第08章第2課時磁場對電流的作用力(編輯修改稿)
2025-08-28 17:46 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 中 .當調(diào)節(jié)滑動變阻器 R的阻值在什么范圍內(nèi)時 ,可使金屬棒靜止在框架上 ?框架與棒的電阻不計 ,g取 10 m/s2. 圖 6 63思維導圖 解析 （ 1）當變阻器 R取值較 大時 ,I 較小 ,安培力 F較小 ,在 金屬棒重力分力 mgsin θ 作 用下 ,使棒有沿框架下滑趨勢 , 框架對棒的摩擦力 F1沿框面向上 ,如右圖所示 .金屬棒剛好不下滑時滿足平衡條件 . B L+μ mgcosθ mgsinθ =0 得 R= = Ω= Ω RE)c o s( s in ??? ?mgB E L)236(??????（ 2）當變阻器 R取值較小時 ,I較大 ,安培力 F較大 ,會使金屬棒產(chǎn)生沿框面上滑趨勢 .因此 ,框架對棒的摩擦力 F2沿框面向下 ,如右圖所示 .金屬棒剛好不上滑時滿足平衡條件 . B Lμ mgcosθ mgsinθ =0 得 R= = Ω= Ω 所以滑動變阻器 R的取值范圍為 Ω≤ R≤ Ω. 答案 Ω≤ R≤ Ω RE)c o s( s in ??? ?mgBEL)236(??????規(guī)律總結(jié) 解決安培力與力學綜合問題的關(guān)鍵 : （ 1）首先正確畫出通電導體受力的平面圖（或側(cè)視圖） ,注意電流方向和磁場方向的正確畫出 . （ 2）受力分析時安培力的方向必須用左手定則正確判定 ,注意安培力方向既跟磁感應(yīng)強度的方向垂直又和電流方向垂直 . 變式練習 2 如圖 7所示 , 通電細 桿 ab質(zhì)量為 m,置于傾角為 θ 的導 軌上 ,導軌和桿間不光滑 .通有電 流時 ,桿靜止在導軌上 .下圖是四 個側(cè)視圖 ,標出了四種勻強磁場的 方向 ,其中摩擦力可能為零的是（ ） 圖 7 解析 因為桿靜止在導軌上 ,所受合力為零 ,如果桿和導軌無擠壓或者桿相對于導軌無滑動的趨勢 ,則摩擦力為零 .根據(jù)左手定則 ,四指指向電流方向 ,磁感線垂直穿過手心 ,則大拇指指向為安培力的方向 ,所以 A中 F水平向右 ,B中 F豎直向上 ,C中 F豎直向下 ,D中 F水平向左 ,A、 B滿足題意 . 答案 AB 題型 3 “ 導體棒”模型 【 例 3】 如圖 8所示是一個 可以用來測量磁感應(yīng)強度 的裝置 ,一長方體絕緣容器 內(nèi)部高為 L,厚為 d,左右兩管 等高處裝有兩根完全相同 的開口向上的管子 a、 b,上、 下兩側(cè)裝有電極 C（正極）和 D（負極） ,并經(jīng)開關(guān) S與電源連接 .容器中注滿能導電的液體 ,液體的密度為 ,磁場方向垂直紙面向里 .當開關(guān)斷開時 ,豎直管子 a、 b中 圖 8 的液面高度相同 。開關(guān) S閉合后 ,a、 b管中液面將出現(xiàn)高度差 .若閉合開關(guān) S后 ,a、 b管中液面將出現(xiàn)高度差為 h,電路中電流表的讀數(shù)為 I,求磁感應(yīng)強度 B的大小 . 解析 開關(guān) S閉合后 ,導電液體中有電流由 C流向 D,根據(jù)左手定則可知導電液體要受到向右的安培力 F的作用 ,在液體中產(chǎn)生附加壓強 p,這樣 a、 b管中液面將出現(xiàn)高度差 .設(shè)液體中產(chǎn)生附加壓強為 p,則 : p= ① p=ρ gh ② F=BIL ③ S=Ld
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