高中物理热点：安培力作用下导体的平衡
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（1）通过ab的电流大小和方向； （2）ab受到的安培力大小； （3）重物重力G的取值范围。
转到解析
3.规律方法
求解安培力作用下导体棒平衡问题的思路与关键
1.基本思路
2．求解关键
(1)电磁问题 力学化
(2)立体图形 平面化
1.[通电线圈在安培力作用下的平衡]（2015·江苏单科，4） 如图11所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度。下列 各选项所示的载流线圈匝数相同，边长MN相等，将它们 分别挂在天平的右臂下方。线圈中通有大小相同的电流， 天平处于平衡状态.若磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是（ ）
转到解析Baidu Nhomakorabea
转到解析
2.[导体棒在安培力作用下的平衡]（2015·全国卷Ⅰ，24）如图12，一长为
10 cm的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中，磁场的
磁感应强度大小为0.1 T，方向垂直于纸面向里；弹簧
上端固定，下端与金属棒绝缘。金属棒通过开关与
一电动势为12 V的电池相连，电路总电阻为2 Ω。已
力可以平衡，A正确；若磁场方向竖直向下，由左手
定则可知安培力水平向左，则金属杆ab受力无法平衡
，B、C、D错误. 答案：A
解析显隐
【备选训练】如图示，一质量为m的导体棒MN两端分别放在两个固定的 光滑圆形导轨上，两导轨平行且间距为L，导轨处在竖直向上的匀强磁场 中，当导体棒中通一自右向左的电流I时，导体棒静止在与竖直方向成37° 角的导轨上．取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求： (1)磁场的磁感应强度B； (2)每个圆导轨对导体棒的支持力大小FN.
置，当金属杆ab中通有从a到b的恒定电流I时，金属杆ab刚好静止. 则( )
A. 磁场方向竖直向上 B. 磁场方向竖直向下
ab杆的受力 情况怎样？
C. 金属杆ab受安培力的方向平行导轨向上
D. 金属杆ab受安培力的方向平行导轨向下
解析：金属杆受力分析如图所示，当磁场方向竖直向
上时，由左手定则可知安培力水平向右，金属杆ab受
FN
F
FN
F
FN
F
F
mg
mg
mg
mg
解析 四种情况的受力分别如图所示，A、C有可能平衡，D中如果重力
与安培力刚好大小相等，则导体棒与导轨间没有压力，也可以平衡，B中
合外力不可能为零，一定不能平衡． 答案 B
解析显隐
【备选训练】如图所示，两根光滑金属导轨平行放置，导轨所在平面与水平
面间的夹角为θ.整个装置处于沿竖直方向的匀强磁场中. 金属杆ab垂直导轨放
知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5 cm；闭合开关
，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3 cm，
重力加速度大小取10 m/s2。判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向，并求
出金属棒的质量。
转到解析
4.备选训练
【备选训练】 如图所示,光滑的平行导轨与电源连接后,与水平方向成θ 角 倾斜放置,导轨上放一个质量为m的金属导体棒．当S闭合后,在棒所在区域 内加一个合适的匀强磁场,可以使导体棒静止平衡,下面四个图中分别加了 不同方向的磁场,其中一定不能平衡的是( ).
目录页
Contents Page
热点突破： 安培力作用下导体的平衡
1.热点透析 2.典例剖析 3.规律方法 4.备选训练
基础课
1.热点透析
通电导体棒在磁场中的平衡问题是一种常见的力学综合模型，该模型一 般由倾斜导轨、导体棒、电源和电阻等组成。这类题目的难点是题图具 有立体性，各力的方向不易确定。
通电导线在磁场中平衡问题的分析思路 (1)选定研究对象． (2)变三维为二维，如侧视图、剖面图或俯视图等， 并画出平面受力分析图，其中安培力的方向要注意 F安⊥B、F安⊥I. (3)列平衡方程.
如图所示
2.典例剖析
【典例】如图10所示，水平导轨间距为L＝0.5 m，导轨电阻忽略不计； 导体棒ab的质量m＝1 kg，电阻R0＝0.9 Ω，与导轨接触良好；电源电动势E ＝10 V，内阻r＝0.1 Ω，电阻R＝4 Ω；外加匀强磁场的磁感应强度B＝5 T ，方向垂直于ab，与导轨平面成夹角α＝53°；ab与导轨间的动摩擦因数为 μ＝0.5（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），定滑轮摩擦不计，线对ab的 拉力为水平方向，重力加速度g＝10 m/s2，ab处于静止状态。已知sin 53° ＝0.8，cos 53°＝0.6。求：
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3.规律方法
求解安培力作用下导体棒平衡问题的思路与关键
1.基本思路
2．求解关键
(1)电磁问题 力学化
(2)立体图形 平面化
1.[通电线圈在安培力作用下的平衡]（2015·江苏单科，4） 如图11所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度。下列 各选项所示的载流线圈匝数相同，边长MN相等，将它们 分别挂在天平的右臂下方。线圈中通有大小相同的电流， 天平处于平衡状态.若磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是（ ）
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2.[导体棒在安培力作用下的平衡]（2015·全国卷Ⅰ，24）如图12，一长为
10 cm的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中，磁场的
磁感应强度大小为0.1 T，方向垂直于纸面向里；弹簧
上端固定，下端与金属棒绝缘。金属棒通过开关与
一电动势为12 V的电池相连，电路总电阻为2 Ω。已
力可以平衡，A正确；若磁场方向竖直向下，由左手
定则可知安培力水平向左，则金属杆ab受力无法平衡
，B、C、D错误. 答案：A
解析显隐
【备选训练】如图示，一质量为m的导体棒MN两端分别放在两个固定的 光滑圆形导轨上，两导轨平行且间距为L，导轨处在竖直向上的匀强磁场 中，当导体棒中通一自右向左的电流I时，导体棒静止在与竖直方向成37° 角的导轨上．取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求： (1)磁场的磁感应强度B； (2)每个圆导轨对导体棒的支持力大小FN.
置，当金属杆ab中通有从a到b的恒定电流I时，金属杆ab刚好静止. 则( )
A. 磁场方向竖直向上 B. 磁场方向竖直向下
ab杆的受力 情况怎样？
C. 金属杆ab受安培力的方向平行导轨向上
D. 金属杆ab受安培力的方向平行导轨向下
解析：金属杆受力分析如图所示，当磁场方向竖直向
上时，由左手定则可知安培力水平向右，金属杆ab受
FN
F
FN
F
FN
F
F
mg
mg
mg
mg
解析 四种情况的受力分别如图所示，A、C有可能平衡，D中如果重力
与安培力刚好大小相等，则导体棒与导轨间没有压力，也可以平衡，B中
合外力不可能为零，一定不能平衡． 答案 B
解析显隐
【备选训练】如图所示，两根光滑金属导轨平行放置，导轨所在平面与水平
面间的夹角为θ.整个装置处于沿竖直方向的匀强磁场中. 金属杆ab垂直导轨放
知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5 cm；闭合开关
，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3 cm，
重力加速度大小取10 m/s2。判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向，并求
出金属棒的质量。
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4.备选训练
【备选训练】 如图所示,光滑的平行导轨与电源连接后,与水平方向成θ 角 倾斜放置,导轨上放一个质量为m的金属导体棒．当S闭合后,在棒所在区域 内加一个合适的匀强磁场,可以使导体棒静止平衡,下面四个图中分别加了 不同方向的磁场,其中一定不能平衡的是( ).
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热点突破： 安培力作用下导体的平衡
1.热点透析 2.典例剖析 3.规律方法 4.备选训练
基础课
1.热点透析
通电导体棒在磁场中的平衡问题是一种常见的力学综合模型，该模型一 般由倾斜导轨、导体棒、电源和电阻等组成。这类题目的难点是题图具 有立体性，各力的方向不易确定。
通电导线在磁场中平衡问题的分析思路 (1)选定研究对象． (2)变三维为二维，如侧视图、剖面图或俯视图等， 并画出平面受力分析图，其中安培力的方向要注意 F安⊥B、F安⊥I. (3)列平衡方程.
如图所示
2.典例剖析
【典例】如图10所示，水平导轨间距为L＝0.5 m，导轨电阻忽略不计； 导体棒ab的质量m＝1 kg，电阻R0＝0.9 Ω，与导轨接触良好；电源电动势E ＝10 V，内阻r＝0.1 Ω，电阻R＝4 Ω；外加匀强磁场的磁感应强度B＝5 T ，方向垂直于ab，与导轨平面成夹角α＝53°；ab与导轨间的动摩擦因数为 μ＝0.5（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），定滑轮摩擦不计，线对ab的 拉力为水平方向，重力加速度g＝10 m/s2，ab处于静止状态。已知sin 53° ＝0.8，cos 53°＝0.6。求：