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(共28张PPT)
习题课一　安培力作用下导体的平衡
和加速
素养·目标定位
目标素养
1.会判断安培力作用下导体的运动情况
2.能分析通电导体在安培力作用下的平衡和加速问题
3.会将立体图转换为平面图进行受力分析
4.掌握应用牛顿第三定律通过转换研究对象分析安培力的方法
课堂·要点解读
一 安培力作用下导体运动情况的判断
知识讲解
安培力作用下导体运动情况的常用判定方法。
电流元法 分割为电流元 安培力方向→整段导体所受合力方向→运动方向
特殊位置法 在特殊位置→安培力方向→运动方向
等效法 环形电流→小磁针,通电螺线管→条形磁体
结论法 同向电流互相吸引,异向电流互相排斥;两不平行的直线电流相互作用时,有转到平行且电流方向相同的趋势
转换研究
对象法 定性分析磁体在电流磁场作用下的受力或运动的问题时,可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力,然后由牛顿第三定律确定磁体所受电流磁场的作用力,从而确定磁体所受合力及运动方向
典型例题
【例1】 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
答案:B
解析:环形电流I1、I2之间不平行,则必有相对转动,直到两环形电流同向平行为止,据此可得,从左向右看,线圈L1将顺时针转动。
规律总结
判定通电导体在安培力作用下的运动情况或运动趋势,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。
二 安培力作用下导体的平衡和加速问题
知识讲解
1.将立体图转化为平面图。
安培力作用下的平衡问题,题目给出的一般是立体图,如果把受到的力直接画在导体棒上,那么较为抽象,不利于问题的求解,一般把抽象的立体图转换为直观的平面图,常见情境如下。
2.将题中的角度、电流方向、磁场方向标在图上,根据左手定则准确判断安培力的方向。
3.进行受力分析,注意不要漏掉安培力。同时,当存在静摩擦力时,要注意分析由于电流的大小变化而引起的安培力的变化以及安培力的变化导致静摩擦力大小和方向的变化,此过程往往存在临界问题。
4.根据力的平衡条件、牛顿第二定律列方程进行求解。
D
方法总结
安培力作用下的平衡问题与力学中的平衡问题分析方法是相同的,只不过多了安培力,解题的关键仍是受力分析。
成 果 验 收 站
1.通有电流I的直导线竖直放置,且可绕O点向各个方向转动,电流方向如图所示,O为直导线的中心,
下列说法正确的是(　　)
A.导线受磁场力的作用,绕O点上端向里、
下端向外转动
B.导线受磁场力的作用,绕O点上端向外、
下端向里转动
C.导线受磁场力的作用,绕O点在纸面内逆时针方向转动
D.导线不受磁场力的作用,故不转动
答案:B
解析:条形磁体产生的磁场在导线位置的方向水平向右,根据左手定则可知,安培力垂直纸面向里。沿导线向上磁感应强度逐渐减小,即导线O点下侧所受安培力大一些,导线的运动由下侧安培力决定,则导线绕O点上端向外、下端向里转动。选项B正确。
2.如图所示,一绝缘光滑固定斜面处于匀强磁场中,磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于斜面向上,通有电流I的金属细杆水平静止在斜面上。若电流变为0.5I,磁感应强度大小变为3B,电流和磁场均反向,则金属细杆将(　　)
A.沿斜面加速上滑
B.沿斜面加速下滑
C.沿斜面匀速上滑
D.仍静止在斜面上
答案:A
4.如图所示,匀强磁场中有两个相同的弹簧测力计,测力计下方竖直悬挂一副边长为L,粗细均匀的匀质金属等边三角形,将三条边分别记为a、b、c。在a的左右端点M、N连上导线,并通入由M到N的恒定电流,此时a边中电流大小为I,两弹簧测力计的示数均为F1。仅将电流反向,两弹簧测力计的示数均为F2。

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