内容正文:
第一章
安培力与洛伦兹力
第一章 安培力与洛伦兹力
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第一章 安培力与洛伦兹力
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一、有关安培力问题的分析与计算[科学思维]
安培力既可以使通电导体静止、运动或转动,又可以对通电导体做功,因此有关安培力问题的分析与计算的基本思路和方法与力学问题一样,先取研究对象进行受力分析,判断通电导体的运动情况,然后根据题中条件由牛顿定律或动能定理等规律列式求解。具体求解应从以下几个方面着手分析:
1.安培力的大小
(1)当通电导体和磁场方向垂直时,F=IlB。
(2)当通电导体和磁场方向平行时,F=0。
(3)当通过导体和磁场方向的夹角为θ时,F=IlBsin θ。
2.安培力的方向
(1)安培力的方向由左手定则确定。
(2)F安⊥B,同时F安⊥I,即F安垂直于B和I决定的平面,但I和B不一定垂直。
3.安培力作用下导体的状态分析
通电导体在安培力的作用下可能处于平衡状态,也可能处于运动状态。对导体进行正确的受力分析,是解决该类问题的关键。
(2022·全国甲卷)光点式检流计是一种可以测量微小电流的仪器,其简化的工作原理示意图如图所示。图中A为轻质绝缘弹簧,C为位于纸面上的线圈,虚线框内有与纸面垂直的匀强磁场;M为置于平台上的轻质小平面反射镜,轻质刚性细杆D的一端与M固连且与镜面垂直、另一端与弹簧下端相连,PQ为圆弧形的、带有均匀刻度的透明读数条,PQ的圆心位于M的中心。使用前需调零,使线圈内没有电流通过时,M竖直且与纸面垂直;入射细光束沿水平方向经PQ上的O点射到M上后沿原路反射。线圈通入电流后弹簧长度改变,使M发生倾斜,入射光束在M上的入射点仍近似处于PQ的圆心,通过读取反射光射到P