高考物理一轮总复习 第八章 磁场 第1节（课时3）磁场的描述及磁场对电流的作用：安培力作用下导体的平衡问题课件 鲁科版.ppt

热点突破 安培力作用下导体的平衡问题 1 热点透析 2 典例剖析 3 规律方法 4 跟踪训练 第八章磁场 5 真题演练 一 热点透析 1 热点透析 通电导线在磁场中平衡问题的分析思路 1 选定研究对象 2 变三维为二维 如侧视图 剖面图或俯视图等 并画出平面受力分析图 其中安培力的方向要注意f安 b f安 i 3 列平衡方程 通电导体棒在磁场中的平衡问题是一种常见的力学综合模型 该模型一般由倾斜导轨 导体棒 电源和电阻等组成 这类题目的难点是题图具有立体性 各力的方向不易确定 如图所示 二 典例剖析 2 典例剖析 例3 名师改编 如图示 在倾角为 37 的斜面上 固定一宽为l 1 0m的平行金属导轨 现在导轨上垂直导轨放置一质量m 0 4kg 电阻r0 2 0 长为1 0m的金属棒ab 它与导轨间的动摩擦因数为 0 5 整个装置处于方向竖直向上 磁感应强度大小为b 2t的匀强磁场中 导轨所接电源的电动势为e 12v 内阻r 1 0 若最大静摩擦力等于滑动摩擦力 滑动变阻器的阻值符合要求 其他电阻不计 取g 10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 现要保持金属棒ab在导轨上静止不动 求 1 金属棒所受安培力的取值范围 2 滑动变阻器接入电路中的阻值范围 转解析 转原题 备选 水平面上有u形导轨nmpq 它们之间的宽度为l m和p之间接入电源 现垂直于导轨搁一根质量为m的金属棒ab 棒与导轨间的动摩擦因数为 滑动摩擦力略小于最大静摩擦力 通过棒的电流强度为i 并加一个范围较大的匀强磁场 磁感应强为 如图示 金属棒处于静止状态 重力加速度为g 则金属棒所度大小为b 方向垂直于金属棒ab 与垂直导轨平面的方向夹角受的摩擦力大小为 a bilsin b bilcos c mg bilsin d mg bilcos 解析金属棒处于静止状态 其合力为零 对其进行受力分析 如图所示 在水平方向有bilcos ff 0 ff bilcos 选项b正确 选项a c d错误 答案b 解析显隐 分析棒的受力情况 三 规律方法 3 规律方法 1 基本思路 2 求解关键 1 电磁问题力学化 2 立体图形平面化 变式训练4 2012 天津理综 2 如图示 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 mg bil ft f 审题设疑 1 分析通电导体mn的受力情况 2 mn与其受力情况形成立体图 画受力图时要画mn的截面受力图 3 分析各选项时 依据mn处于平衡状态 所受各力的合力为零 解析显隐 四 跟踪训练 4 跟踪训练 跟踪训练 如图所示 光滑的平行导轨与电源连接后 与水平方向成 角倾斜放置 导轨上放一个质量为m的金属导体棒 当s闭合后 在棒所在区域内加一个合适的匀强磁场 可以使导体棒静止平衡 下面四个图中分别加了不同方向的磁场 其中一定不能平衡的是 解析四种情况的受力分别如图所示 a c有可能平衡 d中如果重力与安培力刚好大小相等 则导体棒与导轨间没有压力 也可以平衡 b中合外力不可能为零 一定不能平衡 答案b 解析显隐 跟踪训练 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 解析 解析 金属杆受力分析如图所示 当磁场方向竖直向上时 由左手定则可知安培力水平向右 金属杆ab受力可以平衡 a正确 若磁场方向竖直向下 由左手定则可知安培力水平向左 则金属杆ab受力无法平衡 b c d错误 答案 a 解析显隐 ab杆的受力情况怎样 跟踪训练 如图示 一质量为m的导体棒mn两端分别放在两个固定的光滑圆形导轨上 两导轨平行且间距为l 导轨处在竖直向上的匀强磁场中 当导体棒中通一自右向左的电流i时 导体棒静止在与竖直方向成