3-1__20xx__最新物理高考_第二節(jié)__磁場(chǎng)對(duì)電流的作用(編輯修改稿)
2024-09-06 19:50 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 解析： 可將通電圓環(huán)等效為左右兩段通電直導(dǎo)線來(lái)判定，離直導(dǎo)線越近，磁場(chǎng)越強(qiáng)，由左手定則或由同向電流相吸，異向電流相斥判定，答案選 D. 答案： D 考點(diǎn) 3. 安培力做功的特點(diǎn) 剖析： 圖 927 圖 928 1. 安培力做功與路徑有關(guān)，所以繞閉合回路一周，安培力做功可以為正，可以為負(fù)，也可以為零，不象重力和電 場(chǎng)力做功一定為負(fù) . 2. 安培力做功的實(shí)質(zhì)：起傳遞能量的作用，將電源的能量傳遞給通電導(dǎo)線，而磁場(chǎng)本身不提供能量 .如圖 9210 所示，導(dǎo)體 ab 在安培力作用下向左運(yùn)動(dòng)，安培力做功的結(jié)果是將電能轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體的動(dòng)能 . [例題 3] 電磁炮是一種理想的兵器，它的主要原理如圖 9211 所示，利用這種裝置可以把質(zhì)量為 g 的彈體（包括金屬桿 EF 的質(zhì)量）加速到 6 km/ 2 m，長(zhǎng)為100 m，通過(guò)的電流為 10 A，則軌道間所加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 _________T，磁場(chǎng)力的最大功率 P=_________W（軌道摩擦不計(jì)） . 解析： 由動(dòng)能定理 W 合 =21mv221mv02 可知 BILs=21mv2,得出 B=18 T. 故 P=BILvm= 106 W. 答案： 18 106 考點(diǎn) 4. 安培力與力學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用 剖析： 由于左手定則中， F、 B、 I 三者的關(guān)系涉及三維空間，解題時(shí)要善于從不同的視向把立體圖改畫為平面圖，然后通過(guò)受力分析，通電導(dǎo)線 的運(yùn)動(dòng)分析，即可解決與安培力相結(jié)合的靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、功和能等方面的問(wèn)題 . ① 首先把立體圖畫成易于分析的平面圖，如側(cè)視圖、剖視圖或俯視圖等； ② 確定導(dǎo)線所在處磁場(chǎng)方向，根據(jù)左手定則確定安培力的方向； ③ 結(jié)合通電導(dǎo)體、受力分析、運(yùn)動(dòng)情況等，根據(jù)題目要求，列出方程，解決問(wèn)題 . [例題 4] 如圖 9212(a)所示，兩根平行放置的導(dǎo)電軌道，間距為 L，傾角為 ? ，軌道間接有電動(dòng)勢(shì)為 E（內(nèi)阻不計(jì)）的電源，現(xiàn)將一根質(zhì)量為 m、電阻為 R 的金屬桿 ab 與軌道垂直放于導(dǎo)電軌道上，軌道的摩擦和電阻均不計(jì)，要使 ab 桿靜止，所加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度至少多大？什么方向？ 解析： 由 ab 桿靜止可知受力平衡 .因軌道摩擦不計(jì) ,故物體僅受重力、支持力、安培力 .其中重力大小、方向均不變；支持力方向不變 .如圖9212（ b）所示由平衡知識(shí)知，安培力沿斜面向上時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度最小 .根據(jù)左手定則磁感應(yīng)圖 9212(a) b F a 圖 9210 9211 強(qiáng)度垂直軌道平面向上 .由 得： LEmgRB ?sin? 方向： 垂直于軌道平面向上 . 【變式訓(xùn)練 4】 如圖 9213（ a） 所示，電源電動(dòng)勢(shì) E＝ 2V， r＝ ,豎直導(dǎo)軌電阻可略，金屬棒的質(zhì)量 m＝ ， R= ，它與導(dǎo)體軌道的動(dòng)摩擦因數(shù) μ ＝ ，有效長(zhǎng)度為 m,靠在導(dǎo)軌的外面，為使金屬棒不下滑，我們施一與紙面夾角為 600 且與導(dǎo)線垂直向外的磁場(chǎng)，（ g=10 m/s2）求： （ 1)此磁場(chǎng)是斜向上還是斜向下？ （ 2） B 的范圍是多少？ 解析 ： 導(dǎo)體棒側(cè)面受力圖如圖 9213(b)所示： 由平衡條件得： B 最小時(shí)摩擦 力沿導(dǎo)軌向上，則有 μ FN＋ BILcos300＝ mg, FN=BILsin300 解得 B＝ T 當(dāng) B 最大時(shí)摩擦力沿導(dǎo)軌向下，則有 BILcos300＝ mg＋ μ FN FN=BILsin300 解得 B=3. 75 T B 的范圍是 T 3. 75 T REI?BILF ?安安Fmg ??sinG N 圖 9212（ b） 9213(a) 9213(b) 四、考能訓(xùn)練 A 基礎(chǔ)達(dá)標(biāo) （ 20xx 年重慶卷） 在題圖 9214 所示電路中，電池均相同，當(dāng)電鍵 S 分別置于 a、 b 兩處時(shí)，導(dǎo)線 MM39。 與 NN39。 ， 之間的安培力的大小為 af、 bf，判斷這兩段導(dǎo)線（ ） A． 相互吸引， af＞ bf B． 相互排斥， af＞ bf C．
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