀態(tài)；當(dāng)分別加上方向豎直向上、水平向右或垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，描述導(dǎo)線狀態(tài)的四個(gè)圖示中正確的是(　　) 　 答案　D 解析　A圖中I與B平行應(yīng)不受安培力，故A錯(cuò)誤；由左手定則知B、C錯(cuò)誤，D正確． 3．如圖1所示，電磁炮是由電源、金屬軌道、炮彈和電磁鐵組成．當(dāng)電源接通后，磁場(chǎng)對(duì)流過(guò)炮彈的電流產(chǎn)生力的作用，使炮彈獲得極大的發(fā)射速度．下列各俯視圖中正確表示磁場(chǎng)B方向的是(　　) 圖1 答案　B 4．(多選)通電矩形導(dǎo)線框abcd與無(wú)限長(zhǎng)通電直導(dǎo)線MN在同一平面內(nèi)，電流方向如圖2所示，ab邊與MN平行．關(guān)于MN的磁場(chǎng)對(duì)線框的作用，下列敘述正確的是(　　) 圖2 A．線框有兩條邊所受的安培力方向相同 B．線框有兩條邊所受的安培力大小相同 C．線框所受安培力的合力向左 D．線框?qū)⒗@MN轉(zhuǎn)動(dòng) 答案　BC 解析　通電矩形導(dǎo)線框abcd在無(wú)限長(zhǎng)通電直導(dǎo)線形成的磁場(chǎng)中，受到安培力的作用，對(duì)于ad邊和bc邊，所在的磁場(chǎng)相同，但電流方向相反，所以ad邊、bc邊受安培力大小相同，方向相反，即ad邊和bc邊受合力為零．而對(duì)于ab和cd兩條邊，由于在磁場(chǎng)中，離長(zhǎng)直導(dǎo)線的位置不同，ab邊近且由左手定則判斷受力向左，cd邊遠(yuǎn)且由左手定則判斷受力向右，所以ab邊、cd邊所受安培力的合力方向向左，故B、C選項(xiàng)正確． 5.如圖3所示，A為一水平放置的橡膠圓盤(pán)，帶有大量均勻分布的負(fù)電荷，在圓盤(pán)正上方水平放置一通電直導(dǎo)線，電流方向如圖所示．當(dāng)圓盤(pán)沿圖中所示方向高速繞中心軸OO′轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通電直導(dǎo)線所受安培力的方向是(　　) 圖3 A．豎直向上 B．豎直向下 C．水平向里 D．水平向外 答案　C 解析　根據(jù)圓盤(pán)帶電性質(zhì)和旋轉(zhuǎn)方向，可知圓盤(pán)上方磁場(chǎng)向上，根據(jù)左手定則可知導(dǎo)線受力水平向里． 6．如圖所示，A中導(dǎo)線放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中、與豎直方向和水平方向都有一夾角，B中導(dǎo)線放在條形磁鐵正中間的上方，水平放置，C中導(dǎo)線和矩形線框的兩個(gè)邊平行，D中導(dǎo)線垂直紙面、在通電螺線管的正上方，各圖中導(dǎo)線受到的安培力豎直向上的是(　　) 答案　D 解析　根據(jù)左手定則可知A中導(dǎo)線受到的安培力斜向左下，B中導(dǎo)線受到的安培力豎直向下，選項(xiàng)A、B錯(cuò)；C中導(dǎo)線處的磁場(chǎng)垂直紙面向外，導(dǎo)線受到的安培力水平向右，選項(xiàng)C錯(cuò)；根據(jù)安培定則可知D中螺線管右端為N極，導(dǎo)線處在水平向左的磁場(chǎng)中，根據(jù)左手定則可知導(dǎo)線受到的安培力豎直向上，選項(xiàng)D正確． 題組二　安培力作用下導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng) 7.如圖4所示，把輕質(zhì)導(dǎo)線圈用絕緣細(xì)線懸掛在磁鐵N極附近，磁鐵的軸線穿過(guò)線圈的圓心且垂直線圈平面．當(dāng)線圈內(nèi)通以圖中方向的電流后，線圈的運(yùn)動(dòng)情況是(　　) 圖4 A．線圈向左運(yùn)動(dòng) B．線圈向右運(yùn)動(dòng) C．從上往下看順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) D．從上往下看逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) 答案　A 解析　解法一：電流元法． 甲 首先將圓形線圈分成很多小段，每一段可看做一直線電流元，取其中上、下兩小段分析，其截面圖和受安培力情況如圖甲所示．根據(jù)對(duì)稱(chēng)性可知，線圈所受安培力的合力水平向左，故線圈向左運(yùn)動(dòng)．只有選項(xiàng)A正確． 解法二：等效法． 將環(huán)形電流等效成小磁針，如 乙 圖乙所示，根據(jù)異名磁極相吸引知，線圈將向左運(yùn)動(dòng)，選A.也可將左側(cè)條形磁鐵等效成環(huán)形電流，根據(jù)結(jié)論“同向電流相吸引，異向電流相排斥”也可判斷出線圈向左運(yùn)動(dòng)，選A. 8.把一根柔軟的螺旋形彈簧豎直懸掛起來(lái)，使它的下端剛好跟杯里的水銀面相接觸，并使它組成如圖5所示的電路圖．當(dāng)開(kāi)關(guān)S接通后，將看到的現(xiàn)象是(　　) 圖5 A．彈簧向上收縮 B．彈簧被拉長(zhǎng) C．彈簧上下跳動(dòng) D．彈簧仍靜止不動(dòng) 答案　C 解析　因?yàn)橥姾螅€圈中每一圈之間的電流是同向的，互相吸引，線圈就縮短，電路就斷開(kāi)，一斷開(kāi)電流消失，線圈就又落下接通電路……如此通斷通斷，就上下跳動(dòng)． 9.通有電流的導(dǎo)線L1、L2處在同一平面(紙面)內(nèi)，L1是固定的，L2可繞垂直紙面的固定轉(zhuǎn)軸O轉(zhuǎn)動(dòng)(O為L(zhǎng)2的中心)，各自的電流方向如圖6所示．下列哪種情況將會(huì)發(fā)生(　　) 圖6 A．因L2不受安培力的作用，故L2不動(dòng) B．因L2上、下兩部分所受的安培力平衡，故L2不動(dòng) C．L2繞軸O按順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng) D．L2繞軸O按逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng) 答案　D 解析　由右手螺旋定則可知導(dǎo)線L1上方磁場(chǎng)的方向?yàn)榇怪奔埫嫦蛲猓译x導(dǎo)線L1的距離越遠(yuǎn)的地方，磁場(chǎng)越弱，導(dǎo)線L2上的每一小部分受到的安培力方向水平向右，由于O點(diǎn)下方的磁場(chǎng)較強(qiáng)，則安培力較大，因此L2繞軸O按逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，D選項(xiàng)對(duì)． 10.如圖7所示，把一通電直導(dǎo)線放在蹄形磁鐵磁極的正上方，導(dǎo)線可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)．當(dāng)導(dǎo)線中通有如圖所示方向的電流I時(shí)，導(dǎo)線將(從上往下看)(　　) 圖7 A．順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)向下運(yùn)動(dòng) B．順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)向上運(yùn)動(dòng) C．逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)向下運(yùn)動(dòng) D．逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)向上運(yùn)動(dòng) 答案　C 解析　將導(dǎo)線AB從N、S極的中間O分成兩段，AO、BO段所在處的磁場(chǎng)方向如圖甲所示．由左手定則可得AO段受安培力的方向垂直紙面向外，BO段受安培力的方向垂直紙面向里，從上向下看，導(dǎo)線AB將繞O點(diǎn)沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)． 　　　　　　 甲　　　　 　乙 再根據(jù)導(dǎo)線轉(zhuǎn)過(guò)90時(shí)的特殊位置判斷其上下運(yùn)動(dòng)情況．如圖乙所示，導(dǎo)線AB此時(shí)受安培力方向豎直向下，導(dǎo)線將向下運(yùn)動(dòng)． 由上述兩個(gè)特殊位置的判斷可知，當(dāng)導(dǎo)線不在上述的特殊位置時(shí)，所受安培力使AB逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)還要向下運(yùn)動(dòng)． 題組三　安培力作用下的受力分析問(wèn)題 11．兩個(gè)傾角均為α的光滑斜面上，各放有一根相同的金屬棒，分別通有電流I1和I2，兩種情況下B的大小相同，方向如圖8甲、乙所示，兩金屬棒均處于靜止?fàn)顟B(tài)，兩種情況下電流之比I1∶I2為多少？ 圖8 答案　1∶cos α 解析　甲圖中金屬棒受力分析如圖所示 BI1L＝mgtan α① 乙圖中金屬棒受力分析如圖所示 BI2L＝mgsin α② 由①②得：＝. 12.用兩個(gè)一樣的彈簧吊著一根銅棒，銅棒所在虛線范圍內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，棒中通以自左向右的電流(如圖9所示)，當(dāng)棒靜止時(shí)，兩彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)均為F1；若將棒中的電流方向反向(大小保持不變)，當(dāng)棒靜止時(shí)，兩彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)均為F2，且F2＞F1，根據(jù)這兩個(gè)數(shù)據(jù)，試求： 圖9 (1)磁場(chǎng)的方向； (2)安培力的大小(用F1、F2表示)； (3)銅棒的重力． 答案　見(jiàn)解析 解析　(1)由F2＞F1，可以確定磁場(chǎng)的方向?yàn)榇怪奔埫嫦蚶铮? (2)(3)設(shè)銅棒的重力為G，安培力的大小為F，則由平衡條件得：2F1＝G－F， 2F2＝G＋F， 根據(jù)這兩個(gè)方程，解得 銅棒的重力G＝F1＋F2 安培力的大小F＝F2－F1.