安培力的微观解析（立体图转化为平面图解有关安培力问题）

因为安培力的方向垂直B与I所决定的平面，这就涉及到三维空间的立体几何问题，物体还有可能受到重力、弹力、摩擦力等其它力作用，对物体进行受力分析时，极不方便，无法清晰准确画出其受力情况，解决此类问题，可将三维立体图转化为二维平面图，通过三视图(主视图，左视图，俯视图)等方法把所有受力画在同一平面上，比较清晰准确画出物体受力分析示意图。应用三视图要选择恰当的角度进行描述。

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，

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.

【答案】BIS/2

【练习】

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（）

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.