第一章 习题课2　安培力作用下导体的力电简单综合问题（课件 讲义）高中物理 人教版（2019）选择性必修 第二册

习题课2　安培力作用下导体的力电简单综合问题 核心 目标 1. 理解求解安培力作用下导体棒平衡问题的基本思路和关键点，会求解平衡问题． 2. 知道求解安培力与力学、电路知识的综合应用问题的一般步骤，能求解简单的综合问题． 类型1　安培力作用下通电导体的平衡问题 求解安培力作用下导体棒平衡问题的基本思路 1. 选定研究对象———通电导线或通电导体棒． 2. 变三维为二维，作出侧视图、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用左手定则来判断，注意F安⊥B、F安⊥I. 3. 列平衡方程或用合成、分解法进行求解． 　(2024·江门期末)(多选)如图甲所示，一对光滑平行金属导轨与水平面成α角，两导轨的间距为l，两导轨顶端接有电源，将一根质量为m的直导体棒ab垂直放在两导轨上．已知通过导体棒的电流大小恒为I，方向由a到b，图乙为沿 a→b方向观察的侧视图．若重力加速度为g，在两导轨间加一竖直向上的匀强磁场，使导体棒在导轨上保持静止，则(　　) 甲 　 乙 A. 导体棒受2个力的作用 B. 安培力的方向沿斜面向上 C. 安培力的大小为mg tan α D. 保持通过导体棒的电流不变，改变两导轨间的磁场方向，导体棒在导轨上仍保持静止，磁感应强度B的最小值是 　(2025·佛山顺德区容山中学)固定半圆形光滑凹槽ABC 的直径AC水平，O 为圆心，B 为最低点，通电直导体棒a静置于B点，电流方向垂直于纸面向里，截面图如图所示．现在纸面内施加与OB方向平行的匀强磁场，并缓慢改变导体棒a中电流的大小，使导体棒a沿凹槽ABC内壁向A点缓慢移动，在移动过程中导体棒a始终与纸面垂直．下列说法中正确的是(　　) A. 磁场方向平行于OB 向上 B. 导体棒a能缓慢上移到A点并保持静止 C. 在导体棒a缓慢上移过程中，导体棒a中电流逐渐增大 D. 在导体棒a缓慢上移过程中，导体棒a 对凹槽ABC的压力逐渐变小 常见的导体棒模型 立体图 平面图 类型2　安培力与力学、电路知识的综合应用 1. 安培力F＝BIL与电流有关，电流由闭合电路欧姆定律决定，安培力与闭合电路的综合题也是一个重要考点． 2. 安培力与重力、弹力、摩擦力一样，会使通电导体在磁场中运动，也会涉及做功与能量问题，除牛顿运动定律，也可用动能定理和能量守恒定律求解． 　(2024·广州二中)如图所示，两平行导轨间距为L＝0.5 m，导轨电阻忽略不计．导体棒ab的质量m＝60 g，位于导轨间的电阻R＝1 Ω，与导轨竖直部分接触良好．已知电源电动势E＝3 V，内阻r＝0.5 Ω，定值电阻R0＝1.5 Ω.在导体棒所在空间加一匀强磁场(图中仅用一根磁感线表示)，磁场方向垂直于导体棒，且与竖直方向夹角θ可变，导体棒始终处于静止状态，取g＝10 m/s2，则： (1) 若磁场与竖直方向夹角θ＝90°，求磁感应强度B1的大小． (2) 若导轨竖直部分与导体棒间的动摩擦因数μ＝0.5，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且磁场与竖直方向夹角θ＝0°，求磁感应强度B2的最小值． 　(2025·华南师范大学附属中学)如图所示，两平行金属导轨间距L＝1 m，导轨与水平面的夹角θ＝37°，导轨电阻不计．导轨上端连接有E＝6 V、r＝1 Ω的电源和滑动变阻器R.长度也为L的金属棒ab垂直导轨放置且与导轨接触良好，金属棒的质量m＝0.2 kg，电阻R0＝2 Ω，整个装置处在竖直向上、磁感应强度B＝1.5 T的匀强磁场中，金属棒一直静止在导轨上．(取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8) (1) 当金属棒刚好与导轨间无摩擦力时，接入电路中的滑动变阻器的阻值R多大？ (2) 当滑动变阻器接入电路的电阻为R＝5 Ω时，求金属棒受到的摩擦力的大小． 通电导体在安培力的作用下可能处于平衡状态，也可能处于运动状态．对导体进行正确的受力分析，是解决该类问题的关键．分析的一般步骤是： 1. 明确研究对象，这里的研究对象一般是通 ... ...