高二物理專題練習-4.-通電導線受安培力作用問題分析

第4課時通電導線受安培力作用問題分析知識點：安培力作為通電導體所受的外力參與受力分析，產(chǎn)生了通電導體在磁場中的平衡、加速及做功問題，這類問題與力學知識聯(lián)系很緊密，解題時把安培力等同于重力、彈力、摩擦力等性質(zhì)力；對物體進行受力分析時，注意安培力大小和方向的確定；求解時注意對力學中靜力學、動力學及功和能等有關知識的綜合應用．“電學問題，力學方法”1.與閉合電路歐姆定律相結(jié)合的題目，主要應用：(1)閉合電路歐姆定律；(2)安培力公式F＝ILB；(3)物體平衡條件．【例1】如圖，直線ab質(zhì)量不計，放在水平平行的光滑軌道上，勻強磁場B=0.2T，方向豎直向下，ab長10cm，當對ab施加一個大小為0.04N水平向左的外力時，ab恰好靜止，已知電源內(nèi)阻為1Ω，R1=8Ω，棒ab電阻為4Ω，求：電源的電動勢的大小。2.受安培力的平衡問題：在安培力作用下的物體平衡的解決步驟和前面學習的共點力平衡相似，一般也是先進行受力分析，再根據(jù)共點力平衡的條件列出平衡方程，其中重要的是在受力分析過程中不要漏掉了安培力．會畫從某角度看的正視圖：BBabθ【例3】如圖所示，金屬桿ab的質(zhì)量為m，長為L，通過的電流為I，處在磁感應強度為B的勻強磁場中，結(jié)果ab靜止在水平導軌上。若磁場方向與水平導軌成θ角，求：（1）棒ab受到的摩擦力；（2）棒對導軌的壓力?！纠?】在傾斜角為θ的光滑斜面上，置一通有電流I，長為L，質(zhì)量為m的導體棒，如圖所示，在豎直向上的磁場中靜止，則磁感應強度B為_________.引申1：欲使它靜止在斜面上,外加磁場的磁感應強度B的最小值為________,方向________.引申2：欲使它靜止在斜面上,且對斜面無壓力,外加磁場的磁感應強度B的最小值為_________,方向________.引申3：分析棒有可能靜止在斜面上且要求磁感應強度垂直L時，應外加磁場的方向范圍。【例5】質(zhì)量為m＝0.02kg的通電細桿ab置于傾角為θ＝37°的平行放置的導軌上，導軌的寬度d＝0.2m，桿ab與導軌間的動摩擦因數(shù)μ＝0.4，磁感應強度B＝2T的勻強磁場與導軌平面垂直且方向向下，如圖所示．現(xiàn)調(diào)節(jié)滑動變阻器的觸頭，試求出為使桿ab靜止不動，通過ab桿的電流范圍為多少？

【例6】下圖所示的天平可用來測定磁感應強度。天平的右臂下面掛有一個矩形線圈，寬為L，共N匝，線圈的下部懸在勻強磁場中，磁場方向垂直紙面。當線圈中通有電流I(方向如圖)時，在天平左、右兩邊加上質(zhì)量各為m１、m２的砝碼，天平平衡。當電流反向(大小不變)時，右邊再加上質(zhì)量為m的砝碼后，天平重新平衡。由此可知()(A)磁感應強度的方向垂直紙面向里，大小為(m１-m２)g/NIL

(B)磁感應強度的方向垂直紙面向里，大小為mg/2NIL

(C)磁感應強度的方向垂直紙面向外，大小為(m１-m２)g/NIL

(D)磁感應強度的方向垂直紙面向外，大小為mg/2NIL【例7】如圖所示,光滑的平行導軌傾角為θ,處在磁感應強度為B的豎直勻強磁場中,導軌中接入電動勢為E、內(nèi)電阻為r的直流電源,電路中除電阻R外其余電阻不計.將質(zhì)量為m、長度為L的導體棒由靜止釋放,求導體棒在釋放的瞬時加速度的大小?3.安培力作用下的功和能問題【例8】如圖所示,在水平放置的的平行導軌一端架著一根質(zhì)量m=0.4kg的金屬棒ab,導軌另一端通過電鍵與電源相連.該裝置放在高h=20cm的絕緣墊塊上.當有豎直向下的的勻強磁場時,接通電鍵,金屬棒ab會被拋到距導軌右端水平s=100cm處.試求電鍵接通后安培力對金屬棒做的功.第7課時通電導線受安培力作用問題分析參考答案【例1】E=11V；【例2】棒離開軌道做平拋;K從接通到棒離開，由動量動量：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】通電后張緊成圓形，------------（1）