第一章 专题提升1 与安培力有关的力学问题-【导与练】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第二册同步全程学习全书word（粤教版）

品牌书店·知名教辅·正版资源 学科网书城 您身边的互联网+教辅专家 专题提升1与安培力有关的力学问题 [素养目标] 1.会判断安培力作用下导体的运动方向或趋势。 2.会分析并解决安培力作用下物体的平衡与非平衡问题。 分类研析=交欢要点，提升关键 类型一判断安培力作用下导体的运动方向或运动趋势 1.判断导体在磁场中运动情况的常规思路 不管是电流还是磁体，对通电导体的作用都是通过磁场来实现的，因 此，此类问题可按下面步骤进行分析： (1)确定导体所在位置的磁场分布情况。 (2)结合左手定则判断导体所受安培力的方向 (3)由导体的受力情况判定导体的运动方向。 2.判断导体在磁场中运动情况的常用方法 ____独家授权侵权必究_ 学科网书城画 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 法 等 环形电流可等效成小磁针，通电螺线管可以等效成条形磁铁或 效 多个环形电流，反过来等效也成立.然后根据同极相斥、异极相 法 吸或者根据同向电流相吸、反向电流相斥判断相互作用情况 结 两平行直线电流在相互作用过程中，无转动趋势，同向电流互 论 相吸引，反向电流互相排斥：两不平行的直线电流相互作用时， 法 有转到平行且电流方向相同的趋势 转 换 定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动或运动趋势的问题 研 时，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由牛顿第 究 三定律确定磁体所受电流磁场的作用力，从而确定磁体所受合 对 力及运动方向 象 法 [例1]如图所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁两极 的正上方，导线可以自由转动，当导线通入图示方向电流I时，导线的 运动情况是（从上往下看）(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 ·独家授权侵权必究· 学科网书城画 品牌书店·知名教辅·正版资源 量b.2 xxk.com● 您身边的互联网+教辅专家 C.逆时针方向转动，同时下降 D.逆时针方向转动，同时上升 解析：在导线处于如图甲所示的位置时，将导线AB从N极、S极的中 间O处分成两段，A0、0段所处的磁场方向如图甲所示，由左手定则 可得A0段受安培力方向垂直于纸面向外，B0段受安培力的方向垂直 于纸面向里，则从上往下看，导线AB将绕0点逆时针转动.由导线转过 90°时的特殊位置（如图乙所示）可知，导线AB此时受安培力方向竖 直向下，导线将向下运动.由上述两个特殊位置的判断可知，导线所受 安培力使AB逆时针转动的同时还要向下运动， 乙 [对点训练1]一个可以自由运动的线圈L1和一个水平固定的线圈L2 互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合，如图所示.当两线圈中通 以图示方向的电流时，从左向右看，线圈L1将(B) A.不动 B.顺时针转动 C.逆时针转动D.向纸面内平动 ·独家授权侵权必究。 学科网书城 品牌书店·知名教捕·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 解析：法一电流元法 把线圈L1沿L2所在平面分成上、下两部分， 每一部分又可以看成无数段直线电流元，电流元处在L2中的电流产生 的磁场中，根据安培定则可知，各电流元所在处的磁场方向向上，由左 手定则可得，线圈L上半部分电流元所受安培力方向均指向纸外，线 圈L,下半部分电流元所受安培力方向均指向纸内，因此从左向右看线 圈L1将顺时针转动，故选B. 法二等效法将环形电流I1等效为小磁针，该小磁针刚好处于环形 电流I2的圆心处.由安培定则知，I2产生的磁场方向沿其竖直轴线向 上，而环形电流I1等效成的小磁针在转动前，N极指向纸内，因此小磁 针的N极应由指向纸内转为竖直向上，所以从左向右看，线圈L,将顺 时针转动，故选B. 法三结论法环形电流I1、I2之间不平行，则必有相对转动，直到两 环形电流同向平行为止，据此可知，从左向右看，线圈L1将顺时针转动， 故选B. 类型二安培力作用下的平衡问题 1.将立体图转化为平面图 安培力作用下的平衡问题，题目给出的一般是立体图，如果把受到的 力直接画在导体棒上，则较为抽象，不利于问题的求解，一般把抽象的 立体图转换为直观的平面图，常见情境如下. 立 体 ·独家授权侵权必究 学科网书城画 品牌书店·知名教捕·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 图 平 面 图 2.将题中的角度、电流方向、磁场方向标在图上，根据左手定则准确 判断安培力的方向 3.进行受力分析时，注意不要漏掉安培力.同时，当存在静摩擦力时， 要注意分析由于电流的大小变化而引起的安培力的变化以及安培力 的变化导致静摩擦力大小和方向的变化，此过程往往存在临界问题. [例2]如图所示，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b跨放在导轨上，棒的质量为m20g,棒的中点用细绳经轻 滑轮与物