2019屆一輪復習魯科版------安培力作用下導體的平衡問題----課件(19張)

1、熱點突破：熱點突破：安培力作用下導體的安培力作用下導體的平衡問題平衡問題 1.熱點透析熱點透析 2.典例剖析典例剖析 3.規(guī)律方法規(guī)律方法 4.跟蹤訓練跟蹤訓練第八章第八章 磁場磁場 5.真題演練真題演練一、熱點透析一、熱點透析1.熱點透析熱點透析通電導線在磁場中平衡問題的分析思路通電導線在磁場中平衡問題的分析思路(1)選定研究對象選定研究對象(2)變?nèi)S為二維，如側視圖、剖面圖或俯視變?nèi)S為二維，如側視圖、剖面圖或俯視圖等，并畫出平面受力分析圖，其中安培力圖等，并畫出平面受力分析圖，其中安培力的方向要注意的方向要注意F安安B、F安安I.(3)列平衡方程列平衡方程.通電導體棒在磁場中的平衡問題

2、是一種常見的力學綜合模型，通電導體棒在磁場中的平衡問題是一種常見的力學綜合模型，該模型一般由傾斜導軌、導體棒、電源和電阻等組成。這類題該模型一般由傾斜導軌、導體棒、電源和電阻等組成。這類題目的難點是題圖具有立體性，各力的方向不易確定。目的難點是題圖具有立體性，各力的方向不易確定。如圖所示如圖所示二、典例剖析二、典例剖析2. 典例剖析典例剖析【例例3】(名師改編名師改編)如圖示，在傾角為如圖示，在傾角為37的斜面上，固定一寬的斜面上，固定一寬為為L1.0 m的平行金屬導軌?，F(xiàn)在導軌上垂直導軌放置一質(zhì)量的平行金屬導軌?，F(xiàn)在導軌上垂直導軌放置一質(zhì)量m0.4 kg、電阻、電阻R02.0 、長為、長為1

3、.0 m的金屬棒的金屬棒ab，它與導軌間的動摩，它與導軌間的動摩擦因數(shù)為擦因數(shù)為0.5。整個裝置處于方向豎直向上、磁感應強度大小為。整個裝置處于方向豎直向上、磁感應強度大小為B2 T的勻強磁場中。導軌所接電源的電動勢為的勻強磁場中。導軌所接電源的電動勢為E12 V，內(nèi)阻，內(nèi)阻r1.0 ，若最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，滑動變阻器的阻值符合要求，若最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，滑動變阻器的阻值符合要求，其他電阻不計，取，其他電阻不計，取g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8?，F(xiàn)。現(xiàn)要保持金屬棒要保持金屬棒ab在導軌上靜止不動，求：在導軌上靜止不動，求：(1)金屬棒所受安培力的取值范

4、圍；金屬棒所受安培力的取值范圍；(2)滑動變阻器接入電路中的阻值范圍?；瑒幼冏杵鹘尤腚娐分械淖柚捣秶＾D解析轉解析轉轉 原題原題【備選備選】水平面上有水平面上有U形導軌形導軌NMPQ，它們之間的寬度為，它們之間的寬度為L，M和和P之間接入電源，現(xiàn)垂直于導軌擱一根質(zhì)量為之間接入電源，現(xiàn)垂直于導軌擱一根質(zhì)量為m的金屬棒的金屬棒ab，棒與，棒與導軌間的動摩擦因數(shù)為導軌間的動摩擦因數(shù)為(滑動摩擦力略小于最大靜摩擦力滑動摩擦力略小于最大靜摩擦力)，通過，通過棒的電流強度為棒的電流強度為I，并加一個范圍較大的勻強磁場，磁感應強為，并加一個范圍較大的勻強磁場，磁感應強為，如圖示，金屬棒處于靜止狀態(tài)，重力加速

5、度為，如圖示，金屬棒處于靜止狀態(tài)，重力加速度為g，則金屬棒所，則金屬棒所度大小為度大小為B，方向垂直于金屬棒，方向垂直于金屬棒ab，與垂直，與垂直導軌平面的方向夾角受的摩擦力大小為導軌平面的方向夾角受的摩擦力大小為()ABILsin BBILcos C(mgBILsin ) D(mgBILcos )解析解析金屬棒處于靜止狀態(tài)，其合金屬棒處于靜止狀態(tài)，其合力為零，對其進行受力分析，如圖力為零，對其進行受力分析，如圖所示，在水平方向有所示，在水平方向有BILcos Ff0，F(xiàn)fBILcos ，選項，選項B正確，正確，選項選項A、C、D錯誤。錯誤。答案答案B解析顯隱解析顯隱分析棒分析棒的受力的受力情

6、況情況三、規(guī)律方法三、規(guī)律方法3.規(guī)律方法規(guī)律方法規(guī)律方法規(guī)律方法 求解安培力作用下導體棒平衡問題的思路與關鍵求解安培力作用下導體棒平衡問題的思路與關鍵1.基本思路基本思路2求解關鍵求解關鍵(1)電磁問題電磁問題力學化力學化(2)立體圖形立體圖形平面化平面化【變式訓練變式訓練4】(2012天津理綜天津理綜,2)如圖示如圖示,金屬棒金屬棒MN兩端由等長兩端由等長的輕質(zhì)細線水平懸掛的輕質(zhì)細線水平懸掛,處于豎直向上的勻強磁場中處于豎直向上的勻強磁場中,棒中通以由棒中通以由M向向N的電流的電流,平衡時兩懸線與豎直方向夾角均為平衡時兩懸線與豎直方向夾角均為.如果僅改變下如果僅改變下列某一個條件列某一個條

7、件,角的相應變化情況是角的相應變化情況是().A棒中的電流變大，棒中的電流變大，角變大角變大B兩懸線等長變短，兩懸線等長變短，角變小角變小C金屬棒質(zhì)量變大，金屬棒質(zhì)量變大，角變大角變大D磁感應強度變大，磁感應強度變大，角變小角變小 mgBIlFTF審題設疑審題設疑1.分析通電導體分析通電導體MN的受的受力情況力情況.2.MN與其受力情況形成與其受力情況形成立體圖，畫受力圖時要畫立體圖，畫受力圖時要畫MN的截面受力圖的截面受力圖.3. 分析各選項時，依據(jù)分析各選項時，依據(jù)MN處于平衡狀態(tài)，所受處于平衡狀態(tài)，所受各力的合力為零各力的合力為零.解析顯隱解析顯隱四、跟蹤訓練四、跟蹤訓練4.跟蹤訓練跟蹤

8、訓練【跟蹤訓練跟蹤訓練】 如圖所示如圖所示,光滑的平行導軌與電源連接后光滑的平行導軌與電源連接后,與水平方與水平方向成向成角傾斜放置角傾斜放置,導軌上放一個質(zhì)量為導軌上放一個質(zhì)量為m的金屬導體棒當?shù)慕饘賹w棒當S閉合閉合后后,在棒所在區(qū)域內(nèi)加一個合適的勻強磁場在棒所在區(qū)域內(nèi)加一個合適的勻強磁場,可以使導體棒靜止平可以使導體棒靜止平衡衡,下面四個圖中分別加了不同方向的磁場下面四個圖中分別加了不同方向的磁場,其中一定不能平衡的其中一定不能平衡的是是().解析解析四種情況的受力分別如圖所示，四種情況的受力分別如圖所示，A、C有可能平衡，有可能平衡，D中中如果重力與安培力剛好大小相等，則導體棒與導軌間

9、沒有壓力，如果重力與安培力剛好大小相等，則導體棒與導軌間沒有壓力，也可以平衡，也可以平衡，B中合外力不可能為零，一定不能平衡中合外力不可能為零，一定不能平衡答案答案B 解析顯隱解析顯隱mgFFNFmgFNmgFFNmgF【跟蹤訓練跟蹤訓練】如圖所示，兩根光滑金屬導軌平行放置，導軌所在如圖所示，兩根光滑金屬導軌平行放置，導軌所在平面與水平面間的夾角為平面與水平面間的夾角為.整個裝置處于沿豎直方向的勻強磁場整個裝置處于沿豎直方向的勻強磁場中中. 金屬桿金屬桿ab垂直導軌放置，當金屬桿垂直導軌放置，當金屬桿ab中通有從中通有從a到到b的恒定電的恒定電流流I時，金屬桿時，金屬桿ab剛好靜止剛好靜止.

10、則則()A. 磁場方向豎直向上磁場方向豎直向上B. 磁場方向豎直向下磁場方向豎直向下C. 金屬桿金屬桿ab受安培力的方向平行導軌向上受安培力的方向平行導軌向上D. 金屬桿金屬桿ab受安培力的方向平行導軌向下受安培力的方向平行導軌向下解析：解析：解析：金屬桿受力分析如圖所示，解析：金屬桿受力分析如圖所示，當磁場方向豎直向上時，由左手定則可知當磁場方向豎直向上時，由左手定則可知安培力水平向右，金屬桿安培力水平向右，金屬桿ab受力可以平衡受力可以平衡，A正確；若磁場方向豎直向下，由左手正確；若磁場方向豎直向下，由左手定則可知安培力水平向左，則金屬桿定則可知安培力水平向左，則金屬桿ab受受力無法平衡，力無法平衡，B、C、D錯誤錯誤. 答案：答案：A解析顯隱解析顯隱ab桿的受力情桿的受力情況怎樣？況怎樣？【跟蹤訓練跟蹤訓練】如圖示，一質(zhì)量為如圖示，一質(zhì)量為m的導體棒的導體棒MN兩端分別放在兩個兩端分別放在兩個固定的光滑圓形導軌上，兩導軌平行且間距為固定的光滑圓形導軌上，兩導軌平行且間距為L，導軌處在豎直，導軌處在豎直向上的勻強磁場中，當導體棒中通一自右向左的電流向上的勻強磁場中，當導體棒中通一自右向左的電流I時