高中物理 第三章 磁场 3_4安培力应用（1）----视图处理学案（无答案）新人教版选修3-1.doc

3.4安培力应用（1）-视图处理【学习目标】 1熟练运用左手定则判断安培力方向 2能合理选择观察视角分析电流受力 3能进行有关安培力的计算【学习过程】学习任务：正确选择视图、受力分析平面化 情景： 如下面图示三种情况 问题： 怎样观察才能在同一平面内对导体进行有效的受力分析？ 例题： 质量为m的导体棒MN静止于宽度为L的水平导轨上，通过MN的电流 为I，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与导轨平面成角斜向下，如图所示， 求MN所受的支持力和摩擦力的大小。 应用： 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0.2 m，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的范围是多少？ 问题： 如图所示，通电直导线ab质量为m、长为L，水平放置在倾角为的光 滑斜面上，斜面宽也为L，通以图示方向的电流，电流为I，要求导线ab静 止在斜面上。 (1)若磁场的方向竖直向上，则磁感应强度为多大？ (2)若要求磁感应强度最小，则磁感应强度为多少？方向如何？ 练习： 如图所示，光滑的平行导轨倾角为，处在磁感应强度为B的匀强磁场 中，导轨中接入电动势为E、内阻为r的直流电源，电路中有一阻值为R的电 阻，其余电阻不计，将质量为m，长度为L的导体棒由静止释放，求导体棒 在释放瞬间的加速度的大小。 拓展： 质量为m0.02 kg的通电细杆ab置于倾角为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？【课后作业】（ ）1. 质量为m的通电细杆ab置于倾角为的导轨上，导轨的宽度为d，杆ab 与 导轨间的摩擦因数为，有电流时，ab恰好在导轨上静止，如图所示。图(b)中的四个侧 视图中，标出了四种可能的匀强磁场方向，其中杆ab与导轨之间的摩擦力可能为零的 图是A B C D（ ）2. 如图所示，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀 强磁场中，棒中通以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直 方向夹角均为。如果仅改变下列某一个条件，角的相应变 化情况是 A棒中的电流变大，角变大 B两悬线等长变短，角变小 C金属棒质量变大，角变大 D磁感应强度变大，角变小（ ）3. 如图所示，两根光滑金属导轨平行放置，导轨所在平面与水平面间的夹角为 ，整个装置处于沿竖直方向的匀强磁场中金属杆ab垂直导轨放置，当金属杆ab中 通有从a到b的恒定电流I时，金属杆ab刚好静止。则 A磁场方向竖直向上 B磁场方向竖直向下 C金属杆ab受安培力的方向平行导轨向上 D金属杆ab受安培力的方向平行导轨向下（ ）4. 如图所示，质量m0.5 kg、长L1 m的通电导体棒在安培力作用下静止 在倾角为37的光滑绝缘框架上，磁场方向垂直于框架向下(磁场范围足够大)，右侧回 路电源电动势E8 V，内电阻r1 ，额定功率为8 W、额定电压为4 V的电动机正 常工作，(g10 m/s2)则 A回路总电流为2 A B电动机的额定电流为4 A C流经导体棒的电流为4 A D磁感应强度的大小为1.5 T5.如图所示，两平行金属导轨间的距离L0.40 m，金属导轨所在的平面与水平面夹角 37，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B0.50 T、方向垂直于导轨所在平面 的匀强磁场金属导轨的一端接有电动势E4.5 V、内阻r0.50 的直流电源。现把 一个质量m0.040 kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止。导体棒与金属导 轨垂直、且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R02.5 ，金属导轨电 阻不计，g取10 m/s2。已知sin 370.60，cos 370.80，求： (1)通过导体棒的电流； (2)导体棒受到的安培力大小； (3)导体棒受到的摩擦力6. 如图所示，水平放置的两导轨P、Q间的距离L0.5 m，垂直于导轨平面的竖直向上 的匀强磁场的磁感应强度B2 T，垂直于导轨放置的ab棒的质量m1 kg，系在ab 棒中点的水平绳跨过定滑轮与重量G3 N的物块相连。