微型专题 7 安培力作用下的平衡和加速[学科素养与目标要求] 物理观念：进一步熟练掌握安培定则、安培力公式和左手定则．科学思维：1.熟练解决安培力作用下的实际问题.2.综合力学规律分析安培力作用下的力学问题．一、安培力作用下的平衡问题1．解题步骤(1)明确研究对象；(2)先把立体图改画成平面图，并将题中的角度、电流的方向、磁场的方向标注在图上；(3)正确受力分析(包括安培力)，然后根据平衡条件：F 合＝0 列方程求解．2．分析求解安培力时需要注意的问题(1)首先画出通电导体所在处的磁感线的方向，再根据左手定则判断安培力方向；(2)安培力大小与导体放置的角度有关，但一般情况下只要求导体与磁场垂直的情况，其中L 为导体垂直于磁场方向的长度，为有效长度．例 1 如图 1 所示，在与水平方向夹角为 60°的光滑金属导轨间有一电源，在相距 1m 的平行导轨上垂直放一质量为 m＝0.3kg 的金属棒 ab，通以从 b→a，I＝3A 的电流，匀强磁场方向竖直向上，这时金属棒恰好静止．求：(g 取 10m/s2)图 1(1)匀强磁场磁感应强度的大小；(2)ab 棒对导轨的压力大小．答案 (1)T (2)6N解析 (1)ab 棒静止，受力情况如图所示，沿斜面方向受力平衡，则mgsin60°＝BILcos60°.B＝＝T＝T.(2)垂直斜面方向受力平衡，则 FN＝mgcos60°＋BILsin60°＝(0.3×10×＋×3×1×) N＝6N由牛顿第三定律知 ab 棒对导轨的压力为：N′＝N＝6N例 2 如图 2 甲所示，一对光滑平行金属导轨与水平面成 α 角，两导轨的间距为 L，两导轨顶端接有电源，将一根质量为 m 的直导体棒 ab 垂直放在两导轨上．已知通过导体棒的电流大小恒为 I，方向由 a 到 b，图乙为沿 a→b 方向观察的侧视图．若重力加速度为 g，在两导轨间加一竖直向上的匀强磁场，使导体棒在导轨上保持静止．图 2(1)请在图乙中画出导体棒受力的示意图；(2)求出导体棒所受的安培力大小；(3)保持通过导体棒的电流不变，改变两导轨间的磁场方向，导体棒在导轨上仍保持静止，试求磁感应强度 B 的最小值及此时的方向．答案 (1)见解析图 (2)mgtanα (3) 垂直轨道向上解析 (1)如图所示(2)由平衡条件，磁场对导体棒的安培力 F＝mgtanα(3)当安培力方向平行于导轨向上时，安培力最小，磁感应强度最小，由平衡条件知，最小安培力 Fmin＝mgsinα，即 BIL＝mgsinα则最小的磁感应强度 B＝由左手定则知磁感应强度方向垂直导轨向上针对训练 如图 3 所示，用两根绝缘细...
