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文档简介
通电导体在安培力作用下的平衡问题分析思路(1)确定研究对象,对研究对象进行受力分析(2)画出受力平面图(侧视图、剖面图等)(3)依据平衡条件或牛顿第二定律列方程一、例题讲解例1重力为G长度为L的导体棒MN静止于水平导轨上。通过MN的电流强度为I,匀强磁场的磁感应强度为B,其方向与导轨平面呈斜向右上方,如图所示。求:MN受到的支持力和摩擦力。例2如图所示,一根长为0.2m的金属棒放在倾角为=370的光滑斜面上,并通以I=5A电流,方向如图所示,整个装置放在磁感应强度为B=0.6T,竖直向上的匀强磁场中,金属棒恰能静止在斜面上,则该棒的重力为多少?BI例3质量为m0.02 kg的通电细杆ab置于倾角37的平行放置的导轨上,导轨的宽度d0.2 m,杆ab与导轨间的动摩擦因数0.4,磁感应强度B2 T的匀强磁场与导轨平面垂直且方向向下,如右图所示,现调节滑动变阻器的触头,试求出为使杆ab静止不动,通过ab杆的电流范围为多少?(g取10 m/s2)二、巩固练习1在倾角为的斜面上,放置一段通有电流强度为I,长度为L,质量为m的导体棒a,(通电方向垂直纸面向里),如图所示。(1)如斜面光滑,欲使导体棒静止在斜面上,应加匀强磁场,磁场应强度B最小值是多少?(2)如果要求导体棒a静止在斜面上且对斜面无压力,则所加匀强磁场磁感应强度又如何?2如图所示,在倾角为37的光滑斜面上有一根长为0.4 m,质量为6102 kg的通电直导线,电流强度I1 A,方向垂直于纸面向外,导线用平行于斜面的轻绳拴住不动,整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4 T,方向竖直向上的磁场中设t0时,B0,则需要多长时间,斜面对导线的支持力为零?此时绳的拉力? (g取10 m/s2)【拓展】:电流仅反向、经多长时间绳的拉力为零?(g取10 m/s2)3(2012辽宁联考)如图所示,PQ和EF为水平放置的平行金属导轨,间距为L1.0 m,导体棒ab跨放在导轨上,棒的质量为m20g,棒的中点用细绳经轻滑轮与物体c相连,物体c的质量M30g在垂直导轨平面方向存在磁感应强度B0.2 T的匀强磁场,磁场方向竖直向上,重力加速度g取10 m/s2.若导轨是粗糙的,且导体棒与导轨间的最大静摩擦力为导体棒ab重力的0.5倍,若要保持物体c在空中静止不动,应该在棒中通入多大的电流?电流的方向如何?4如图所示,电源电动势E2V,r0.5,竖直导轨电阻可略,金属棒的质量m0.1kg,R=0.5,它与导体轨道的动摩擦因数0.4,有效长度为0.2 m,靠在导轨的外面,为使金属棒不下滑,我们施一与纸面夹角为600且与导线垂直向外的磁场,(g=10 m/s2)求:(1)此磁场是斜向上还是斜向下?(2)B是多少?5如图所示,在倾角30的斜面上固定一金属框,框宽L0.25 m,电动势E12 V、内阻不计的电池垂直框面放有一根质量m0.2 kg的金属棒ab,它与框架的动摩擦因数.整个装置放在磁感应强度B0.8 T、垂直框面向上的匀强磁场中当调节滑动变阻器R的阻值在什么范围时,可使金属棒静止在框架上?(框架与棒的电阻不计,g取10 m/s2) 6如图所示,质量为60g的铜棒长为a=20cm,棒的两端与长为L=30cm的细软铜线相连,吊在磁感应强度B=0.5T、方向竖直向上的匀强磁场中。当棒中通过恒定电流I后,铜棒向上来回摆动,最大偏角=600,g取10m/s2,求:(1)铜棒中电流I的大小.(2)铜棒在摆动过程中的最大速率(结果保留一位有效数字)参考答案:例1、例2、答案:0.8N 例3、答案:巩固练习1、2、答案:由B0.4t T得t5 s.3、
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