1、专题突破与题型专练 安培力的综合应用,题型核心 探究,题型一:安培力作用下的平衡问题 1.安培力与以前各章节知识均能综合到一起,其分析与解决问题的方法与力学方法相同,只不过是在分析受力时再加一个安培力即可. 2.把安培力等同于重力、弹力、摩擦力等性质力,对通电导体进行受力分析.由于安培力的方向与电流的方向、磁场的方向之间存在着较复杂的空间方位关系,所以要做到以下两点:(1)牢记安培力方向既跟磁感应强度方向垂直又跟电流方向垂直;(2)善于选择适当的角度将空间图形转化为平面受力图.,【例1】 (2018贵州遵义高二检测)在倾角=30的斜面上,固定一金属框,宽l=0.25 m,接入电动势E=12 V
2、、内阻不计的电池.垂直框面放有一根质量m=0.2 kg的金属棒ab,它与框架的动摩擦因数为= ,整个装置放在磁感应强度B=0.8 T的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,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,g=10 m/s2).,答案:1.6 R4.8 ,安培力、摩擦力、闭合电路欧姆定律相结合问题的特点 (1)安培力的大小与电流有关,而电流的大小又与电压、电阻有关,所以当电路中电阻发生变化时,导体所受安培力会发生变化,从而导致导体所受静摩擦力发生变化,形成安培力作用下物体的临界问题. (2)求解这类问题时,要把握静摩擦力的大
3、小和方向随安培力变化而变化的特点,并能从动态分析中找到摩擦力转折的临界点(如最大值、零值、方向变化点等).,方法总结,【针对训练1】 (2018淮南高二质检)(多选)如图所示,有两根长为L、质量为m的细导体棒a,b,a被水平放置在倾角为45的光滑斜面上,b被水平固定在与a在同一水平面的另一位置,且a,b平行,它们之间的距离为x,当两细棒中均通以电流强度为I的同向电流时,a恰能在斜面上保持静止,则下列关于b的电流在a处产生的磁场的磁感应强度的说法正确的是( ),A.方向向上 B.大小为 C.要使a仍能保持静止,而减小b在a处的磁感应强度,可使b上移 D.若使b下移,a将不能保持静止,ACD,题型
4、二:安培力作用下的非平衡问题 【例2】 (2018山东济南高二检测)如图所示,光滑的金属轨道分水平段和圆弧段两部分,O点为圆弧的圆心.两金属轨道之间的宽度为0.5 m,匀强磁场方向如图,大小为0.5 T,质量为0.05 kg、长为0.5 m的金属细杆置于金属轨道上的M点.当在金属细杆内通以电流为2 A的恒定电流时,金属细杆可以沿杆向右由静止开始运动.已知MN=OP=1 m,则( ) A.金属细杆开始运动的加速度为5 m/s2 B.金属细杆运动到P点时的速度大小为5 m/s C.金属细杆运动到P点时的向心加速度大小为10 m/s2 D.金属细杆运动到P点时对每一条轨道的作用力大小为0.75 N,
5、思路探究 (1)分析加速度、向心加速度的依据是什么? (2)对细杆从MP的过程,如何求安培力的功?,(2)该题中安培力为恒力,则W安=F安(MN+OP).,答案:D,注意的两点问题 (1)弄清安培力是恒力还是变力,明确安培力做功的正负; (2)结合动能定理或能量守恒定律求解.,误区警示,【针对训练2】 (2018武汉高二联考)如图所示,铜棒ab长l0=0.1 m,质量m= 0.06 kg,两端与长为l=1 m的轻铜线相连,静止于竖直平面内,整个装置处在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度B=0.5 T,现接通电源,使铜棒中保持有恒定电流通过,铜棒发生摆动,已知最大偏转角为37,则在向上摆动过程中(不计空气阻力,g=10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8)( ) A.铜棒的机械能守恒 B.铜棒的机械能先增大后减小 C.铜棒中通电电流大小为9 A D.铜棒中通电电流大小为4 A,D,
