高中物理（人教版选修3-1）配套课件：第三章第5讲运动电荷在磁场中受到的力.pptxVIP

第三章　磁 场第5讲　习题课：安培力的综合应用目标定位1.会判断安培力作用下物体的运动方向.2.会分析解决通电导体在磁场中的受力及平衡问题.3.会求安培力作用下导体棒的瞬时加速度．栏目索引一、安培力作用下物体运动方向的判断方法二、安培力作用下的导体的平衡三、安培力和牛顿第二定律的结合对点检测 自查自纠知识梳理1.电流元法即把整段通电导体等效为多段直线电流元，运用左手定则判断出每小段电流元所受安培力的方向，从而判断出整段通电导体所受合力的方向.2.特殊位置法把通电导体或磁铁放置到一个便于分析的特殊位置后再判断所受安培力方向，从而确定运动方向.3.等效法环形导线和通电螺线管都可以等效成条形磁铁.条形磁铁也可等效成环形导线或通电螺线管.通电螺线管也可以等效成很多匝的环形导线来分析.一、安培力作用下物体运动方向的判断方法4.利用结论法(1)两电流相互平行时无转动趋势，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥；(2)两电流不平行时，有转动到相互平行且电流方向相同的趋势.5.转换研究对象法因为电流之间，电流与磁体之间的相互作用满足牛顿第三定律.定性分析磁体在电流磁场作用的受力和运动时，可先分析电流在磁体的磁场中受到的安培力，然后由牛顿第三定律，再确定磁体所受电流的作用力.典例精析例1　如图1所示，两条导线相互垂直，但相隔一段距离.其中AB固定，CD能自由活动，当电流按图示方向通入两条导线时，导线CD将(从纸外向纸里看)(　)A.顺时针方向转动同时靠近导线ABB.逆时针方向转动同时离开导线ABC.顺时针方向转动同时离开导线ABD.逆时针方向转动同时靠近导线AB图1方法点拨解析答案(2)由特殊位置分析法，让CD逆时针转动90°，如图乙所示，并画出CD此时位置AB导线中电流所产生的磁感线分布，据左手定则可判断CD受力垂直于纸面向里，可见导线CD靠近导线AB，故D选项正确.答案　D方法点拨解析　(1)根据电流元分析法，把导线CD等效成CO、OD两段导线.由安培定则画出CO、OD所在位置由AB导线中电流所产生的磁场方向，由左手定则可判断CO、OD受力如图甲所示，可见导线CD逆时针转动.方法点拨不管是通电导体还是磁体，对另一通电导体的作用都是通过磁场来实现的.因此必须先画出导体所在位置的磁感线方向，然后用左手定则判断导体所受安培力的方向进而再判断将要发生的运动.例2　如图2所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直线圈平面.当线圈内通以图示方向的电流(从右向左看沿逆时针方向)后，线圈的运动情况是(　)A.线圈向左运动B.线圈向右运动C.从上往下看顺时针转动D.从上往下看逆时针转动图2解析答案返回解析　将环形电流等效成小磁针，如图所示，根据异名磁极相吸引知，线圈将向左运动，选A.也可将左侧条形磁铁等效成环形电流，根据结论“同向电流相吸引，异向电流相排斥”也可判断出线圈向左运动，选A.答案　A返回知识梳理1.解题步骤(1)明确研究对象；(2)先把立体图改画成平面图，并将题中的角度、电流的方向、磁场的方向标注在图上；(3)正确受力分析(包括安培力)，然后根据平衡条件：F合＝0列方程求解.二、安培力作用下的导体的平衡2.分析求解安培力时需要注意的问题(1)首先画出通电导体所在处的磁感线的方向，再根据左手定则判断安培力方向；(2)安培力大小与导体放置的角度有关，但一般情况下只要求导体与磁场垂直的情况，其中L为导体垂直于磁场方向的长度，为有效长度.例3　如图3所示，质量m＝0.1 kg、电阻R＝9 Ω的导体棒静止于倾角为30°的斜面上，导体棒长度L＝0.5 m.导轨接入电动势E＝20 V，内阻r＝1 Ω的电源，整个装置处于磁感应强度B＝0.5 T，方向竖直向上的匀强磁场中.求：(取g＝10 m/s2)图3(1)导体棒所受安培力的大小和方向；由左手定则可知安培力的方向水平向右.答案　0.5 N　水平向右解析答案(2)导体棒所受静摩擦力的大小和方向.解析　建立如图所示的坐标系，分解重力和安培力.在x轴方向上，设导体棒所受的静摩擦力大小为Ff，方向沿斜面向下.在x轴方向上有：mgsin θ＋Ff＝F安cos θ，解得Ff＝－0.067 N.负号说明静摩擦力的方向与假设的方向相反，即沿斜面向上.答案　0.067 N　沿斜面向上总结提升解析答案返回总结提升解决安培力作用下的受力平衡问题，受力分析是关键，解题时应先画出受力分析图，必要时要把立体图转换成平面图.返回知识梳理解决安培力作用下的力学综合问题，做好全面受力分析是前提，其中重要的是不要漏掉安培力，其次要根据题设条件明确运动状态，再根据牛顿第二定律和运动学公式列方程求解.三、安培力和牛顿第二定律的结合典例精析例4　如图4所示，光滑的平行导轨倾角为θ，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，