1.1.2 专题：安培力作用下导体的平衡和运动问题 课件-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册

该高中物理课件聚焦安培力作用下导体的平衡、加速及运动方向判断，通过导轨金属杆静止等问题情景导入，衔接安培力概念与实际应用，以题型归纳的解题步骤为学习支架，帮助学生构建知识脉络。 其亮点在于结合电磁炮等实际案例，运用电流元法、等效法等科学思维方法，培养学生模型建构与科学推理能力。通过例题精选与问题探究，提升学生分析解决问题的能力，为教师提供系统教学资源，助力高效课堂。

1.1.2安培力作用下导体的平衡和运动问题 第一章 安培力与洛伦兹力 1.能处理安培力作用下导体的平衡和加速问题(重点)。 2.会结合牛顿第二定律求导体的瞬时加速度。 3.掌握安培力作用下导体运动方向的常用判断方法(重难点)。 素养目标 问题情景：如图所示，在水平面内固定有两平行金属导轨，导轨间距为L，两导轨间整个区域内分布有磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向与导轨平面成θ角并与金属杆ab垂直。垂直于两导轨放置的金属杆ab重力为G，通过的电流为I，处于静止状态。 (1)画出金属杆ab的平面受力分析图； (2)由平衡条件写出平衡方程，并求出金属杆ab受到的支持力大小和摩擦力大小。 解：水平方向：Ff＝F安sin θ， 即Ff＝BILsin θ 竖直方向：FN＝G－F安cos θ， 即FN＝G－BILcos θ 一、安培力作用下的平衡和加速问题 题型归纳：解决安培力作用下的平衡或加速问题与解决一般物体平衡问题方法类似，只是多出一个安培力。一般解题步骤为： 一、安培力作用下的平衡和加速问题 1、如图所示，宽为l的光滑导轨与水平面成α角，质量为m、长为l的金属杆水平放置在导轨上。空间存在着匀强磁场，当回路总电流为I时，金属杆恰好能静止。重力加速度为g。则磁感应强度（ ） A.方向可能竖直向下 B.方向可能水平向右 C.最小值为，方向垂直导轨平面向下 D.大小可能为，方向竖直向上 D 例题精选 2、电磁炮是一种新式兵器，其主要原理如图所示。某电磁炮能够把m＝2.2 g的弹体(包括金属杆CD的质量)加速到v＝10 km/s。若轨道宽L＝2 m，长s＝100 m，通过的电流恒为I＝10 A，忽略轨道摩擦。 (1)轨道间所加的匀强磁场的磁感应强度为多少？ 在导轨通有电流I时，弹体作为导体受到磁场施加的安培力F＝BIL。 设弹体的加速度的大小为a， 则有F＝ma， 弹体在两导轨间做初速度为0的匀加速直线运动，因而v2＝2as， 联立以上各式，代入数据，可得 F＝1.1×103 N，B＝55 T。 (2)电磁炮的最大功率为多少？ 电磁炮的最大功率 P＝Fv＝1.1×107 W。 例题精选 1.电流元法、特殊位置法 如图甲所示，将通电直导线AB用弹性绳悬挂在蹄形磁体的正上方，硬直导线可自由转动。 (1)在图中画出磁感线的方向。 (2)分析OA、OB段导线的受力方向。 (3)从上向下看，导线将　　 　转动(选填“逆时针”或“顺时针”)。  (4)导线转过90°时，导线所受安培力方向 填“向下”或“向上”)，绳子拉力　　　(选填“变大”或“变小”)。 二、安培力作用下导体运动方向的判断 2.等效法 (1)如图乙所示，将环形电流等效成小磁针，标出其N极、S极。 (2)条形磁铁与环形电流相互　　 (选填“吸引”或“排斥”)。  环形电流受到的安培力向 　(选填“左”或“右”)。 吸引 左 二、安培力作用下导体运动方向的判断 3.结论法 (1)两直流电流相互平行时无转动趋势，同向电流相互吸引，异向电流相互排斥。 (2)两直线电流不平行时有转到相互平行且方向相同的趋势。 如图所示，两条有限长直导线相互垂直，但相隔一小段距离，AB固定，CD能自由活动，当电流按如图所示方向通过两导线时。 ①画出AB两侧磁感线的方向，并分析CD的受力情况。 二、安培力作用下导体运动方向的判断 ②CD将(从纸外向纸内看)　　 　(选填“逆时针”或“顺时针”)转动，同时　 　(选填“靠近”或“远离”)导线AB。 ③若AB(固定)，CD(可绕O自由转动)如图丁所示放置，则CD将________ (选填“逆时针”或“顺时针”)转动。 靠近 逆时针 逆时针 二、安培力作用下导体运动方向的判断 4.转换研究对象法 通电直导线和条形磁体如图戊所示放置 (1)作出导线所在位置的磁感线方向，分析直导线受力情况。 (2)电流对磁体的作用力方向斜向　　 (选填“左上”或“右下”)；若地面粗糙，地面对磁体的摩擦力水平　 　(选填“向左”或“向右”)，磁体对地面的压力　　 (选填“大于”或“小于”)其重力。 右下　 向左 大于 二、安培力作用下导体运动方向的判断 3、(来自教材改编)把一根通电的硬直导线ab放在磁场中，导线中的电流方向由b到a，如图所示，导线可以在空中自由移动和转动，俯视看，导线在安培力的作用下先顺时针转动，转过一个小角度后，接着边转动边向下移动，则虚线框内的场源可能是( ) A 例题精选 $