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-1-临晋中学高二年级物理学案班级：高二（________）姓名：____________课题通电导线在磁场中受到的力习题课学习目标1．能熟练解决安培力作用下物体的平衡和加速运动问题2．对于安培力作用下导体运动情况德问题，能熟练运用常用的五种方法定行分析问题学习重点1．能熟练解决安培力作用下物体的平衡和加速运动问题2．对于安培力作用下导体运动情况德问题，能熟练运用常用的五种方法定行分析问题学习难点熟练运用常用的五种方法定行分析安培力作用下导体运动情况任务一重难点导学类型1：安培力作用下物体的平衡和加速运动1．在安培力作用下物体的平衡和加速运动，解决问题的思路步骤和前面我们学习的力学问题的解题思路步骤一样。首先对研究对象进行受力分析，然后根据平衡条件或牛顿第二定律列方程求解。和以前不同的是在受力分析时多了一个安培力。2．与闭合电路欧姆定律相结合的题目，主要应用以下几个知识点：①闭合电路欧姆定律②安培力求解公式F=BILsinθ③平衡条件或牛顿第二定律例1．如右图所示，质量为m的导体棒AB静止在水平导轨上，导轨宽度为L，已知电源的电动势为E，内阻为r，导体棒的电阻为R，其余接触电阻不计，磁场方向垂直导体棒斜向上与水平面的夹角为θ，磁感应强度为B，求轨道对导体棒的支持力和摩擦力．例2．如右图所示，在同一水平面上的两导轨相互平行，并在竖直向上的匀强磁场中，一根质量为3.6kg，有效长度为2m的金属棒垂直导轨放在导轨上，当金属棒中的电流为5A时，金属棒做匀速运动；当金属棒中的电流增大到8A时，金属棒能获得2m/s2的加速度。则磁场的磁感应强度B为多大？-2-类型2：判定安培力作用下导体的运动情况主要指在安培力作用下导体的转动和平动。现阶段这种运动情况分析只是定行分析，不作定量分析。常用方法有以下五种：1．电流元法：一般适用于通电导线为曲线的情况。方法是把整段电流等分为多段直线电流元，先用左手定则判断出每小段电流元所受安培力的方向，再判断出整段电流所受作用力方向，最后确定导线的运动情况．例3．如图所示，一个闭合线圈套在条形磁铁靠近N极的一端，当线圈内通以图示方向的电流I时，下列说法中正确的是（）①线圈圆面将有被拉大的倾向②线圈圆面将有被压小的倾向③线圈将向S极一端平移④线圈将向N极一端平移A．①③B．①④C．②③D．②④2．特殊位置法：把电流或磁铁转到一个便于分析的特殊位置后再判断安培力方向，从而确定导线的运动情况．例4．如图，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由转动，当导线通入图示方向电流时，从上往下看，导线的运动情况是（C）A．顺时针方向转动，同时下降B．顺时针方向转动，同时上升C．逆时针方向转动，同时下降D．逆时针方向转动，同时上升3．等效法：环形电流可以等效小磁针，通电螺线管可以等效为条形磁铁，条形磁铁也可等效成环形电流或通电螺线管．通电螺线管可以等效成多匝的环形电流．例5．水平放置的条形磁铁N极的附近悬挂着一个能自由运动的圆形导线线圈，如下图1所示，条形磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面，当线圈中通以图示方向的电流时，线圈将（）A．线圈向磁铁平移B．线圈远离磁铁平移C．从上往下看，线圈顺时针转动，同时靠近磁铁D．从上往下看，线圈逆时针转动，同时靠近磁铁变化：如右图2所示，若线圈与条形磁铁位于同一平面内，当线圈中电流沿图示方向流动时，线圈将()图1图2-3-4．利用结论法：利用这些结论分析，可以事半功倍．①两电流相互平行时无转动趋势，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥．②两电流不平行时，有转动到相互平行且电流方向相同的趋势．例6．两条通电的直导线互相垂直，但两导线相隔一小段距离，其中导线AB是固定的，另一条CD能自由转动．通以图示方向的直流电后，CD导线将()A．逆时针方向转动，同时靠近导线ABB．顺时针方向转动，同时靠近导线ABC．逆时针方向转动，同时远离导线ABD．顺时针方向转动，同时远离导线AB5．转换研究对象法：因为电流之间、电流与磁体之间的相互作用力满足牛顿第三定律，定性分析磁体在电流作用下如何运动的问题时，可先分析磁体对电流的安培力，然后由牛顿第三定律来确定磁体所受电流的作用力，最后分析磁体所受的合力及运动情况。例7．如右图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，则A．磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用B．磁铁对桌面压力减小，受到桌面的摩擦力作用C．磁铁对桌面压力增大，不受桌面的摩擦力作用D．磁铁对桌面压力增大，受到桌面的摩擦力作用变化：上题中，如果长直导线不是固定在条形磁铁正中央的上方，而是固定在条形磁铁左边的上方或者固定在条形磁铁右边的上方，请试着分析：这两种情况下磁铁对桌面压力如何变化？桌面对磁铁会不会有摩擦力作用，若有，是哪个方向？ABCDABCD-4-任务二课堂检测１．质量为m的通电细杆ab置于倾角为θ的导轨上，导轨宽度为d，杆ab与导轨间的动摩擦因数为μ．有电流时，ab恰好在导轨上静止，如图所示；下图是它的四个侧视图，图中已标出四种可能的匀强磁场方向，其中杆ab与导轨之间的摩擦力可能为零的图是（）２．一个可自由运动的线圈L1，和一个固定的线圈L2相互绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合，当两线圈通以如图所示的电流时，则从左向右看，线圈L1将（）A．不动；B．顺时针转动；C．逆时针转动；D．向纸内转动３．一根长直导线穿过通有恒定电流的金属圆环的中心且垂直于环的平面，导线和环中电流方向如下图所示。金属环受到的磁场力为（）A．沿圆环的半径向外B．沿圆环的半径向内C．水平向左D．等于零４．如右图所示，用两条一样的弹簧秤吊着一根铜棒，铜棒所在的虚线框范围内有垂直纸面的匀强磁场，棒中通入自左向右的电流。当棒静止时，弹簧秤示数为F1；若将棒中电流反向，当棒静止时，弹簧秤的示数为F2，且F2＞F1，根据上面所给的信息，可以确定（）A．磁场的方向B．磁感应强度的大小C．安培力的大小D．铜棒的重力