2019-2020年高中物理《专题二 安培力作用下的平衡问题（1课时）》教案 粤教版选修3-1.doc

2019-2020年高中物理专题二 安培力作用下的平衡问题（1课时）教案 粤教版选修3-1安培力的大小为F= BILsin ，其中为B与I之间的夹角。 （1）若磁场方向与电流垂直时：F = BIL . （2）若磁场方向与电流平行时：F = 0 . 电流所受的安培力的方向既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直，所以安培力的方向总是垂直于磁感线和通电导线所确定的平面。涉及安培力的问题，本质上属于力学问题，做好受力分析是关键，并将题目中的立体图转化为平面图，从而画出准确的受力图是处理此类问题的技巧。 常见的几个立体电路图的降维（三维立体图转化为二维平面图）【例1】质量为m ，长度为L的导体棒MN静止在水平导轨上。通过MN的电流为I ，匀强磁场的磁感应强度为B，与导轨平面成 角斜向上，如图1（a）所示，求MN受到的支持力和摩擦力的大小。解：由于MN静止，对导体棒进行受力分析如图4（b）所示。 由受力分析可得 FT图1（b）mgBF=BILfFT = mg+Fcos 图1（a）Fsin = f F= BIL 联立式，解得FT = mg+BILcos f= BILsin 【例2】如图2（a）所示，在倾角=30的斜面上，固定一金属框，宽L=0.25m ，接入电动势E=12V、内阻不计的电池，垂直框面放有一根质量m=0.2kg的金属棒ab ，它与框架的动摩擦因数=，整个装置放在磁感应强度B=0.8T，垂直框面向上的匀强磁场中。当调节滑动变阻器R的阻值在什么范围内时，可使金属棒静止在框架上？框架与棒的电阻不计，g取10m/s2 。aERbB图2（a）mgFTfF图2（b）解：（1）当滑动变阻器R取值较大时，I较小，安培力F较小，在金属棒重力分力mgsin作用下使棒有沿框架下滑的趋势，框架对棒的摩擦力沿框面向上，如图2（b）所示。金属棒恰好不下滑时（临界状态）满足平衡条件： 解得 mgFTFf图2（c） （2）当滑动变阻器R取值较小时，I较大，安培力F较大，会使金属棒产生沿框架上滑的趋势，框架对棒的摩擦力沿框面向下，如图2（c）所示。金属棒恰好不下滑时（临界状态）满足平衡条件： 解得 所以滑动变阻器R的取值范围为1.6R4.8。