安培力的方向垂直B和I所决定的平面。这就涉及到立体图形,

给受力分析和计算带来很大困难,解决方法就是选择恰当的角度,把立体图转化为平面图,主要就是三视图法,即主视图、侧视图、俯视图。
求解安培力作用下物体的平衡和运动是常见的一类题型,体现了学科内知识的综合应用,考查了知识的迁移能力,在解决这类问题时应把握以下几点:
(1)将立体图转化为平面(截面)图,将抽象的空间受力分析转移到纸面上进行,一般要画出与导体棒垂直的平面,将题中的角度、电流的方向、磁场的方向标注在图上,然后进行分析;
(2)注意要按正确的顺序进行受力分析,先重力,然后安培力,最后弹力和摩擦力,这是因为弹力和摩擦力是被动方,力的有无和方向与其他力有关;
(3)注意安培力的方向既垂直于磁场方向同时又垂直于电流方向,即一定垂直于两者确定的平面。
常见立体图转平面图

例题:如图所示,

矩形线圈abcd放在匀强磁场中,磁场方向沿z轴正向,磁感强度B=1.34×10⁻²T。线圈边长oa=6cm,ab=8cm,线圈是均匀的,总质量为2.8×10⁻³kg,线圈可绕oa边自由转动,要使线圈静止在与xoz平面成30°角位置,则线圈中电流的方向为___,大小为___A。

例题:如图甲所示,

在水平地面上固定一对与水平面倾角为α的光滑平行导电轨道,轨道间的距离为l,两轨道底端的连线与轨道垂直,顶端接有电源.将一根质量为m的导体棒ab放在两轨道上,且与两轨道垂直.已知轨道和导体棒的电阻及电源的内电阻均不能忽略,通过导体棒的恒定电流大小为I,方向由a到b,图乙为图甲沿a→b方向观察的平面图,若重力加速度为g,在轨道所在空间加一竖直向上的匀强磁场,使导体棒在轨道上保持静止.
(1)请在图乙所示的平面图中画出导体棒受力的示意图;
(2)求出磁场对导体棒的安培力的大小;
(3)如果改变导轨所在空间的磁场方向,试确定使导体棒在轨道上保持静止的匀强磁场磁感应强度B的最小值的大小和方向.

例题:如图甲所示,

导体杆ab的质量为m,电阻为R,放置在与水平面夹角为θ的倾斜金属导轨上.导轨间距为d,电阻不计,系统处在竖直向上的匀强磁场中磁感应强度为B.电池内阻不计,问:
(1)若导轨光滑,电源电动势E多大能使导体杆静止在导轨上?
(2)若杆与导轨之间的动摩擦因数为μ,且不通电时导体不能静止在导轨上,要使杆静止在导轨上,电池的电动势应多大?
【解析】
最恰当的描述角度是把眼睛放在b处,转化成为了正视图,导线看到一个圆圈,电流远离而去,画×,磁场B向上,安培力水平向右,支持力垂直斜面向上,重力向下,摩擦力平行斜面,这样,物体的所有力都能画在同一平面上了,如图乙所示.因为摩擦力可沿斜面向下或者向上,因此电动势是一个取值范围.
例题:如图所示,

电源电动势为E=3V,内阻不计,导体棒质量m=60g,长L=1m,电阻R=1.5Ω,匀强磁场竖直向上,大小为B=0.4T.当开关S闭合后,棒从用铁杆固定的光滑绝缘环的底端上滑到某一位置静止.(g取10m/s²)
(1)求在此位置上棒对每只环的压力各为多少?
(2)若已知绝缘环半径0.5m,求此静止位置与环底高度差△h为多少?
【解析】
最恰当的角度是左视图

【答案】(1)0.5N (2)0.2m
例题:如图甲所示,

abcd是一竖直的矩形导线框,线框面积为S,放在磁感应强度为B的匀强水平磁场中,ab边在水平面内且与磁场方向成60°角.若导线框中的电流为,则导线框所受的安培力对某竖直的固定轴的力矩等于___.
【解析】把立体图转化为平面俯视图,如图乙所示。
【答案】BIS/2
【练习】
例题:如图所示,

质量为m、长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于O、O′,并处于匀强磁场中,当导线中通以沿正方向的电流,且导线保持静止时,悬线与竖直方向夹角为θ.则磁感应强度方向和大小可能为(AC)
A.z轴正方向,mgtanθ/IL
B.y轴方正向,mg/IL
C.z轴负方向,mgtanθ/IL
D.沿悬线向上,mgsinθ/IL
立体图转化为正视图,侧视图,俯视图.