安培力公开课

1、FIBFIBBI3 0FIFIIBBBIBFIBFFIB画出各图中导体棒所受安培力方向：画出各图中导体棒所受安培力方向：画出各图中通电导体棒画出各图中通电导体棒abab所受安培力的所受安培力的方向：方向：温故而知新温故而知新1、三力平衡解决方法：、三力平衡解决方法：2、四力平衡解决方法：、四力平衡解决方法：3、斜坡上正交分解法：、斜坡上正交分解法：4、安培力公式及成立条件：、安培力公式及成立条件：合成法、正交分解法合成法、正交分解法正交分解法正交分解法注意建轴原则注意建轴原则F安安=BIL 此为此为B与与I垂直时的表达式垂直时的表达式 B与与I不垂直时考虑正余弦不垂直时考虑正余弦 B与与I平行

2、时不受安培力平行时不受安培力安培力作用下物体的安培力作用下物体的平衡平衡 通过题意画出侧向图，做受力分析，通过题意画出侧向图，做受力分析，再根据平衡状态下各方向再根据平衡状态下各方向F合合=0的原则列的原则列出力学方程求解出力学方程求解例例1 1、（、（20122012天津）如图所示，金属棒天津）如图所示，金属棒MNMN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖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，棒中通以由直向上的匀强磁场中，棒中通以由M M向向N N的的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为电流，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，。如果仅改变下列某一个条件

3、，角的角的相应变化情况是相应变化情况是 （ ）A A、棒中电流变大，、棒中电流变大， 角变大角变大B B、两悬线等长变短，、两悬线等长变短， 角变小角变小C C、金属棒质量变大，、金属棒质量变大， 角变大角变大D D、磁感应强度变大，、磁感应强度变大， 角变小角变小合成法、正交分解法合成法、正交分解法A 例例2、水平水平放置的两个放置的两个粗糙粗糙的平行金属轨道相距的平行金属轨道相距0.2m上面有一质量为上面有一质量为2kg的均匀金属棒的均匀金属棒ab，其，其电阻电阻不计不计，电源电动势为，电源电动势为V，内阻为，内阻为0.5，滑动变阻，滑动变阻器调到器调到2.5时，在金属棒所在位置施加一个与

4、时，在金属棒所在位置施加一个与ab所所在平面在平面垂直向上垂直向上的匀强磁场的匀强磁场B为为2T，求当开关闭合，求当开关闭合时：时：ab（1）通过导体棒）通过导体棒ab的电流的大小和方向；的电流的大小和方向；（2）金属棒）金属棒ab所受摩擦力的大小和方向所受摩擦力的大小和方向 ArREI20sf=Ff=F安安=BIL=0.8N=BIL=0.8N电流方向沿导体棒从电流方向沿导体棒从a a流向流向b b。B方向：水平向左方向：水平向左IF安安建水平竖直轴建水平竖直轴 例例3、如图所示，两平行光滑导轨相距、如图所示，两平行光滑导轨相距0.2m，与水平面夹角为与水平面夹角为450，金属棒，金属棒MN的

5、质量为的质量为0.1kg，处在竖直向上磁感应强度为，处在竖直向上磁感应强度为1T的匀强的匀强磁场中，电源电动势为磁场中，电源电动势为6V，内阻为，内阻为1，为使，为使MN处于静止状态，则电阻处于静止状态，则电阻R应为多少？应为多少？(其他其他电阻不计电阻不计)BmgFN0.2光滑面上，三力平衡光滑面上，三力平衡例例4、如图所示，两平行金属导轨间的距离、如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.40 m，金属导轨，金属导轨所在的平面与水平面夹角所在的平面与水平面夹角=37，在导轨所在平面内，分布着，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度磁感应强度B=0.50 T、方向、方向垂直于导轨所在平面垂直于导轨

6、所在平面的匀强磁场的匀强磁场.金金属导轨的一端接有电动势属导轨的一端接有电动势E=4.5 V、内阻、内阻r=0.50 的直流电源的直流电源.现现把一个质量把一个质量m=0.040 kg的导体棒的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒放在金属导轨上，导体棒恰恰好静止好静止.导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻接触的两点间的电阻R0=2.5 ，金属，金属导轨电阻不计导轨电阻不计，g取取10 m/s2.已知已知sin37=0.60,cos37=0.80，求：，求：（1）导体棒受到的安培力大小和方向；）导体棒受到的安培力大小和方向

7、；（2）导体棒受到的摩擦力）导体棒受到的摩擦力. .粗糙面上，多力平衡粗糙面上，多力平衡注意建轴原则注意建轴原则例例4、如图所示，两平行金属导轨间的距离、如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.40 m，金属导轨，金属导轨所在的平面与水平面夹角所在的平面与水平面夹角=37，在导轨所在平面内，分布着，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度磁感应强度B=0.50 T、方向、方向垂直于导轨所在平面垂直于导轨所在平面的匀强磁场的匀强磁场.金金属导轨的一端接有电动势属导轨的一端接有电动势E=4.5 V、内阻、内阻r=0.50 的直流电源的直流电源.现现把一个质量把一个质量m=0.040 kg的导体棒的导体棒

8、ab放在金属导轨上，导体棒恰放在金属导轨上，导体棒恰好静止好静止.导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻接触的两点间的电阻R0=2.5 ，金属导轨电阻不计，金属导轨电阻不计，g取取10 m/s2.已知已知sin37=0.60,cos37=0.80，求：，求： 导体棒受到的安培力大小导体棒受到的安培力大小F F安安=BIL=0.30 N=BIL=0.30 N（1）导体棒受到的安培力大小和方向；）导体棒受到的安培力大小和方向；解：根据闭合电路欧姆定律解：根据闭合电路欧姆定律 ArREI5 . 10IF 方向：平行导轨平面向

9、上方向：平行导轨平面向上例例4、如图所示，两平行金属导轨间的距离、如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.40 m，金属导轨，金属导轨所在的平面与水平面夹角所在的平面与水平面夹角=37，在导轨所在平面内，分布着，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度磁感应强度B=0.50 T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场.金金属导轨的一端接有电动势属导轨的一端接有电动势E=4.5 V、内阻、内阻r=0.50 的直流电源的直流电源.现现把一个质量把一个质量m=0.040 kg的导体棒的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒放在金属导轨上，导体棒恰恰好静止好静止.导体棒与金属导轨垂直且

10、接触良好，导体棒与金属导轨导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻接触的两点间的电阻R0=2.5 ，金属导轨电阻不计，金属导轨电阻不计，g取取10 m/s2.已知已知sin37=0.60,cos37=0.80，求：，求：（2）导体棒受到的摩擦力）导体棒受到的摩擦力. .导体棒受力如图导体棒受力如图, ,将重力正交分解将重力正交分解Gx=mgsin37Gx=mgsin37=0.24 N=0.24 NGxFGxF安安, ,根据平衡条件根据平衡条件mgsin37mgsin37+f=F+f=F安安解得解得f=0.06 N f=0.06 N 方向：平行导轨平面向下方向：平行导轨

11、平面向下GyGx高考考什么高考考什么（20122012安徽理综）如右图所示，两根间距安徽理综）如右图所示，两根间距为为d d的平行光滑金属导轨间接有电源的平行光滑金属导轨间接有电源E E，内，内阻不计，导轨平面与水平面间的夹角阻不计，导轨平面与水平面间的夹角=30=30。金属杆。金属杆abab垂直导轨放置，导轨与垂直导轨放置，导轨与金属杆接触良好。整个装置处于磁感应强金属杆接触良好。整个装置处于磁感应强度为度为B B的匀强磁场中。当磁场方向垂直轨道的匀强磁场中。当磁场方向垂直轨道平面向上时，金属杆平面向上时，金属杆abab刚好处于静止状态。刚好处于静止状态。要使金属杆能沿轨道向上运动，可以采取

12、要使金属杆能沿轨道向上运动，可以采取的措施是（的措施是（ ）A A、增大磁感应强度、增大磁感应强度B BB B、调节滑动变阻器使电流减小、调节滑动变阻器使电流减小C C、增大导轨平面与水平面间的夹角、增大导轨平面与水平面间的夹角D D、将电源正负极对调使金属杆中的电流方、将电源正负极对调使金属杆中的电流方向改变向改变A（20132013江苏理综）江苏理综）质量为质量为m m0.02kg0.02kg的通电细杆的通电细杆abab置于置于倾角为倾角为3737的平行放置的导轨上，导轨的宽度的平行放置的导轨上，导轨的宽度d d0.2m0.2m，杆，杆abab与导轨间的动摩擦因数与导轨间的动摩擦因数0.4

13、0.4，磁感应强，磁感应强度度B B2T2T的匀强磁场与导轨平面垂直且方向向下，如图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，试求出为使杆所示现调节滑动变阻器的触头，试求出为使杆abab静静止不动，通过止不动，通过abab杆的电流范围为多少？杆的电流范围为多少？当电流最大时，安培力最大，当电流最大时，安培力最大，此时最大静摩擦沿斜面向下，如左图此时最大静摩擦沿斜面向下，如左图建直角坐标系，列式如下：建直角坐标系，列式如下：沿斜面方向：沿斜面方向： _ 2 垂直斜面方向：垂直斜面方向： _ 2 Ff1FN1 1 F1Bimaxd 1 解上述方程得：解上述方程得：Imax

14、0.46 A 1 当电流最小时，安培力最小，当电流最小时，安培力最小，此时最大静摩擦沿斜面向上，如右图此时最大静摩擦沿斜面向上，如右图建直角坐标系，列式如下：建直角坐标系，列式如下：沿斜面方向：沿斜面方向： _ 2 垂直斜面方向：垂直斜面方向： _ 2 Ff2FN2 1 F2BImind. 1解上述方程得：解上述方程得：Imin0.14 A. 1【答案答案】0.14 AIab0.46 AF1mgsinFf10FN1mgcos0F2Ff2mgsin0 FN2mgcos0会听的不如会做的会听的不如会做的会做的不如会总结的会做的不如会总结的解决安培力作用下平衡问题需注意的几点事项：解决安培力作用下平衡问题需注意的几点事项：1、做好受力分析、做好受力分析力学计算的关键力学计算的关键2、画好侧视图、画好侧视图为受力分析做准备为受力分析做准备3、注意磁场方向、注意磁场方向安培力垂直磁