1.1磁场对通电导线的作用力专题一：安培力作用下的运动和平衡问题+课件-2024-2025学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册.pptxVIP

第一章安培力与洛伦兹力;;通电导体在安培力作用下会运动有什么特点？本专题就是为了解决这个问题，我们要学会

一、判断安培力作用下通电导体怎么运动。

二、分析安培力作用下通电导体的平衡问题

三、分析安培力作用下通电导体的加速问题。;;③由导体的受力情况判定导体的运动方向。;【典例1】一个可以自由运动的线圈L1和一个水平固定的

线圈L2互相绝缘垂直放置,且两个线圈的圆心重合,如图所示。当两线圈中通以图示方向的电流时,从左向右看,线圈L1将()

A.不动

B.顺时针转动

C.逆时针转动

D.向纸面里平动

;一、安培力作用下通电导体运动方向的判断;一、安培力作用下通电导体运动方向的判断;一、安培力作用下通电导体运动方向的判断;一、安培力作用下通电导体运动方向的判断;一、安培力作用下通电导体运动方向的判断;【针对训练1】(多选)如图所示,两根无限长直导线a、b相互垂直,a通过绝缘细线悬挂在天花板上且可自由转动,b通过绝缘支架固定在地面上。现同时给a通以沿导线向右的电流,给b通以沿导线向外的电流。下列说法正确的是()

A.刚通电流时,导线a左半部分垂直纸面向

里转,右半部分垂直纸面向外转

B.刚通电流时,导线a左半部分垂直纸面向

外转,右半部分垂直纸面向里转

C.导线a转动90°时,细线对a的拉力大于导线a的重力

D.导线a转动90°时,细线对a的拉力小于导线a的重力

;【针对训练2】如图所示,用绝缘细线将通电直导线悬吊,将一蹄形电磁铁放在正下方,当电磁铁线圈与直导线中通以图示的电流时,有关直导线运动情况和细线受力情况,下列说法中正确的是(从上往下看)()

A.顺时针方向转动,细线拉力减小

B.逆时针方向转动,细线拉力增大

C.顺时针方向转动,细线拉力增大

D.逆时针方向转动,细线拉力减小

;;二、安培力作用的平衡问题;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,l为导体垂直于磁场方向的长度,即有效长度。

③进行受力分析时,注意不要漏掉安培力。同时,当存在静摩擦力时,要注意分析由于电流的大小变化而引起的安培力的变化,导致静摩擦力大小和???向的变化,此过程往往存在临界问题。

;【典例2】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,导轨间的距离d=0.2m,杆ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.4,磁感应强度大小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,为使杆ab静止不动,求通过杆ab的电流I的大小范围。(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2)

;[变式拓展]对应[典例]中的情境,若ab杆中的电流为0.2A,且导轨是光滑的,其他条件不变,则要使ab杆静止至少要施加一个多大的力?方向如何?;解决安培力作用下导体的平衡问题的基本思路

;【针对训练1】在两个倾角均为α的光滑斜面上,放有两个相同的金属棒,分别通有电流I1和I2,磁场的磁感应强度大小相同,方向分别为竖直向上和垂直于斜面向上,如图甲、乙所示,两金属棒均处于平衡状态。则两种情况下的电流之比I1∶I2为()

A.sinα∶1

B.1∶sinα

C.cosα∶1

D.1∶cosα

;?;?;;【典例4】如图所示,光滑的平行导轨倾角为θ,处在磁感应强度为B、竖直向下的匀强磁场中,导轨中接入电动势为E、内阻为r的直流电源。电路中有一阻值为R的电阻,其余电阻不计。将质量为m、长度为l的导体棒ab由静止释放,导体棒沿导轨向下运动,导体棒与导轨垂直且接触良好,求导体棒在释放瞬间的加速度的大小。(重力加速度为g)

;【针对训练1】电磁轨道炮发射的基本原理如图所示,水平地面上两条平行的金属导轨A和导轨B充当炮管,弹丸放置在两导轨之间,当强大的电流I流过弹丸时,弹丸获得加速度,最终高速发射出去,下列说法正确的是()

A.导轨之间的磁场方向可能竖直向下

B.导轨之间的磁场方向可能水平向右

C.电磁炮的本质是一种大功率型发电机

D.若要增大发射速度,可增大流过弹丸的电流

;【针对训练2】如图所示为某科技爱好者设计的电磁炮模型示意图,水平发射轨道宽1m,轨道间有磁感应强度大小为1×103T、方向竖直向上的匀强磁场,炮弹(含相关附件)总质量为0.5kg,当电路中通20A的恒定电流时,炮弹从轨道左端开始加速,然后从轨道右端发射出去。忽略一切阻力,下列说法正确的是()

A.电流从a端流入、b端流出

B.电流从b端流入、a端流出

C.炮弹的加速度大小为1×104m/s2

D.炮弹的加速度大小为4×104m/s2

;《思维导图·电势能和电势》;【练习1】