高考物理总复习 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.pptx

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L1.0m的平行金属导轨。现在导轨上垂直导轨放置一质量m0.4kg、电阻R02.0、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B2T的匀强磁场中。导轨所接电源的电动势为E12V，内阻r1.0，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g10m/s2，sin370.6，cos370.8。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()ABILsinBBILcosC(mgBILsin)D(mgBILcos),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BILcosFf0，FfBILcos，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