高二物理安培力作用下的平衡问题有答案.docx

磁场2：通电导体在安培力作用下的平衡问题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