高二物理专题练习-4.-通电导线受安培力作用问题分析

第4课时通电导线受安培力作用问题分析知识点：安培力作为通电导体所受的外力参与受力分析，产生了通电导体在磁场中的平衡、加速及做功问题，这类问题与力学知识联系很紧密，解题时把安培力等同于重力、弹力、摩擦力等性质力；对物体进行受力分析时，注意安培力大小和方向的确定；求解时注意对力学中静力学、动力学及功和能等有关知识的综合应用．“电学问题，力学方法”1.与闭合电路欧姆定律相结合的题目，主要应用：(1)闭合电路欧姆定律；(2)安培力公式F＝ILB；(3)物体平衡条件．【例1】如图，直线ab质量不计，放在水平平行的光滑轨道上，匀强磁场B=0.2T，方向竖直向下，ab长10cm，当对ab施加一个大小为0.04N水平向左的外力时，ab恰好静止，已知电源内阻为1Ω，R1=8Ω，棒ab电阻为4Ω，求：电源的电动势的大小。2.受安培力的平衡问题：在安培力作用下的物体平衡的解决步骤和前面学习的共点力平衡相似，一般也是先进行受力分析，再根据共点力平衡的条件列出平衡方程，其中重要的是在受力分析过程中不要漏掉了安培力．会画从某角度看的正视图：BBabθ【例3】如图所示，金属杆ab的质量为m，长为L，通过的电流为I，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，结果ab静止在水平导轨上。若磁场方向与水平导轨成θ角，求：（1）棒ab受到的摩擦力；（2）棒对导轨的压力。【例4】在倾斜角为θ的光滑斜面上，置一通有电流I，长为L，质量为m的导体棒，如图所示，在竖直向上的磁场中静止，则磁感应强度B为_________.引申1：欲使它静止在斜面上,外加磁场的磁感应强度B的最小值为________,方向________.引申2：欲使它静止在斜面上,且对斜面无压力,外加磁场的磁感应强度B的最小值为_________,方向________.引申3：分析棒有可能静止在斜面上且要求磁感应强度垂直L时，应外加磁场的方向范围。【例5】质量为m＝0.02kg的通电细杆ab置于倾角为θ＝37°的平行放置的导轨上，导轨的宽度d＝0.2m，杆ab与导轨间的动摩擦因数μ＝0.4，磁感应强度B＝2T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？

【例6】下图所示的天平可用来测定磁感应强度。天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，宽为L，共N匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面。当线圈中通有电流I(方向如图)时，在天平左、右两边加上质量各为m１、m２的砝码，天平平衡。当电流反向(大小不变)时，右边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡。由此可知()(A)磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为(m１-m２)g/NIL

(B)磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为mg/2NIL

(C)磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为(m１-m２)g/NIL

(D)磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为mg/2NIL【例7】如图所示,光滑的平行导轨倾角为θ,处在磁感应强度为B的竖直匀强磁场中,导轨中接入电动势为E、内电阻为r的直流电源,电路中除电阻R外其余电阻不计.将质量为m、长度为L的导体棒由静止释放,求导体棒在释放的瞬时加速度的大小?3.安培力作用下的功和能问题【例8】如图所示,在水平放置的的平行导轨一端架着一根质量m=0.4kg的金属棒ab,导轨另一端通过电键与电源相连.该装置放在高h=20cm的绝缘垫块上.当有竖直向下的的匀强磁场时,接通电键,金属棒ab会被抛到距导轨右端水平s=100cm处.试求电键接通后安培力对金属棒做的功.第7课时通电导线受安培力作用问题分析参考答案【例1】E=11V；【例2】棒离开轨道做平抛;K从接通到棒离开，由动量动量：又【例3】（1）f=BILsinθ;（2）N=mg-BILcosθ；【例4】引申1：；方向垂直于斜面向上；引申2：；方向水平向左；【例5】通电后张紧成圆形，------------（1）