8、第1講-磁場(chǎng)的描述-磁場(chǎng)對(duì)電流的作用-資料下載頁(yè)
2025-04-05 05:22本頁(yè)面
【正文】 相互吸引，可得C項(xiàng)正確。與安培力有關(guān)的力學(xué)綜合問(wèn)題[命題分析] 與安培力有關(guān)的平衡、加速問(wèn)題是高考命題的重點(diǎn)，常以選擇或計(jì)算題的形式出現(xiàn)。[例3] 如圖8－1－13所示，在傾角為θ＝30176。的斜面上，固定一寬L＝ m的平行金屬導(dǎo)軌，在導(dǎo)軌上端接入電源和滑動(dòng)變阻器R。電源電動(dòng)勢(shì)E＝12 V，內(nèi)阻r＝1 Ω，一質(zhì)量m＝20 g的金屬棒ab與兩導(dǎo)軌垂直并接觸良好。整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝ T、垂直于斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中(導(dǎo)軌與金屬棒的電阻不計(jì))。金屬導(dǎo)軌是光滑的，取g＝10 m/s2，要保持金屬棒在導(dǎo)軌上靜止，求：圖8－1－13(1)金屬棒所受到的安培力的大小。(2)通過(guò)金屬棒的電流的大小。(3)滑動(dòng)變阻器R接入電路中的阻值。[思維流程]第一步：抓信息關(guān)鍵點(diǎn)關(guān)鍵點(diǎn)信息獲取(1)磁場(chǎng)垂直斜面向上由左手定則知安培力平行于斜面向上(2)金屬棒靜止棒所受外力的合力為零第二步：找解題突破口要求金屬棒所受的安培力，可由棒受力平衡求得，再由F安＝BIL求出電流的大小，最后由歐姆定律求R。第三步：條理作答[解析] (1)F安＝mgsin 30176。，得F安＝ N(2)金屬棒靜止在金屬軌道上受力平衡，如圖所示解得I＝＝ A。(3)設(shè)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為R0，根據(jù)閉合電路歐姆定律得：E＝I(R0＋r)解得R0＝－r＝23 Ω。[答案] (1) N (2) A (3)23 Ω———————————————————————————————解答通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中的平衡問(wèn)題的分析思路(1)確定研究對(duì)象；(2)變?nèi)S為二維；畫(huà)出平面受力分析圖，其中安培力的方向要切記F安⊥B，F(xiàn)安⊥I，即安培力垂直于磁場(chǎng)方向、電流方向二者決定的平面；(3)由平衡條件列式求解?！猍互動(dòng)探究]本題中若勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向豎直向上，求：(1)金屬棒所受到的安培力的大小如何？(2)金屬棒中的電流的大小。(3)滑動(dòng)變阻器R接入電路的電阻為多少？解析：(1)若磁場(chǎng)方向上，金屬棒受力如圖所示，其中F安水平向右F安＝mgtan θ＝ N＝ N。(2)由F安＝BIL得I＝＝ A＝ A＝ A，(3)由閉合電路歐姆定律得I＝故R＝－r＝ Ω。答案：(1) N (2) A (3) Ω糾錯(cuò)藍(lán)本——對(duì)通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析不清而出現(xiàn)的錯(cuò)誤[示例] 如圖8－1－14所示，質(zhì)量為60 g的導(dǎo)體棒長(zhǎng)度L1＝20 cm，棒兩端分別與長(zhǎng)度L2＝30 cm的細(xì)導(dǎo)線(xiàn)相連，懸掛在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝ T。當(dāng)導(dǎo)體棒中通以穩(wěn)恒電流I后，棒向上擺動(dòng)(擺動(dòng)過(guò)程中I始終不變)，最大偏角θ＝45176。，求：導(dǎo)體棒中電流I的大小(g取10 m/s2)。圖8－1－14[嘗試解答] 由于45176。角是導(dǎo)體棒向上擺動(dòng)的最大偏角，所以此時(shí)導(dǎo)體棒并不平衡，只是速度等于零；由動(dòng)能定理得BIL1L2sin θ－mgL2(1－cos θ)＝0，故棒中的電流I＝＝ A。[答案] A[失誤探因]1．審題方面誤認(rèn)為棒擺到最高點(diǎn)時(shí)處于平衡狀態(tài)用平衡條件F合＝0求電流I而造成錯(cuò)解。2．知識(shí)應(yīng)用方面應(yīng)用動(dòng)能定理列式，搞不清初末狀態(tài)及棒擺動(dòng)過(guò)程中各力做功的正負(fù)而出現(xiàn)列式錯(cuò)誤，導(dǎo)致結(jié)果出錯(cuò)。[名師點(diǎn)評(píng)] 在處理物理問(wèn)題時(shí)要注意物理過(guò)程和狀態(tài)的分析，明確物體所處的狀態(tài)是平衡態(tài)還是非平衡狀態(tài)，只有平衡態(tài)，物體所受合力才為零，否則易走入誤區(qū)。
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