安培力作用下的平衡-公开课重点讲义.ppt

* 例1．如图所示，PQ和MN为 水平、平行放置的金属导轨， 相距1 m，导体棒ab跨放在导轨 上，棒的质量为m＝0.2 kg，棒的 中点用细绳经滑轮与物体相连， 物体的质量M＝0.3 kg，棒与导轨间的动摩擦因数为μ＝0.5，匀强磁场的磁感应强度B＝2 T，方向竖直向下，为了使物体匀速上升，应在棒中通入多大的电流？方向如何？(g＝10 m/s2) 解析：导体棒ab受力如右图所示，由平衡条件： FN＝mg ① BIL－Ff－Mg＝0 ② 又Ff＝μFN ③ 联立①②③得I＝2 A， 由左手定则知电流方向由a→b. 答案：2 A　a→b 如图,光滑平行导轨宽为L,轨道平面与水平面成θ角,放在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B,质量为m的金属棒ab垂直于导轨放在轨道平面上,若保持棒ab静止不动,棒中应通何方向多大电流.. 练习1: B a b θ θ 例2.如图所示，在倾角θ＝30° 的斜面上固定一金属框， 框宽l＝0.25 m，接入电动 势E＝12 V、内阻不计的电 池．垂直框面放有一根质量 m＝0.2 kg的金属棒ab， 它与框架的动摩擦因数μ＝ .整个装置放在磁感应强度B＝0.8 T、垂直框面向上的匀强磁场中．当调节滑动变阻器R的阻值在什么范围时，可使金属棒静止在框架上？(框架与棒的电阻不计，g取10 m/s2) (1)解决有关通电导体在磁场中的平衡问题，关键是受 力分析，只不过比纯力学中的平衡问题要多考虑一个 安培力． (2)画好辅助图(如斜面)，标明辅助方向(如B的方向、I 的方向等)是画好受力分析图的关键． (3)由于安培力、电流I、磁感应强度B的方向之间涉及 到三维空间，所以在受力分析时要善于把立体图转 化成平面图. 重G的光滑小球静止在固定斜面和竖直挡板之间。若挡板逆时针缓慢转到水平位置，在该过程中，斜面和挡板对小球的弹力的大小F1、F2各如何变化？ F1 F2 G G F2 F1 α 例3.在倾角为θ的斜面上，放置一段通有电流强度为I,长度为L，质量为m的导体棒a，（通电方向垂直纸面向里），如图所示，棒与斜面间动摩擦因数μ tanθ.欲使导体棒静止在斜面上，应加匀强磁场，磁场应强度B最小值是多少？如果要求导体棒a静止在斜面上且对斜面无压力，则所加匀强磁场磁感应强度又如何？ ⊕ 练习1．如图（甲）所示，两平行导轨与水平面成θ角倾斜放置，电源、电阻、金属细杆及导轨组成闭合回路，细杆与导轨间的摩擦不计。整个装置分别处在如图（乙）所示的匀强磁场中， 其中可能使金属细杆处于静止状态 的是 ( ) (甲) θ (乙) I I θ A B θ B B I θ D B θ C B I B 练习2．如图所示，两根间距为d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θ = 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ab刚好处于静止状态。若将磁场方向改为竖直向上，要使金属杆仍保持静止状态，可以采取的措施是 （ ） A．减小磁感应强度B　　　　　 B．调节滑动变阻器使电流减小　　 C．减小导轨平面与水平面间的夹角θ　　 D．将电源正负极对调使电流方向改变 B b θ E a C *