安培力作用下物体的平衡.ppt

安培力作用下物体的平衡与加速 1 2012年济宁模拟 粗细均匀的直导线ab的两端悬挂在两根相同的弹簧下边 ab恰好处在水平位置 如图所示 已知ab的质量为m 10g 长度L 60cm 沿水平方向与ab垂直的匀强磁场的磁感应强度B 0 4T 1 要使两根弹簧能处在自然状态 既不被拉长 也不被压缩 ab中应沿什么方向 通过多大的电流 2 当导线中有方向从a到b 大小为0 2A的电流通过时 两根弹簧均被拉长了 x 1mm 求该弹簧的劲度系数 3 当导线中由b到a方向通过0 2A的电流时两根弹簧被拉长多少 取g 9 6m s2 9 6N kg a b 答案 1 由a到b0 4A 2 24N m 3 3mm 如图所示 金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂 处于竖直向上的匀强磁场中 棒中通以由M向N的电流 平衡时两悬线与竖直方向夹角均为 如果仅改变下列某一个条件 角的相应变化情况是A 棒中的电流变大 角变大B 两悬线等长变短 角变小C 金属棒质量变大 角变大D 磁感应强度变大 角变小 答案 A 小结 确定研究对象 对研究对象做好受力分析 要注意安培力方向的确定 最后根据平衡条件列出方程 求解 2 2012 浙江省金华联考 如图8 1 26所示 在倾角为 的光滑斜面上 垂直纸面放置一根长为L 质量为m的直导体棒 当导体棒中的电流I垂直纸面向里时 欲使导体棒静止在斜面上 可将导体棒置于匀强磁场中 当外加匀强磁场的磁感应强度B的方向在纸面内由竖直向上沿逆时针转至水平向左的过程中 下列关于B的大小变化的说法中 正确的是 A 逐渐增大B 逐渐减小C 先减小后增大D 先增大后减小 C 3 在倾斜角为 的光滑斜面上 置一通有电流I 长为L 质量为m的导体棒 如图所示 在竖直向上的磁场中静止 则磁感应强度B为 4 如图所示 在倾角为37 的光滑斜面上有一根长为0 4m 质量为6 10 2kg的通电直导线 电流强度I 1A 方向垂直于纸面向外 导线用平行于斜面的轻绳拴住不动 整个装置放在磁感应强度每秒增加0 4T 方向竖直向上的磁场中 设t 0时 B 0 则需要多长时间 斜面对导线的支持力为零 此时绳的拉力 g取10m s2 拓 电流仅反向 经多长时间绳的拉力为零 g取10m s2 5 2012 北京东城区检测 如图8 1 28所示 在倾角为 30 的斜面上 固定一宽L 0 25m的平行金属导轨 在导轨上端接入电源和滑动变阻器R 电源电动势E 12V 内阻r 1 一质量m 20g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好 整个装置处于磁感应强度B 0 80T 垂直于斜面向上的匀强磁场中 导轨与金属棒的电阻不计 金属导轨是光滑的 取g 10m s2 要保持金属棒在导轨上静止 求 1 金属棒所受到的安培力大小 2 通过金属棒的电流 3 滑动变阻器R接入电路中的阻值 6 如图所示 光滑导轨与水平面成 角 导轨宽L 匀强磁场磁感应强度为B 金属杆长也为L 质量为m 水平放在导轨上 当回路总电流为I1时 金属杆正好能静止 求 B至少多大 这时B的方向如何 2 欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力 外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向 7 2012 辽宁联考 如图8 1 29所示 PQ和EF为水平放置的平行金属导轨 间距为L 1 0m 导体棒ab跨放在导轨上 棒的质量为m 20g 棒的中点用细绳经轻滑轮与物体c相连 物体c的质量M 30g 在垂直导轨平面方向存在磁感应强度B 0 2T的匀强磁场 磁场方向竖直向上 重力加速度g取10m s2 若导轨是粗糙的 且导体棒与导轨间的最大静摩擦力为导体棒ab重力的0 5倍 若要保持物体c静止不动 应该在棒中通入多大的电流 电流的方向如何 答案 1 0A I 2 0A由a到b 8 如图8 1 28所示 在倾角为 37 的斜面上 固定一宽L 0 2m的平行金属导轨 杆ab与导轨间的动摩擦因数为0 4 质量为0 02Kg 装置处于磁感应强度B 2T 垂直于斜面向上的匀强磁场中 取g 10m s2 通过调节R要保持金属棒在导轨上静止 求 通过金属棒的电流范围 安培力作用下的加速 1 如图8 1 22所示 两个完全相同的闭合导线环挂在光滑绝缘的水平横杆上 当导线环中通有同向电流时 如图 两导线环的运动情况是 A 互相吸引 电流大的环其加速度也大B 互相排斥 电流小的环其加速度较大C 互相吸引 两环加速度大小相同D 互相排斥 两环加速度大小相同 C 2 与电源相连光滑水平放置的导轨末端放一质量为m的导体棒ab 宽为L 高出地面H 如图7所示 整个装置放在匀强磁场中 已知电源电动势为E 内阻为r 电阻为R 其余电阻不计 磁感应强度为B 当K闭合后导体棒水平射程为s 求 闭合开关瞬间棒的加速度 安培力所做的功 安培力做功的特点 实质 起传递能量的作用 安培力做正功 是将电源的能量传递给通电导线 或转化为导线的动能 或转化为其它形式的能 安培力做负功 时将其他形式的能转化为电能 储存后再转化为其他形式的能 3 2011 高考新课标全国卷 电磁轨道炮工作原理如图8 1 25所示 待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动 并与轨道保持良好接触 电流I从一条轨道流入 通过导电弹体后从另一条轨道流回 轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场 可视为匀强磁场 磁感应强度的大小与I成正比 通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出 求射出时的速度表达式 现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍 理论上可采用的办法 4 水平放置的光滑金属导轨宽L 0 2m 接有电源电动势E 3V 电源内阻及导轨电阻不计 匀强磁