高考物理一轮总复习精品课件 第10章 磁场 第1节 磁场的描述 磁场对电流的作用.ppt

6.(2023广西河池期末)如图所示,两倾角为θ的光滑平行导轨间距为L,质量为m的导体棒垂直于导轨放置,整个空间存在垂直于导体棒的匀强磁场,现在导体棒中通有由a到b的恒定电流,导体棒始终静止在导轨上,已知磁感应强度大小为B,重力加速度为g。则下列说法正确的是()B解析若磁场方向竖直向上,则由左手定则可知,安培力方向水平向右,受力分析如图所示。考点三安培力作用下通电导体的平衡问题求解安培力作用下通电导体的平衡问题的关键是将三维图转化为二维平面图,即通过画俯视图、剖面图、侧视图等,将立体图转换为平面受力图。【典例突破】典例3.如图所示,空间中存在垂直于导轨平面向下的匀强磁场,两平行光滑金属导轨固定在倾角为θ的绝缘斜面上,导轨电阻不计,劲度系数为k的轻质弹簧上端固定,下端与质量为m的水平直导体棒ab中点相连,弹簧与导轨平面平行并始终与导体棒垂直,导体棒垂直跨接在两导轨上,接通电源后导体棒保持静止,弹簧处于原长状态。把电源极性调转,用外力使导体棒沿斜面往下平移x(弹性形变范围内),重新接通电源并撤掉外力,导体棒依然保持静止,则x为()答案C解析接通电源后导体棒保持静止,弹簧处于原长状态,根据平衡条件有mgsinθ=BIl;把电源极性调转,用外力使导体棒沿斜面往下平移x(弹性形变范围内),重新接通电源并撤掉外力,导体棒依然保持静止,根据平衡条件有mgsinθ+BIl=kx。联立解得x=,故C正确。考题点睛考点考向点睛安培力作用下通电导体的平衡问题方法:易错:注意分析由电流或磁场方向改变,会引起安培力方向改变【对点演练】7.(2023湖南长沙模拟)有一劲度系数为k的轻质绝缘弹簧,将边长为d的正三角形匀质金属线框(线框由电阻为R的金属丝折合而成)如图甲、乙情况放置,静止时弹簧的长度分别为L1和L2。现将该金属线框如图丙所示接入电路,导线的左右接触点分别为线框左右两边的中点,导线电阻不计,磁场方向垂直于纸面向外,磁感应强度大小为B,电源的电动势为E,内阻为r,导线与线框之间作用力可以忽略,则闭合开关S后,弹簧的长度L3为()答案A8.(2023四川成都七中模拟)如图所示,导体棒P通过两等长细线悬挂在竖直墙面上等高的两点,并通以恒定电流IP,另一长直导体棒Q位于MN连线正下方,并与一滑动变阻器串联,闭合开关前滑片位于最左端,已知通电直导线产生的磁场的磁感应强度与通电导线的电流大小成正比,与到通电导线的距离成反比。不计电源与导体棒电阻,现闭合开关,将滑动变阻器的滑片自最左端缓慢滑至中间,导体棒P绕MN连线缓慢转动,下列说法正确的是()A.导体棒P所受安培力始终垂直于两棒所在平面B.细线拉力将减半C.两棒间的安培力将翻倍D.两棒的间距将变为原来的倍D9.(多选)(2022湖北卷)如图所示,两平行导轨在同一水平面内。一导体棒垂直放在导轨上,棒与导轨间的动摩擦因数恒定。整个装置置于匀强磁场中,磁感应强度大小恒定,方向与金属棒垂直,与水平向右方向的夹角θ可调。导体棒沿导轨向右运动,现给导体棒通以图示方向的恒定电流,适当调整磁场方向,可以使导体棒沿导轨做匀加速运动或匀减速运动。已知导体棒加下列说法正确的是()C.加速阶段加速度大小最大时,磁场方向斜向下,θ=60°D.减速阶段加速度大小最大时,磁场方向斜向上,θ=150°BC解析设磁场方向与水平方向夹角为θ1,θ190°;当导体棒加速且加速度最大时,合力向右且最大,受力分析可知安培力方向应该斜向右上方,根据左手定则可得磁场方向斜向右下方,有Fsinθ1-μ(mg-Fcosθ1)=ma1,同理,磁场方向与水平方向夹角为θ2,θ290°,当导体棒减速,且加速度最大时,合力向左且最大,受力分析可知安培力方向应该斜向左下方,根据左手定则可得磁场方向斜向左上方,有Fsinθ2+μ(mg+Fcosθ2)=ma2,考点四安培力作用下导体的运动问题[师生共研]1.判定导体运动情况的基本思路判定通电导体在安培力作用下的运动或运动趋势,首先必须弄清楚导体所在位置的磁感线分布情况,然后利用左手定则准确判定导体的受力情况,进而确定导体的运动方向或运动趋势的方向。2.安培力下导体运动情况判断的常用方法【典例突破】典例4.一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈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.在纸面内平动思维点拨应用电流元法、等效法等进行分析。答案B解析方法一(电流元法):把线圈L1沿水平转动轴分成上、下两部分