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在安培力作用下物体运动方向的判断

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在安培力作用下物体运动方向的判断

如果我们能透彻的理解安培力产生的基本原理,掌握安培力产生的特点,和解题技巧,那么磁场方面的问题也就不难分析了。

标签:物理;安培力;运动

磁场对电流的作用力叫安培力,如果我们能透彻的理解安培力产生的基本原理,掌握安培力产生的特点这类问题也就不难分析了。

判断安培力的方法:

1、电流元法2、特殊位置法3、等效法4、利用结论法5、巧用愣次定律6、转变对象,巧用牛顿第三定律。

一、电流元法

即把整段电流、等效为多段,直线电流元先用左手定则判断出每小段电流元,所受安培力的方向,从而判断出整段电流所受合力方向,最后确定运动方向。

二、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安培力方向,从而确定运动方向。

答案:A

三、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。

例1、一轻质通电圆环,电流方向如图1所示,在环的正下方有一束高速电子流沿与环垂直的方向自右向、左通过圆环,试确定圆环的运动情况。

解析:①把环形电流等交成小磁针,根据右手螺旋定则可判断出磁极方向,如图2-b所示。

②把电子流等效成直线电流,由于电子运动方向与电流方向推反,所以可判断出电流方向,等效后重新作图2-b。所以可得,从上往下看,圆环逆时针转动。

例2、如图2所示,带负电的金属环绕轴OO′的角速度,ω匀速旋转,在环左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是()

A.N极竖直向

B.N极竖起向下

C.N极沿轴线向右

D.N极沿轴线向左

讲析:带负电的金属环旋转等效为反方向环形电流,环形电流又可等效为条形磁铁等效后作图3,所以磁针N极指向右方,C正确。

四、利用结论法

(1)两电流相互平行时转动趋势,同向电器推进收引,反向电流相互排斥。

(2)两电流不平行时,有转动相互平行,且电流方向相同的趋势,并且通过导线总是沿着最短的路径,转到两电流方向相同的位置。

五、巧用愣次定理

根据愣次定理,当线圈内的磁通量发生变化时有阻碍其变化的趋势,而产生电流或移动。

六、转变对象

巧用牛顿第三定律:当一个对象不好受力分析时,可以对与之相互作用的物体受力分布。

例3、一固定无限长直导线有电流I,有一固定矩线圈与其共面,如图5所示,当电流减小时,通电导线的受安培力方向。

解析:①根据楞次定律、电流减小时,穿过线圈的磁通量减小,线框将有向左侧磁场更强的区域运动来阻碍磁通量的减小的趋势。但由于线圈固定,所以线圈将受向左的安培力。②根据牛顿第三定律,线圈受向左的安培力,这力是由导线施加的,所以通电导线受力向右。

总之,在解题时,首先对习题的已知條件仔细分析,判断条件与所求问题间的联系。把已知条件转化为我们建立模型的材料。解题时只有充分理解概念、定理,灵活运用方法,才能解题时又快又准。

参 考 文 献

[1]杨西伦.例谈电磁感应中的“双杆问题”[J].物理通报,2012(1).

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