高二物理安培力作用下的平衡问题有答案.doc

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1、通电导体在安培力作用下的平衡问题分析思路．(1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析．(2)画出受力平面图．（侧视图、剖面图等）(3)依据平衡条件或牛顿第二定律列方程．一、例题讲解例1．重力为G长度为L的导体棒MN静止于水平导轨上。通过MN的电流强度为I，匀强磁场的磁感应强度为B，其方向与导轨平面呈θ斜向右上方，如图所示。求：MN受到的支持力和摩擦力。例2．如图所示，一根长为0.2m的金属棒放在倾角为θ=370的光滑斜面上，并通以I=5A电流，方向如图所示，整个装置放在磁感应强度为B=0.6T，竖直向上的匀强磁

2、场中，金属棒恰能静止在斜面上，则该棒的重力为多少？BIθ例3．质量为m＝0.02kg的通电细杆ab置于倾角θ＝37°的平行放置的导轨上，导轨的宽度d＝0.2m，杆ab与导轨间的动摩擦因数μ＝0.4，磁感应强度B＝2T的匀强磁场与导轨平面垂直且方向向下，如右图所示，现调节滑动变阻器的触头，试求出为使杆ab静止不动，通过ab杆的电流范围为多少？(g取10m/s2)二、巩固练习1．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。（1）如斜面光滑，欲使导体

3、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？（2）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？2．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)【拓展】：电流仅反向、经多长时间绳的拉力为零？(g取10

4、m/s2)3．(2012·辽宁联考)如图所示，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在空中静止不动，应该在棒中通入多大的电流？电流的方向如何？4．如图所示，电源电动势E＝2V，r＝0.5Ω,竖直导轨电阻

5、可略，金属棒的质量m＝0.1kg，R=0.5Ω，它与导体轨道的动摩擦因数μ＝0.4，有效长度为0.2m,靠在导轨的外面，为使金属棒不下滑，我们施一与纸面夹角为600且与导线垂直向外的磁场，（g=10m/s2）求：（1)此磁场是斜向上还是斜向下？（2）B是多少？5．如图所示，在倾角θ＝30°的斜面上固定一金属框，框宽L＝0.25m，电动势E＝12V、内阻不计的电池．垂直框面放有一根质量m＝0.2kg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＝0.8T、垂直框面向上的匀强磁场中．当调节滑动变阻

6、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10m/s2)6．如图所示，质量为60g的铜棒长为a=20cm，棒的两端与长为L=30cm的细软铜线相连，吊在磁感应强度B=0.5T、方向竖直向上的匀强磁场中。当棒中通过恒定电流I后，铜棒向上来回摆动，最大偏角θ=600，g取10m/s2，求:(1)铜棒中电流I的大小.(2)铜棒在摆动过程中的最大速率(结果保留一位有效数字)参考答案：例1、例2、答案：0.8N例3、答案：巩固练习1、2、答案：由B＝0.4tT得t＝5s.3、0A≤I≤2.

7、0A　由a到b4、答案(1)磁场的方向斜向上(2)（）5、滑动变阻器R的取值范围应为1.6Ω≤R≤4.8Ω6、答案：（1）（2）1m/s