1、高考资源网（） 您身边的高考专家3.4 安培力的应用 第1课时直流电动机的工作原理1如图3411所示，把一个可以绕水平轴转动的铝盘放在蹄形磁铁之间，盘的下边缘浸在导电液体中把转轴和导电液体分别接到直流电源的两极上，铝盘就会转动起来为什么？用什么方法可以改变铝盘的转动方向？图3411答案见解析解析由于铝盘是良好的导体，我们可以把铝盘看成是由许多条金属棒拼合而成(可以与自行车轮胎上的辐条类比)接通电源后，电流从铝盘中心O处流向盘与导电液的接触处，从导电液中的引出导线流出，而这股电流恰好处在一个与电流方向垂直的磁场中，由左手定则可以判断出它受到一个与盘面平行的安培力作用，这个力对转轴的力矩不为零，所
2、以在通电后铝盘开始转动起来如果对铝盘通以一恒定的电流，则铝盘就会不停地转动下去，当阻力的力矩与安培力的力矩相等时铝盘就匀速转动由安培定则不难看出，要改变铝盘的转动方向，我们可以改变电流方向或是改变磁场的方向磁电式电流表2如图3412所示是磁电式电流表的结构图及磁极间的磁场分布图，以下选项中正确的是()图3412指针稳定后，线圈受到螺旋弹簧的力矩与线圈受到的磁力矩方向是相反的通电线圈中的电流越大，电流表指针偏转角度也越大在线圈转动的范围内，各处的磁场都是匀强磁场在线圈转动的范围内，线圈所受磁力矩与电流有关，而与所处位置无关A B C D答案C解析当阻碍线圈转动的力矩增大到与安培力使线圈转动的力矩
3、平衡时，线圈停止转动，即两力矩大小相等、方向相反，故正确；磁电式电流表蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐射分布的，不管线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行，均匀辐射分布的磁场特点是大小相等、方向不同，故错，选项正确；电流越大，电流表指针偏转的角度也越大，故正确，综合上述，C选项正确安培力作用下的物体平衡图34133如图3413所示，一根有质量的金属棒MN，两端用细软导线连接后悬于a、b两点，棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N，此时悬线上有拉力，为了使拉力等于零，可以()A适当减小磁感应强度 B使磁场反向C适当增大电流 D使电流反向答案C解析首先对MN进行受力
4、分析：其受竖直向下的重力G、受两根软导线的竖直向上的拉力和安培力当其处于平衡状态时：2FBILmg，重力mg恒定不变，欲使拉力F减小到0，应增大安培力BIL，所以可增大磁场的磁感应强度B或增加通过金属棒中的电流I，或二者同时增大，只有C项正确.(时间：60分钟)题组一直流电动机模型1在直流电动机模型中，下列说法正确的是()A当线圈平面静止在与磁感线方向垂直的位置时，若通以直流电，线圈将转动起来B随着线圈的转动，线圈上各边所受的安培力大小都要发生变化C当线圈平面与磁感线方向平行时，安培力的力矩最小D改变线圈中的输入电压，电动机的转速也将发生变化答案D2如3414图中所示，在匀强磁场中，有三个通电
5、线圈处于如下图中所示的位置，则()图3414A三个线圈都可以绕OO轴转动B只有中的线圈可以绕OO轴转动C只有中的线圈可以绕OO轴转动D只有中的线圈可以绕OO轴转动答案B解析线圈中导线受力沿线圈平面，不可以转动；线圈中导线受一转动力矩，可以转动；线圈中导线不受力，不可以转动题组二磁电式电流表3(双选)电流表中蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐射分布，当线圈中通入恒定电流时，线圈将发生转动，电流表的指针也随着偏转，最后停在某一偏角位置上，则在偏转过程中，随着偏转角度的增大()A线圈受到的安培力的力矩将逐渐增大B线圈所受安培力的力矩将逐渐减小C线圈所受安培力的力矩不变D电流表中螺旋弹簧所产生的阻碍线圈
6、转动的力矩将逐渐增大答案CD解析由MNBIS知，安培力矩保持不变，但螺旋弹簧的扭力矩Mk随角的增大而增大题组三安培力作用下的导体棒的平衡图34154如图3415所示，在倾角为的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L，质量为m的直导体棒当导体棒中的电流I垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，可将导体棒置于匀强磁场中，当外加匀强磁场的磁感应强度B的方向在纸面内由竖直向上逆时针至水平向左的过程中，关于B的大小的变化，正确的说法是()A逐渐增大 B逐渐减小C先减小后增大 D先增大后减小答案C解析通电导线在斜面上受到重力、支持力和磁场力，当磁场方向竖直向上时，导线受到的磁场力方向水平向右当磁场方向水平向左
7、时，磁场力的方向竖直向上，把重力、支持力和磁场力放在一个三角形中进行研究，可知磁场力先减小后增大，所以磁感应强度先减小后增大图34165如图3416所示，长L、质量为m的金属杆ab，被两根竖直的弹簧金属丝静止吊起，金属杆ab处在方向垂直纸面向里的匀强磁场中当金属杆中通有方向ab的电流I时，每根金属丝的拉力大小为T.当金属杆通有方向ba的电流I时，每根金属丝的拉力大小为2T.则磁场的磁感应强度B的大小为_答案 解析导体ab受重力、磁场力、弹簧的拉力而平衡当ab中的电流方向由a到b时，磁场力向上2TBILmg当ab中的电流由b到a时，磁场力向下4TBILmg解方程组得B6两个倾角均为的光滑斜面上，
8、各放有一根相同的金属棒，分别通有电流I1和I2 ，磁场的磁感应强度大小相同，方向如图3417中所示，两金属棒均处于静止状态，两种情况下电流之比I1I2_图3417答案1cos 图34187质量为m的导体棒MN静止于宽度为L的水平导轨上，通过MN的电流为I，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与导轨平面成角斜向下，如图3418所示，求MN所受的支持力和摩擦力的大小答案ILBcos mgILBsin 解析导体棒MN处于平衡状态，注意题中磁场方向与MN是垂直的，作出其侧视图，对MN进行受力分析，如图所示由平衡条件有：FfFsin ，FNFcos mg，其中FILB解得：FNILBcos mg，FfILBs
9、in .图34198如图3419所示，光滑导轨与水平面成角，导轨宽L.有大小为B的匀强磁场，方向垂直导轨面，金属杆长为L，质量为m，水平放在导轨上当回路中通过电流时，金属杆正好能静止求：电流的大小为多大？ 磁感应强度的方向如何？答案mgsin /BL方向垂直导轨面向上解析 在解这类题时必须画出截面图，只有在截面图上才能正确表示各力的准确方向，从而弄清各矢量方向间的关系因为B垂直轨道面，又金属杆处于静止状态，所以F必沿斜面向上，由左手定则知，B垂直轨道面向上大小满足BILmgsin ，Imgsin /BL.图34209如图3420所示是一个可以用来测量磁感应强度的装置：一长方体绝缘容器内部高为L
10、，厚为d，装置左右等高处装有两根完全相同的开口向上的管子a、b，上、下两端装有电极C(正极)和D(负极)并经开关S与电源连接，容器中注满能导电的液体，液体的密度为；将容器置于一匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，当开关断开时，竖直管子a、b中的液面高度相同，开关S闭合后，a、b管中液面将出现高度差若当开关S闭合后，a、b管中液面将出现高度差为h，电路中电流表的读数为I，求磁感应强度B的大小答案解析开关S闭合后，导电液体中有电流从C到D，由左手定则知导电液体受到向右的安培力F，在液体中产生附加压强p，这样，ab管中液面就会出现高度差，在液体中产生的附加压强pgh，所以B.高考资源网版权所有，侵权必究！