安培力公开课

E I 2A R0 r
电流方向沿导体棒从a流向b。
s
B
b
I a
F安
f=F安=BIL=0.8N
方向：水平向左
题型三：斜面轨道
光滑面上，三力平衡
例 3 、如图所示，两平行光滑导轨相距 0.2m， 与 水 平 面 夹 角 为 450 ， 金 属 棒 MN 的 质 量 为 0.1kg ，处在竖直向上磁感应强度为 1T 的匀强 磁场中，电源电动势为 6V ，内阻为 1Ω ，为使 MN处于静止状态，则电阻 R应为多少？ (其他 B 0.2Ω N 电阻不计)
4、安培力公式及成立条件： F安=BIL 此为B与I垂直时的表达式 B与I不垂直时考虑正余弦 B与I平行时不受安培力
专题复习
安培力作用下物体的 平衡
通过题意画出侧向图，做受力分析， 再根据平衡状态下各方向F合=0的原则列 出力学方程求解
题型一：三力平衡
合成法、正交分解法
例1、（2012天津）如图所示，金属棒MN 两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖 直向上的匀强磁场中，棒中通以由M向N的 电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为 θ 。如果仅改变下列某一个条件，θ 角的 相应变化情况是 （ A ）
7、注意斜坡上物体重力的分解及支持力的数值
课后作业
1、安培力练习卷2 : 1~6题 2、大本118页：例1、例2 3、小本277页：第8题
当电流最小时，安培力最小， 此时最大静摩擦沿斜面向上，如右图 建直角坐标系，列式如下： F2＋Ff2－mgsinθ＝0 沿斜面方向： __________________
2′ 2′ 1′ 1′ 1′
2′ 2′ 1′ 1′ 1′
垂直斜面方向：
FN2－mgcosθ＝0 ________________
Ff2＝μFN2 F2＝BImind. 解上述方程得：Imin＝0.14 A. 【答案】 0.14 A≤Iab≤0.46 A
当电流最大时，安培力最大， 此时最大静摩擦沿斜面向下，如左图 建直角坐标系，列式如下： 沿斜面方向： F _________________ 1－mgsinθ－Ff1＝0 垂直斜面方向： F _______________ N1－mgcosθ＝0 Ff1＝μFN1 F1＝Bimaxd 解上述方程得：Imax＝0.46 A
课堂总结
会听的不如会做的 会做的不如会总结的
解决安培力作用下平衡问题需注意的几点事项： 1、做好受力分析——力学计算的关键 2、画好侧视图——为受力分析做准备 3、注意磁场方向——安培力垂直磁场
4、注意电路结构——观察导体棒在干路还是支路 注意电源有无内阻 5、注意轨道的光滑与粗糙 6、注意摩擦的被动性——考虑双向的可能
（2013江苏理综）质量为m＝0.02kg的通电细杆ab置于 倾角为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？
（1）导体棒受到的安培力大小和方向； 解：根据闭合电路欧姆定律
E I 1.5 A R0 r
F I
导体棒受到的安培力大小F安=BIL=0.30 N
方向：平行导轨平面向上
例4、如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.40 m，金属导轨 所在的平面与水平面夹角θ=37°，在导轨所在平面内，分布着 磁感应强度B=0.50 T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场.金 属导轨的一端接有电动势E=4.5 V、内阻r=0.50 Ω的直流电源.现 把一个质量m=0.040 kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰 好静止.导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨 接触的两点间的电阻R0=2.5 Ω，金属导轨电阻不计，g取10 m/s2. 已知sin37°=0.60,cos37°=0.80，求：
（2）导体棒受到的摩擦力. 导体棒受力如图,将重力正交分解 Gx=mgsin37°=0.24 N
Gx<F安,根据平衡条件mgsin37°+f=F安
解得f=0.06 N 方向：平行导轨平面向下
Gx Gy
高考真题
高考考什么
（2012安徽理综）如右图所示，两根间距 为d的平行光滑金属导轨间接有电源E，内 阻不计，导轨平面与水平面间的夹角 θ=30°。金属杆ab垂直导轨放置，导轨与 金属杆接触良好。整个装置处于磁感应强 度为B的匀强磁场中。当磁场方向垂直轨道 平面向上时，金属杆ab刚好处于静止状态。 要使金属杆能沿轨道向上运动，可以采取 的措施是（ A ） A、增大磁感应强度B B、调节滑动变阻器使电流减小 C、增大导轨平面与水平面间的夹角θ D、将电源正负极对调使金属杆中的电流方
例4、如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.40 m，金属导轨 所在的平面与水平面夹角θ=37°，在导轨所在平面内，分布着 磁感应强度B=0.50 T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场.金 属导轨的一端接有电动势E=4.5 V、内阻r=0.50 Ω的直流电源.现 把一个质量m=0.040 kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰 好静止.导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨 接触的两点间的电阻R0=2.5 Ω，金属导轨电阻不计，g取10 m/s2. 已知sin37°=0.60,cos37°=0.80，求：
A、棒中电流变大， θ B、两悬线等长变短， C、金属棒质量变大， D、磁感应强度变大，
角变大 θ 角变小 θ 角变大 θ 角变小
题型二：水平轨道
建水平竖直轴
例2、水平放置的两个粗糙的平行金属轨道相距 0.2m上面有一质量为2kg的均匀金属棒ab，其电阻 不计，电源电动势为６V，内阻为0.5Ω，滑动变阻 器调到2.5Ω时，在金属棒所在位置施加一个与ab所 在平面垂直向上的匀强磁场B为2T，求当开关闭合 时： （1）通过导体棒ab的电流的大小和方向； （2）金属棒ab所受摩擦力的大小和方向．
θ
×
F
mg
θ
题型三：斜面轨道
粗糙面上，多力平衡 注意建轴原则
例4、如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.40 m，金属导轨 所在的平面与水平面夹角θ=37°，在导轨所在平面内，分布着 磁感应强度B=0.50 T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场.金 属导轨的一端接有电动势E=4.5 V、内阻r=0.50 Ω的直流电源.现 把一个质量m=0.040 kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰 好静止.导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨 接触的两点间的电阻R0=2.5 Ω，金属导轨电阻不计，g取10 m/s2. 已知sin37°=0.60,cos37°=0.80，求： （1）导体棒受到的安培力大小和方向； （2）导体棒受到的摩擦力.
课前练习
B
画出各图中导体棒所受安培力方向：
B
I I Biblioteka Baidu B
B F
I B
F
I I B
F
I
B F I 30 ° F B I F I B
课前练习 画出各图中通电导体棒ab所受安培力的 方向：
力学回顾
1、三力平衡解决方法： 2、四力平衡解决方法： 3、斜坡上正交分解法：
温故而知新
合成法、正交分解法 正交分解法 注意建轴原则