高考物理一轮复习 热点题型 专题3.2 安培力作用下导体的平衡、运动和功能问题学案-人教版高三全册物理学案

专题 3.2 安培力作用下导体的平衡、运动和功能问题安培力是指磁场对电流的作用力，在实际中有广泛应用(电动机、电流表、电磁炮等)。安培力的方向可由左手定则判断，其大小计算在高考中只要求 I⊥B 与 I∥B 两种情景。关于安培力问题，主要涉及通电导体在磁场中的平衡、转动、加速、临界及做功问题。题型 1 安培力作用下物体的平衡、加速问题 1. 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。因此解题时一定要先把立体图转化成平面图，通过受力分析建立各力的平衡关系，如图所示。 2. 如果导体处于加速状态，可根据牛顿第二定律处理。3. 求解安培力作用下导体棒平衡问题的基本思路 4. 受力分析的注意事项(1)安培力的方向特点：F⊥B，F⊥I，即 F 垂直于 B 和 I 决定的平面。(2)安培力的大小：应用公式 F＝BILsin θ 计算弯曲导线在匀强磁场中所受安培力的大小时，有效长度 L 等于曲线两端点的直线长度。(3)视图转换：对于安培力作用下的力学问题，导体棒的受力往往分布在三维空间的不同方向上，这时应利用俯视图、剖面图或侧视图等，变立体图为二维平面图。【典例 1】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的夹角均为 θ.如果仅改变下列某一个条件，θ 角的相应变化情况是( ) A．棒中的电流变大，θ 角变大B．两悬线等长变短，θ 角变小C．金属棒质量变大，θ 角变大D．磁感应强度变大，θ 角变小【答案】 A【解析】 金属棒受到水平的安培力而使悬线偏转，悬线与竖直方向形成夹角，受力分析如图所示， 【典例 2】(2018 临沂模拟) 位于同一水平面上的两根平行导轨，放置在斜向左上方、与水平面成 60°角且范围足够大的匀强磁场中，剖面图如图所示，一根通有方向如图所示的恒定电流的金属棒正在导轨上向右做匀速运动，在匀强磁场沿顺时针缓慢转过 30°的过程中，金属棒始终保持匀速运动，则磁感应强度 B 的大小变化可能是( ) A．始终变大 B．始终变小C．先变大后变小 D．先变小后变大【答案】 AD 【解析】 对通电金属棒受力分析如图所示， 【跟踪训练】1．利用如图所示的实验装置可以测量磁感应强度 B．用绝缘轻质丝线把底边长为 L、电阻为 R、质量为 m 的“U”形线框固...