2019_2020版高中物理第三章习题课安培力的综合应用（教师备用）课件新人教版.pptx

习题课 安培力的综合应用(教师备用),课堂探究,随堂演练,类型一 安培力作用下的平衡问题,课堂探究 突破要点,例1 (2019福建厦门检测)如图所示,两平行金属导轨间距L=1 m,导轨与水平面成=37,导轨电阻不计.导轨上端连接有E=6 V,r=1 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 ,整个装置处在竖直向上磁感应强度为B=1.5 T的匀强磁场中,金属棒一直静止在导轨上.(g取 10 m/s2, sin 37=0.6,cos 37=0.8)求:,审题指导:,(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 时金属棒受到的摩擦力.,答案:(1)3 (2)0.3 N,规律方法,(1)导体受安培力作用而平衡的问题,其分析与解决问题的方法与一般平衡问题相同,只不过是在受力中加一个安培力.,(2)安培力为性质力,对通电导体进行受力分析时,由于安培力的方向与电流的方向、磁场的方向之间存在着较复杂的空间方位关系,所以要注意以下两点:牢记安培力方向既跟磁感应强度方向垂直又跟电流方向垂直;善于选择适当的角度将空间图形转化为平面受力图.,跟踪训练1 (2019内蒙古玉泉区校级期末)如图所示,用两根轻细金属丝将质量为m,长为l的金属棒ab悬挂在c,d两处,置于匀强磁场内.当棒中通以从a到b的电流I后,两悬线偏离竖直方向角而处于平衡状态.为了使棒平衡在该位置上,所需的磁场的最小磁感应强度的大小、方向,下列说法中正确的是( ),D,类型二 安培力作用下的非平衡问题,例2 (2019江西九江期末)如图所示,光滑的平行导轨间距为L,倾角为,处在磁感应强度为B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,电路中其余电阻不计,将质量为m电阻为R的导体棒由静止释放后下滑,求导体棒释放瞬间:,(1)导体棒所受安培力的大小和方向; (2)导体棒对导轨的压力; (3)导体棒的加速度.,审题指导:,规律方法,(1)在安培力作用下物体的加速运动,首先对研究对象进行受力分析,然后根据牛顿第二定律列方程求解,现今条件下,我们只能解决通电导体速度为0时的加速度问题(有特殊说明者除外).,(2)选定观察角度画好平面图,标出电流方向和磁场方向,然后利用左手定则判断安培力的方向. (3)与闭合电路欧姆定律相结合的题目,主要应用以下几个知识点:闭合电路欧姆定律,安培力公式F=BILsin ,牛顿第二定律的关系式.,跟踪训练2 (2019黑龙江鹤岗月考)如图,水平放置金属导轨M,N,平行地置于匀强磁场中,间距为1 m,磁场的磁感应强度大小为1 T,方向与导轨平面夹角为=37,金属棒ab的质量为0.02 kg,放在导轨上且与导轨垂直,且与导轨的动摩擦因数为0.4,电源电动势为1.5 V,内阻为 0.5 ,定值电阻R为1 ,其余部分电阻不计(sin 37=0.6,cos 37=0.8,g= 10 m/s2).则当开关S闭合的瞬间,求:,(1)棒ab受到的安培力大小和方向.,答案:(1)1 N 与水平方向夹角为53,(2)棒ab的加速度大小.,解析:(2)金属棒受力如图所示, 由平衡条件得FN=mg+ILBcos 根据牛顿第二定律得 BILsin -FN=ma 联立解得a=10 m/s2. 答案:(2)10 m/s2,随堂演练 检测效果,1.(2019宁夏月考)如图所示,在两个倾角均为的光滑轨道面上均水平放置一相同的金属棒,棒中通以相同的电流,其中一个处于方向竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B1;另一个处于垂直于斜面向上的匀强磁场中,磁感应强度为B2,两金属棒均处于静止状态,则B1,B2大小的关系为( ) A.B1B2=1cos B.B1B2=1sin C.B1B2=cos 1 D.B1B2=sin 1,A,解析:当B竖直向上时有B1IL=mgtan ;当B垂直斜面时有B2IL= mgsin ;由此可得B1B2=1cos ,选项A正确.,2.(2019内蒙古鄂尔多斯市月考)在绝缘圆柱体上a,b两位置固定两个金属圆环,当两环通有如图所示电流时,b处金属圆环受到的安培力为F1;若将b处金属圆环平移到c处,它受到的安培力为F2.今保持b处金属圆环位置不变,在位置c再放置一个同样的金属圆环,并通有与a处金属圆环同向、大小为I2的电流,则在a位置的金属圆环受到的安培力( ) A.大小为|F1+F2|,方向向左 B.大小为|F1-F2|,方向向左 C.大小为|F1+F2|,方向向右 D.大小为|F1-F2|,方向向右,B,解析:当金属圆环在b处时,两个圆环的电流的环绕方向相反,所以两个金属圆环之间存在排斥力,即b处金属圆环对a处金属圆环的力为F1,方向向左,同理,金属圆环在c位置时,对a的斥力为F2;当保持b处金属圆环位置不变,在位置c再放置一个同样的金属圆环,并通有与a处金属圆环同向、大小为I2的电流,则b处金属圆环对a处金属圆环的力为F1,方向向左,此时c处金属圆环对a处金属圆环的力方向向右,大小为F2,即在a位置的金属圆环受到的安培力为|F1-F2|,方向向左,故A,C,D错误,B正确.,3.(2019上海金山区校级期末)如图所示,两根间距为L的平行光滑金属导轨间接有电源E,导轨平面与水平面间的夹角=30.金属杆ab垂直导轨放置,导轨与金属杆接触良好.整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中.当磁场方向垂直导轨平面向上时,金属杆能刚好处于静止状态.要使金属杆能沿导轨向上运动,可以采取的措施是( ) A.增大磁感应强度B B.调节滑动变阻器使电流减小 C.增大导轨平面与水平面间的夹角 D.将电源正负极对调使金属杆中的电流方向改变,A,解析:根据初始时金属杆能刚好处于静止状态,则有 mgsin =BIL,因此增大磁感应强度B,安培力增大,金属杆将沿斜面向上运动,故A正确;若减小电流,则安培力减小,金属杆将向下运动,故B错误;增大倾角时mgsin BIL,金属杆将向下运动,故C错误;将电源正负极对调使金属杆中的电流方向改变,安培力将沿斜面向下,金属杆将向下运动,故D 错误.,4.(2019福建师大附中高二期末)MN,PQ为水平放置的金属导轨,金属棒ab静止放在导轨上且与导轨垂直,导轨间距L=0.1 m,ab棒的质量为m= 0.01 kg,电阻为0.4 ,导轨所在区域处在匀强磁场中,磁场方向竖直向下,磁感应强度B=0.2 T.电池电动势E=1.5 V,内电阻r=0.2 ,其余电阻忽略不计,当开关闭合的瞬间,测得棒ab的加速度大小为a=2 m/s2,求开关闭合瞬间:,答案:(1)2.5 A,(1)通过金属棒ab的电流;,解析:(2)金属棒ab所受的安培力为 F