沪科版上海课件物理高二第一学期B 探究安培力PPT课件分析
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高中物理选修沪科课件探究安培力PPT
学习目标
思维脉络
1.知道安培力的概念,学会用左手定则判
定安培力的方向。
2.观察安培力方向与哪些因素有关的实验,记
录实验现象并得出相关结论。
3.掌握 F=BIL 是 B 与 L 垂直情况下安培力的
大小,并对公式拓展应用,即 F=BILsin θ,θ 为 B
与 L 的夹角。
探究一
探究二
3.如图所示,若磁场和电流成 θ 角时,可以将磁感应强度 B 正交分解成 B
⊥=Bsin θ 和 B∥=Bcos θ,而 B∥对电流是没有作用的。
F=ILB⊥=ILBsin θ,即 F=ILBsin θ。
探究一
探究二
例题 2
如图所示,相距 20 cm 的两根光滑平行铜导轨,导轨平
由左手定则可得 AO 段受安培力方向垂直于纸面向外,BO 段受安培力的方
向垂直纸面向里,可见从上向下看,导线 AB 将绕 O 点逆时针转动。
探究一
探究二
再根据导线转过 90°时的特殊位置判断其上下运动情况。如图乙所示,
导线 AB 此时受安培力方向竖直向下,导线将向下运动。
由上述两个特殊位置的判断可知,当导线在题中所给状态时,所受安培
通电导线在非匀强磁场中受到的安培力是每一小段导线受到的安培力的
合力。
探究一
探究二
探究一通电导线在安培力作用下的运动问题
问题导引
在现代生活中,洗衣机、电冰箱、录音机、吹风机等等使我们的生活
丰富多彩,你知道这些电器工作时共同的特点是什么吗?它产生的原理又是
什么呢?
提示这些电器工作时的共同特点是都要使用电动机。而电动机
理吗?
电流天平
提示磁场对通电导线的作用力。
学习目标
思维脉络
1.知道安培力的概念,学会用左手定则判
定安培力的方向。
2.观察安培力方向与哪些因素有关的实验,记
录实验现象并得出相关结论。
3.掌握 F=BIL 是 B 与 L 垂直情况下安培力的
大小,并对公式拓展应用,即 F=BILsin θ,θ 为 B
与 L 的夹角。
探究一
探究二
3.如图所示,若磁场和电流成 θ 角时,可以将磁感应强度 B 正交分解成 B
⊥=Bsin θ 和 B∥=Bcos θ,而 B∥对电流是没有作用的。
F=ILB⊥=ILBsin θ,即 F=ILBsin θ。
探究一
探究二
例题 2
如图所示,相距 20 cm 的两根光滑平行铜导轨,导轨平
由左手定则可得 AO 段受安培力方向垂直于纸面向外,BO 段受安培力的方
向垂直纸面向里,可见从上向下看,导线 AB 将绕 O 点逆时针转动。
探究一
探究二
再根据导线转过 90°时的特殊位置判断其上下运动情况。如图乙所示,
导线 AB 此时受安培力方向竖直向下,导线将向下运动。
由上述两个特殊位置的判断可知,当导线在题中所给状态时,所受安培
通电导线在非匀强磁场中受到的安培力是每一小段导线受到的安培力的
合力。
探究一
探究二
探究一通电导线在安培力作用下的运动问题
问题导引
在现代生活中,洗衣机、电冰箱、录音机、吹风机等等使我们的生活
丰富多彩,你知道这些电器工作时共同的特点是什么吗?它产生的原理又是
什么呢?
提示这些电器工作时的共同特点是都要使用电动机。而电动机
理吗?
电流天平
提示磁场对通电导线的作用力。
2017沪科版高中物理选修(3-1)5.4《探究安培力》
【解析】
A图中I与B平行应不受安培力，故A错误，
由左手定则知B、C错误，D正确．
【答案】 D
【备选例题】(教师用书独具) 如图教5－4－2所示，两条导线相互垂直，但相隔一段 距离．其中AB固定，CD能自由活动，当直线电流按图示方 向通入两条导线时，导线 CD将(从纸外向纸内看)( )
A．顺时针方向转动同时靠近导线AB B．逆时针方向转动同时离开导线AB C．顺时针方向转动同时离开导线AB D．逆时针方向转动同时靠近导线AB
【答案】 D
2． (2012· 三明一中高二检测 )如图 5－ 4－ 7所示为一种自 动跳闸的闸刀开关， O是转动轴， A是绝缘手柄， C是闸刀卡 口， M、 N接电源线，闸刀处于垂直纸面向里、B＝ 1 T的匀 强磁场中， CO间距离为 10 cm，当磁场力为 0.2 N时，闸刀开 关会自动跳开．则要使闸刀开关能跳开， CO中通过的电流 的大小和方向为 ( ) A．电流方向C→O
【答案】 D
安培力大小的计算
【问题导思】 1．公式F＝BIL成立的条件是什么？ 2．如何计算磁场中弯曲导线所受安培力的大小？
1．计算方法 (1)当B与I垂直时，F＝BIL. (2)当B与I成θ角时，F＝BILsin θ. (3)当B与I平行时，F＝0.
2．应用公式时应注意 (1)L为有效直长度．若导线是弯曲的，此时公式F＝ BILsin θ中的 L并不是导线的总长度，而应是弯曲导线的
5．4
探究安培力
教师用书独具演示
●课标要求 1．通过实验，认识安培力． 2．会判断安培力的方向． 3．会计算匀强磁场中安培力的大小．
●课标解读 1．观察探究安培力方向和安培力大小的实验，记录实验 现象并得出相关结论． 2．会用左手定则判断安培力的方向． 3．掌握安培力的表达式，会计算匀强磁场中安培力的大 小．
上海科技教育出版社(沪科版)高中物理选修3-1：探究安培力_课件3
解上述方程得：Imin＝0.14 A
答案：0.14 A≤ I ≤0.46 A
课堂练习
1、请根据图中给出的条件，运用左手定则, 判断各图中第三个物理量的方向．
B
I F
答案： （a）F垂直于纸面向里 （b）F垂直于纸面向里 （c）B垂直于纸面向外
（d）I由左向右 （e）F垂直于I斜向右下方
2、如图所示，一金属直杆MN两端接有导 线，悬挂于线圈上方，MN与线圈轴线均处 于竖直平面内，为使MN垂直纸面向外运动， 下列甲种接线方法正确的是（ A 、B ）。
B∥
L1＝ 2d
L2＝2R
L3＝ 2R
L4＝ 3R
L有效为在⊥B的平面上连接导线两个端点的直线长度。
三、安培力的应用示例
2、电流表（磁电式电表）原理
磁
电
式
电
表
构
造
磁电式电表的磁场
线圈转过的角度θ ∝安培力力矩MF ∝安培力F ∝电流I
表盘刻度均匀
Байду номын сангаас
三、安培力的应用示例
3、判断磁场中的通电导体运动问题的方法 （1）电流元分析法 （运用左手定则判断一小段导线的力） （2）特殊位置分析法 （分过程分析） （3）等效分析法（利用磁极相互作用规律判断） 环形电流 小磁针 通电螺线管 条形磁铁
（2）棒只受mg和磁场力F作用，由平衡条件知F＝mg，
且磁场力F竖直向上。 B2 F2 / IL mg / I，方向水平向左。
• 解：如图甲、乙所示是电流最大和最
小两种情况下杆ab的受力分析图.
根据甲图列式如下：
＝BImaxd
BImaxd －mgsinθ－ μN ＝0
N－mgcosθ＝0
探究安培力PPT课件 沪科版
第三节 探究安培力 安培力——磁场对电流的作用力称为安培力。 二、实验探究安培力的大小
第三节 探究安培力 二.安培力的大小
【猜想与验证】影响安培力大小的因素 ①磁场的强弱 ②电流的大小 ③电流的长度
实验过程
控制变量法: <1>. 保持通电导线在磁场中的长度一定，改 变电流的大小。
电流越大，安培力越大
场方向垂直的情况下，电流所受的安培力F 等于 磁感应强度B、电流I和导体的长度L三 者的乘积。 适用条件：通电导线与磁场方向垂直
B1
B2
4、安培力大小
当通电导线垂直于磁场方向放置时，
F＝BIL 当通电导线平行于磁场方向放置时， F＝0 当通电导线与磁场方向成θ角时，
F＝ BILsin
小结
1、磁感应强度 （1）定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线， 所受的安培力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值 叫做磁感应强度。 F （2）定义式：B = （匀强磁场、电流方向与磁场 IL 方向垂直） （3）单位：特斯拉（T） （4）磁感应强度是矢量，是从力的角度描述磁场强 弱和方向的物理量。 （5）磁感线的疏密程度大致表示磁感应强度的大小； 磁感线的切线方向描述该点的磁场方向，即磁感应强 度的方向。 （6）磁感应强度的大小和方向处处相同的磁场叫做 匀强磁场。
第三节 探究安培力
【课后作业】
如图所示，两平行光滑导轨相距 0.2m ，与水平面夹角为 450 ，
金属棒MN的质量为0.1kg，处在竖直向上磁感应强度为1T的 匀强磁场中，电源电动势为6V，内阻为1Ω，为使MN处于静 止状态，则电阻R应为多少？(其他电阻不计)
• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
54探究安培力 (沪科版选修31)解析PPT课件
课
学
堂
教
法 【问题导思】
互 动
分
析 1．安培力的方向由什么因素决定？
探 究
2．磁场方向是否要和电流方向一定垂直？
教
当
学
1．安培力的方向既垂直于电流的方向，又垂直 堂
方
双
案 设
于磁场的方向．即安培力的方向垂直于电流跟磁场
基 达
计
标
决定的平面，所以判断安培力的方向时，首先确定
磁场和电流所确定的平面，从而判断出安培力的方
课 堂 互 动 探 究
当 堂 双 基 达 标
课 时 作 业
HK ·物理 选修3-1
教 学
2．原理：如图5－4－2所示，分别给电流天平的E
课 堂
教
互
法 分 析
形导线和螺线管通电．通电导线CD段将会受到向
动 探 究
下的安培力，横臂右端因安培力而向下倾斜．在横
教 臂左端加上适当的钩码，使天平恢复平衡．电流天 当
互
法
分 相隔一段距离．其中 AB 固定，CD 能自由活动，当直线电流
析
动 探 究
按图示方向通入两条导线时，导线 CD 将(从纸外向纸内
教 看)( )
当
学
堂
方
双
案 设
A．顺时针方向转动同时靠近导线 AB
基 达
计
标
B．逆时针方向转动同时离开导线 AB
课
C．顺时针方向转动同时离开导线 AB
前 自
D．逆时针方向转动同时靠近导线 AB
学
堂
方 定的，但已知安培力和磁场方向时，电流方向不确定．
双
案
基
设 计
达
3．与磁场力相比，电场力是纵向力，其方向总是与电 标
高二物理安培力的应用PPT精品课件
直流电动机的运转过程：
常见的直流电动机：
【说明】 大多数微型和小型直流电动机是用永磁铁提供磁场，而
大型和超大型直流电动机是用励磁电流来提供磁场的。
大型和超大型直流电机的生产和维修
大型和超大型直流电机的生
二、 磁电式电表
在强蹄形磁铁的两极间有一个固定的 圆柱形铁芯，铁芯外面套有一个可以 转动的铝框，在铝框上绕有线圈。铝框 的转轴上装有两个螺旋弹簧和一个指针 线圈的两端分别接在两个螺旋的弹簧上， 被测电流经过这两个弹簧流入线圈 【说明】
THANKS
FOR WATCHING
演讲人: XXX
PPT文档·教学课件
由于磁场对电流的作用力跟电流成正比，因而安培力的 力矩也跟电流成正比，而螺旋形弹簧的扭矩与指针转过的角 度成正比，所以磁电式电表的表盘刻度是均匀的。
蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀 辐射分布的，通电线圈不管转到什么 角度线圈的平面跟磁感线平行。当电 流通过线圈的时候，线圈上跟铁芯轴 线平行的两边受到的安培力产生力矩 使线圈发生扭转。同时，螺旋弹簧被 扭转，产生一个阻碍线圈转动的力矩。 其大小随线圈转动角度的增大而增大。直到上述两个力矩相平衡 线圈才会停下来。
安培力的应用
一、 直流电动机 【实验与探究】 1.直流电动机的结构 2.直流电动机的原理 3.直流电动机的启动 4.直流电动机转速的调节
【说明】 直流电动机最突出的优点是通过改变输入电压很容易调
节它的转速，而交流电动机的调速就不太方便。因此，不少 需要调速的设备，都采用直流电电动机。如：无轨电车和电 气机车都是用直流电动机来开动的。
物理选修沪科版探究安培力精品课件(与“方向”有关优秀PPT文档)
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第6页，共9页。
【例题3】如图所示，两平行光滑导轨相距0.2m，与水平面夹角为450，金属 棒MN的质量为0.1kg，处在竖直向上磁感应强度为1T的匀强磁场中，电源电动势 为6V，内阻为1Ω，为使MN处于静止状态，则电阻R应为多少？(其他电阻不
计)
解 ： 由 导 线 静 止 平 衡 得 : F 安 co s4 5m gsin4 5
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第8页，共9页。
9
第9页，共9页。
SN B
定义式：
B F I l
适用条件：B⊥I (l)
2）意义：从力的性质出发表示磁场强弱和方向的物理量
SN B
4）方向特点：
B 的方向与安培力F 的方向垂直。可用左手定则确定B、F、I之间的关系
4
第4页，共9页。
3、利用电流天平的平衡测磁感应强度
1）结构：螺线管、横臂、指针、E形导线、调平螺母、转换开关、中心触点、挂钩、勾码、接线柱
解 得 :F 安 m g= 0 .1 1 0 N = 1 N Fn
F安
又 F 安 = B IL得 I B F 安 L 1 1 0 .2A 5 A
N
×
根据闭合电路欧姆定律 I E
mg
Rr
得：R=Er610.2 I5
【答案】R=0.2Ω
7
第7页，共9页。
磁通量：我们将磁感应强度B 与垂直磁场平面面积S 的乘积，叫做穿过这个面的磁通
2）作用：侧通电螺线管内磁感应强度B
3）原理：等臂天平平衡时通电导线所受安 培力的大小跟所挂钩码重力相等
F m g另 由 定 义 B =F 可 测 出 磁 感 应 强 度 B IL
例题：右表给出某次用电流天平测通电螺线中的磁感 应强度的数据，是根据记录数据求B.
沪科版(上海)物理高二第一学期(试用版)第十章 B 探究安培力课件
【答案】由左手定则作答。
×F
F
F
F
【注意】安培力的方向永远与导线垂直。
二.安培力的大小
【猜想与验证】影响安培力大小的 因素
磁感应强度 电流的大小 导线的长度
利用电流天平探究安培力的大小 (1)关于电流天平的说明
二、安培力的大小
1、安培力大小的测量
电流天平的测量原理：等臂天平平衡时通电导线所受安 培力的大小跟所挂钩码重力相等。
磁
I
场
B
安培力的方向、磁感应强度 方向、电流方向遵循左手定则。
左手定则：
伸开左手,使拇指与其余四 个手指垂直,并且都与手掌 在同一平面内;让磁感线从 掌心进入,并使四指指向电 流的方向，这时拇指所指 的方向就是通电导线在磁 场中所受安培力的方向.
例：左手定则运用
B F
F B
【例题】画出图中第三者的方向。
探究安培力
安培力——磁场对电流的作用力称为安培 力。
一.安培力的方向
猜想与验证：影响安培力方向的因素
电流的方向
磁场的方向
安培力的方向实验
按照图示进行实验。
改变导线中电流的方向，观察受力方向是
否改变，再改变磁场的方向，观察受力方
向是否改变。
F
FI
B
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
I B
F
F
安培力的方向：
既跟磁场方向垂直，也跟电 流方向垂直，又跟电流的流 向和磁场的指向有关
F=BIL (B I L三者为两两垂直)
（2）平行时：F＝0
(3).问题:若既不平行也不垂直呢?
B
θ
I
当磁感应强度B的方向与I的方向成θ角时， 它平可行以的分分解量为B∥与导线垂直的分B量B⊥和与导线
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（将B分解成B⊥和B∥，其中 F=B⊥IL=BILsinθ）
IB
匀
I
B强
磁
I
场
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例：左手定则运用
B F
F B
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二、安培力的大小
1、安培力大小的测量
电流天平的测量原理：等臂天平平衡时通电导线所受安 培力的大小跟所挂钩码重力相等。
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利用电流天平探究安培力的大小
(2)制定计划和设计实验 如何改变磁感应强度的大小 如何改变电流的大小 如何改变通电导线的长度
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【例题】画出图中第三者的方向。
【答案】由左手定则作答。
F
F
F
【注意】安培力的方向永远与导线垂直。
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×F
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二.安培力的大小
【猜想与验证】影响安培力大小的 因素
磁感应强度 电流的大小 导线的长度
B⊥＝ Bsin θ
θ
B∥ =Bcosθ 其中B∥ 不产生安培力，导I线所受到的安
培力只是B⊥产生的，由此又可以得到F＝
BILsin θ
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若既不平行也不垂直
公式F=BILsinθ
B
θ
I
θ表示磁场方向与电流方向间的夹角，
此公式仅适用于匀强磁场.
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小结:
1）当I B， F=BIL
2）当I // B， F=0
3）当I与B有夹角时， F=BIL sin
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2、安培力的大小 （1）在匀强磁场中，在通电直导线与磁 场方向垂直的情况下，导线所受安培力F 的大小跟磁感应强度B、电流I和导线的 长度L都成正比。
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利用电流天平探究安培力的大小 (1)关于电流天平的说明
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探究安培力
安培力——磁场对电流的作用力称为安培 力。
一.安培力的方向
猜想与验证：影响安培力方向的因素
电流的方向
磁场的方向
安培力的方向实验
按照图示进行实验。
改变导线中电流的方向，观察受力方向是
否改变，再改变磁场的方向，观察受力方
向是否改变。
F
FI
B
I B
F
F
安培力的方向：
既跟磁场方向垂直，也跟电 流方向垂直，又跟电流的流 向和磁场的指向有关
安培力的方向、磁感应强度 方向、电流方向遵循左手定则。
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左手定则：
伸开左手,使拇指与其余四 个手指垂直,并且都与手掌 在同一平面内;让磁感线从 掌心进入,并使四指指向电 流的方向，这时拇指所指 的方向就是通电导线在磁 场中所受安培力的方向.
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(3).问题:若既不平行也不垂直呢?
B
θ
I
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当磁感应强度B的方向与I的方向成θ角时， 它平可行以的分分解量为B∥与导线垂直的分B量B⊥和与导线
即： F=KBIL
在SI制中，K=1，上式可表示为
F=BIL (B I L三者为两两垂直)
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（2）平行时：F＝0
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IB
匀
I
B强
磁
I
场
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例：左手定则运用
B F
F B
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二、安培力的大小
1、安培力大小的测量
电流天平的测量原理：等臂天平平衡时通电导线所受安 培力的大小跟所挂钩码重力相等。
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利用电流天平探究安培力的大小
(2)制定计划和设计实验 如何改变磁感应强度的大小 如何改变电流的大小 如何改变通电导线的长度
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【例题】画出图中第三者的方向。
【答案】由左手定则作答。
F
F
F
【注意】安培力的方向永远与导线垂直。
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×F
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二.安培力的大小
【猜想与验证】影响安培力大小的 因素
磁感应强度 电流的大小 导线的长度
B⊥＝ Bsin θ
θ
B∥ =Bcosθ 其中B∥ 不产生安培力，导I线所受到的安
培力只是B⊥产生的，由此又可以得到F＝
BILsin θ
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若既不平行也不垂直
公式F=BILsinθ
B
θ
I
θ表示磁场方向与电流方向间的夹角，
此公式仅适用于匀强磁场.
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小结:
1）当I B， F=BIL
2）当I // B， F=0
3）当I与B有夹角时， F=BIL sin
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2、安培力的大小 （1）在匀强磁场中，在通电直导线与磁 场方向垂直的情况下，导线所受安培力F 的大小跟磁感应强度B、电流I和导线的 长度L都成正比。
沪科版上 海课件 物理高 二第一 学期B 探究安培力P PT 课件分析
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利用电流天平探究安培力的大小 (1)关于电流天平的说明
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探究安培力
安培力——磁场对电流的作用力称为安培 力。
一.安培力的方向
猜想与验证：影响安培力方向的因素
电流的方向
磁场的方向
安培力的方向实验
按照图示进行实验。
改变导线中电流的方向，观察受力方向是
否改变，再改变磁场的方向，观察受力方
向是否改变。
F
FI
B
I B
F
F
安培力的方向：
既跟磁场方向垂直，也跟电 流方向垂直，又跟电流的流 向和磁场的指向有关
安培力的方向、磁感应强度 方向、电流方向遵循左手定则。
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左手定则：
伸开左手,使拇指与其余四 个手指垂直,并且都与手掌 在同一平面内;让磁感线从 掌心进入,并使四指指向电 流的方向，这时拇指所指 的方向就是通电导线在磁 场中所受安培力的方向.
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(3).问题:若既不平行也不垂直呢?
B
θ
I
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当磁感应强度B的方向与I的方向成θ角时， 它平可行以的分分解量为B∥与导线垂直的分B量B⊥和与导线
即： F=KBIL
在SI制中，K=1，上式可表示为
F=BIL (B I L三者为两两垂直)
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（2）平行时：F＝0
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