1.1.2 安培力作用下导体的运动和平衡问题 导学案 -2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

高二物理导学案 选择性必修第二册 第一章 安培力与洛伦兹力 专题强化一：安培力作用下导体的运动和平衡问题 班级： 姓名： 学号： [学习目标]　1.会用左手定则判断安培力的方向和导体的运动方向.2.会分析在安培力作用下的平衡问题.3.会结合牛顿第二定律求导体棒的瞬时加速度． 【典例剖析】 一、安培力作用下导体运动的判断 电流元法 等效法 特殊位置法 结论法 转换研究对象法　　 考向1　电流元法　特殊位置法 例1　(2021·长沙市月考)如图所示，把一重力不计的通电直导线AB水平放在蹄形磁体磁极的正上方，导线可以在空间中自由运动，当导线通以图示方向电流I时，导线的运动情况是(从上往下看)(　　) A．顺时针转动，同时下降 B．顺时针转动，同时上升 C．逆时针转动，同时下降 D．逆时针转动，同时上升 考向2　等效法 例2　如图所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁体N极附近，磁体的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面．当线圈内通以图示方向的电流(从右向左看沿逆时针方向)后，线圈的运动情况是(　　) A．线圈向左运动 B．线圈向右运动 C．从上往下看顺时针转动 D．从上往下看逆时针转动 考向3　结论法 例3　两条导线互相垂直，如图所示，但相隔一段小距离，其中AB是固定的，CD能自由活动，当直流电流按图示方向通过两条导线时，导线CD将(从纸外向纸内看)(　　) A．顺时针方向转动，同时靠近导线AB B．逆时针方向转动，同时靠近导线AB C．逆时针方向转动，同时远离导线AB D．顺时针方向转动，同时远离导线AB 考向4　转换研究对象法 例4　(2021·咸宁市通城县期中)如图所示，在光滑水平面上一轻质弹簧将墙壁和一条形磁体连接起来，此时弹簧处于原长状态，磁体保持静止．若在磁体左上方位置固定一导体棒，当导体棒中通以垂直纸面向里的电流时(　　) A．弹簧长度不变 B．磁体对地面的压力将减小 C．磁体对地面的压力将增大 D．弹簧将被拉伸 二、安培力作用下导体的平衡 1．求解安培力作用下导体棒平衡问题的基本思路 2．分析求解安培力时需要注意的问题 (1)首先画出通电导体所在处的磁感线的方向，再根据左手定则判断安培力方向． (2)安培力大小与导体放置的角度有关，l为导体垂直于磁场方向的长度，即有效长度． 例5　如图所示，质量为m、长度为L的直导线用两绝缘细线悬挂于M、N两点，并处于匀强磁场中，M、N连线水平，建立空间直角坐标系，x轴、y轴水平，z轴竖直．当导线中通以沿x轴正方向的电流I，且导线保持静止时细线与竖直方向的夹角为θ，重力速度为g.则磁感应强度的方向和大小可能为(　　) A．沿z轴正方向，tan θ B．沿y轴正方向，tan θ C．沿z轴负方向，tan θ D．沿细线向上，sin θ 例6　(2021·江苏省镇江第一中学高二期末)如图所示，水平导轨间距为L＝0.5 m，导轨电阻忽略不计．导体棒ab垂直导轨放置，质量m＝1 kg，电阻R0＝0.9 Ω，与导轨接触良好．电源电动势E＝10 V，内阻r＝0.1 Ω，电阻R＝4 Ω.外加匀强磁场的磁感应强度B＝5 T，方向垂直于棒ab，与导轨平面成α＝53°.ab与导轨间动摩擦因数为μ＝0.5(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，不计其余摩擦．重力加速度g＝10 m/s2，棒ab处于静止状态．已知sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6.求： (1)棒ab受到的安培力大小； (2)如果电阻R的阻值可以调节，则当阻值为多少时棒ab刚好要运动． 三、安培力作用下导体棒的加速 例7　如图所示，光滑的平行导轨倾角为θ，处在磁感应强度大小为B、竖直向下的匀强磁场中，导轨中接入电动势为E、内阻为r的直流电源．电路中有一阻值为R的电阻，其余电阻不计，将质量为m、长度为l的导体棒由静止释放，导体棒与导轨垂直且接触良好，求导体棒在释放瞬间的加速度的大小．(重力加速度为g) 专题强化一：安培力作用下导体的运动和平衡问题 班级： 姓名： 学号： 1.通有电流的导线L1、L2处在同一平面(纸面)内，L1是固定的，L2可绕垂直纸面的固定转轴O转动(O为L2的中心)，各自的电流方向如图所示．下列哪种情况将会发生(　　) A．因L2不受安培力的作用，故L2不动 B．因L2上、下两部分所受的安培力平衡，故L2不动 C．L2绕轴O按顺时针方向转动 D．L2绕轴O按逆时针方向转动 2.(2021·盐城市大丰区新丰中学高二期末)如图所示，一根质量为m的金属棒AC用软线悬挂在磁感应强度大小为B、垂直纸面