安培力作用下物体的平衡

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,安培力作用下物体的平衡与加速,1、2012年济宁模拟)粗细均匀的直导线,ab,的两端悬挂在两根相同的弹簧下边，,ab,恰好处在水平位置(如图所示)已知,ab,的质量为,m,10 g，长度,L,60 cm，沿水平方向与,ab,垂直的匀强磁场的磁感应强度,B,0.4 T.,(1)要使两根弹簧能处在自然状态，既不被拉长，也不被压缩，,ab,中应沿什么方向、通过多大的电流？,(2)当导线中有方向从,a,到,b,、大小为0.2 A的电流通过时，两根弹簧均被拉长了,x,1 mm，求该弹簧的劲度系数,(3)当导线中由,b,到,a,方向通过0.2 A的电流时两根弹簧被拉长多少？(取,g,9.6 m/s,2,9.6 N/kg),a,b,答案：(1)由,a,到,b,0.4 A(2)24 N/m(3)3 mm,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,。如果仅改变下列某一个条件，,角的相应变化情况是,A棒中的电流变大，,角变大,B两悬线等长变短，,角变小,C金属棒质量变大，,角变大,D磁感应强度变大，,角变小,【答案】：A,小结,确定研究对象，对研究对象做好受力分析，要注意安培力方向的确定，最后根据平衡条件列出方程，求解。,2、(2012浙江省金华联考)如图8126所示，在倾角为,的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为,L,，质量为,m,的直导体棒当导体棒中的电流,I,垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，可将导体棒置于匀强磁场中，当外加匀强磁场的磁感应强度,B,的方向在纸面内由竖直向上沿逆时针转至水平向左的过程中，下列关于,B,的大小变化的说法中，正确的是(),A逐渐增大B逐渐减小,C先减小后增大 D先增大后减小,C,3、在倾斜角为的光滑斜面上,置一通有电流I,长为L,质 量为m的导 体棒，如图所示,在竖直向上的磁场中静止，则磁感应强度B为 _.,F,B,N,mg,4如图所示，在倾角为37的光滑斜面上有一根长为0.4 m，质量为610,2,kg的通电直导线，电流强度,I,1 A，方向垂直于纸面向外，导线用平行于斜面的轻绳拴住不动，整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4 T，方向竖直向上的磁场中设,t,0时，,B,0，则需要多长时间，斜面对导线的支持力为零？此时绳的拉力？(,g,取10 m/s,2,),拓：电流仅反向、经多长时间绳的,拉力为零？(,g,取10 m/s,2,),5、(2012北京东城区检测)如图8128所示，在倾角为,30的斜面上，固定一宽,L,0.25 m的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器,R,.电源电动势,E,12 V，内阻,r,1，一质量,m,20 g的金属棒,ab,与两导轨垂直并接触良好整个装置处于磁感应强度,B,0.80 T、垂直于斜面向上的匀强磁场中(导轨与金属棒的电阻不计)金属导轨是光滑的，取,g,10 m/s,2,，要保持金属棒在导轨上静止，求：,(1)金属棒所受到的安培力大小；,(2)通过金属棒的电流；,(3)滑动变阻器,R,接入电路中的阻值,6、,如图所示，光滑导轨与水平面成,角，导轨宽,L,。匀强磁场磁感应强度为,B,。金属杆长也为,L,，质量为,m,，水平放在导轨上。当回路总电流为,I,1,时，金属杆正好能静止。求：,B,至少多大？这时,B,的方向如何？,(2)欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力，外加匀强磁场的磁感应强度,B,的大小和方向？,7、(2012辽宁联考)如图8129所示，,PQ,和,EF,为水平放置的平行金属导轨，间距为,L,1.0 m，导体棒,ab,跨放在导轨上，棒的质量为,m,20 g，棒的中点用细绳经轻滑轮与物体,c,相连，物体,c,的质量,M,30 g在垂直导轨平面方向存在磁感应强度,B,0.2 T的匀强磁场，磁场方向竖直向上，重力加速度,g,取10 m/s,2,.若导轨是粗糙的，且导体棒与导轨间的最大静摩擦力为导体棒,ab,重力的0.5倍，若要保持物体,c,静止不动，应该在棒中通入多大的电流？电流的方向如何？,答案：1.0 A,I,2.0 A由,a,到,b,8、如图8128所示，在倾角为,37的斜面上，固定一宽,L,0.2 m的平行金属导轨，杆ab与导轨间的动摩擦因数为0.4，质量为0.02Kg，装置处于磁感应强度,B,2 T，垂直于斜面向上的匀强磁场中，(取,g,10 m/s,2,），通过调节R要保持金属棒在导轨上静止，求：通过金属棒的电流范围？,安培力作用下的加速,1、如图8122所示，两个完全相同的闭合导线环挂在光滑绝缘的水平横杆上，当导线环中通有同向电流时(如图)，两导线环的运动情况是(),A互相吸引，电流大的环其加速度也大,B互相排斥，电流小的环其加速度较大,C互相吸引，两环加速度大小相同,D互相排斥，两环加速度大小相同,C,2、与电源相连光滑水平放置的导轨末端放一质量为,m,的导体棒,ab,，宽为,L,，高出地面,H,（如图7所示）整个装置放在匀强磁场中，已知电源电动势为,E,，内阻为,r,，电阻为,R,（其余电阻不计），磁感应强度为,B,，当,K,闭合后导体棒水平射程为,s,，求：闭合开关瞬间棒的加速度？安培力所做的功？,安培力做功的特点,实质：起传递能量的作用。,安培力做正功：是将电源的能量传递给通电导线，或转化为导线的动能，或转化为其它形式的能。,安培力做负功：时将其他形式的能转化为电能，储存后再转化为其他形式的能。,3、(2011高考新课标全国卷)电磁轨道炮工作原理如图8125所示待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触电流,I,从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场(可视为匀强磁场)，磁感应强度的大小与,I,成正比通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出求射出时的速度表达式？现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的办法,4、水平放置的光滑金属导轨宽,L,0.2 m，接有电源电动势,E,3 V，电源内阻及导轨电阻不计匀强磁场竖直向下穿过导轨，磁感应强度,B,1 T导体棒,ab,的电阻,R,6，质量,m,10 g，垂直放在导轨上并良好接触，求合上开关的瞬间，,1、金属棒受的安培力大小和方向，加速度。,拓：若磁场方向与轨道平面夹角为60度时，,闭合开关瞬间，轨道受到的压力？加速度？,b,