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1、高考研究(一)琢安培力作用下导体的平衡、运动功能问安培力是指碟场对电流的作用力,在实际中有广泛应用(电动机、电流表、申磁炮等)。安培力的方向可由大手定则判断,其大小计算代高考中只要求LLB与L18网杵情景。关于安培力问题,主要涉及通电导体在磁场中的平衡、转动、加速、临界及做功问题。题型了|宛塔力作用下物体的平衡、加速问题题型简述在安培力作用下如果导体处于平衡状态,可根据共点力的平衡条件处理;如果导体处于加速状态,可根据牛顿第二定律处理。方法突破1.分析导体在安培力作用下的平衡和加速问题芒思路(D确定要研究的导体。(2)按照已知力一重力一安培力一弹力一摩擦力的顺序,对导体进行受力分析。(3)分析
2、导体的运动情况。剧净讲认(根据平衡条件或牛顿第二定律列式求解。2.受力分析的注意事项(D安培力的方向特点:F.LB,F_L7,即习垂直于旦和决定的平面。(2)安培力的大小:应用公式F二BILsin0计算弯曲导线在匀骤隔场中所娆安培力的大小时,有效长度工等于曲线两端点的直线长度。(3)视图转换:对于安培力作用下的力学问题,导体棒的受力往往分布在三维空间的不同方向上,这时应利用俯视图、剖面图或侧视图等,变立体图为二维平面图。例(多选)Q017“临沂模拟)位于同一水平面上的两根平行导转,y吊-放置在斜向左上方、与水平面成60?角且范围足够大的匀强磁场中,剖面图如图所示,一根通有方向如图所示的恒定电流
3、的金属棒正在导转上向右伸匀逛运动,在史哩健场泥顺旷针蛟傲转过30的过程中,金属棒始终保持匀速运动,则碱感应强度于的大小变化可能是()A-始终变大B.始终变小C.光支大厂支尔D.先变小后变大0解析对通电金属棒受力分析如图所示,因,为金属棒始终保持匀速运动,所以它受力平衡,eo丁鲨将安培力正交分解,则水平方向5scos一FC坂直方向下ssina十下二G,其中a二30“,且F一Fx,联立以“c万万上世式可得,Fa一-7中i亚元由数学知识可知,此式存在最小值。由工弘育拳不数札多,厂以在匀豫碟君泮顺时针缓慢转过30“的过程中,安培力的大小可能先变小再变大,也可能一直变大,则磁感应强度8的大小变化与安培力
4、的变化一致。故A、D正确。菅秽|AD名师指津本题考查通电金属棒在安培力作用下的平衡问题,解决此类问题,首先进行受力分析(有时需要将立体图转化为平面国)捂绵合干大桧件典立方程,倩答问题。本题的难点在于应用三角函数讨论极值。联进训练|1.G015.全国卷T)如图,一长为10cm的金.属棒a5用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中;磁场的磁感应强度大小为0.1T,方向C垂直于纸面向里;弹簧上端固定,下端与金属棒绝缘。金属棋通过开关与一印动根为13V的定张杨连,师跟总屯阻为2Q。已知开关断开时两弹簪的伸长量为0.5em:闭合开关,系统重新平衡后,两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了03cm。重力
5、加速度大小取10m/s。判断开关闭合后金属棒所奎安培力的方向,并求出金属棍的质量。解析:依题意,开关闭合后,电流方向从5到a,由左手定则可知,金属棒所受的安培力方向竖直向下。开关断开时,两弹簧各自相对于其原长伸长了An一0.5cm。由胡克定律和力的平衡条件得2KAh一mg式中,m为金属棒的质量,是弹簧的劲度系数,g是重力加速度的大小,开关闭合后,金属棒所受安培力的大小为F一IBT式中,是回路电流,是金属棒的长度。两弹簧各自再伸长了Ab一0.3em,由胡克定律和力的平衡条件得2Kk(Ah十AD)一m8十下由欧姆定律有二二伟式中,左是电池的电动势,R是电路总电阻。联立以上各式,并代入题给数据得吊二0.01kat答案:安培力的方向竖直向下,金属棒的质量为0.01kg例2(多选)Q014浚江商考)如图甲所示,两根光滑平*/害|蓉仙4厂行导轨水平放置,间距为,巾/H-巳其间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为8。垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒。从1一0时刻起,棒上有如图乙所示的持缈交取山痊乙周朐为卯最大值为Lu:图早中T所示方向为电流正方向。则金属棒().一直向右移动B速度随时间周期性变化
