高中物理 磁場（二）磁場章末復習之重難分析（一）.docVIP

磁場章末復習之重難分析（一）一、有關安培力問題的分析與計算 安培力是一種性質力，既可以使通電導體靜止、運動或轉動，又可以對通電導體做功，因此，有關安培力問題的分析與計算的基本思路和方法與力學問題一樣，先取研究對象進行受力分析，判斷通電導體的運動情況，然后根據題目中的條件由牛頓定律或動能定理等規(guī)律求解。具體求解應從以下幾個方面著手分析。1安培力的大小 當通電導體與磁場方向垂直時，filb；當通電導體與磁場方向平行時，f0；當通電導體和磁場方向的夾角為時，filbsin。 2安培力的方向 由左手定則判斷，安培力垂直于磁場的方向，也垂直于導線的方向，即安培力垂直于磁場和導線所決定的平面，但磁場與導線可以不垂直。 3解決安培力問題的一般步驟 先畫出通電導線所在處的磁感線的方向，用左手定則確定通電導線所受安培力的方向；根據受力分析確定通電導體所處的狀態(tài)或運動過程；根據牛頓運動定律或動能定理求解?！镜淅?】如圖所示，條形磁鐵放在水平粗糙桌面上，它的正中間上方固定一根長直導線，導線中通過方向垂直紙面向里（即與條形磁鐵垂直）的電流和原來沒有電流通過時相比較，磁鐵受到的支持力n和摩擦力f將（）an減小，f=0bn減小，f 0cn增大，f=0dn增大，f 0【解析】磁鐵的磁感線在它的外部是從n極到s極，因為長直導線在磁鐵的中央上方，所以此處的磁感線是水平的，電流的方向垂直與紙面向里，根據左手定則，導線受磁鐵給的“安培力”方向豎直向上，長直導線是固定不動的，根據物體間力的作用是相互的，導線給磁鐵的反作用力方向就是豎直向下的；因此磁鐵對水平桌面的壓力除了重力之外還有通電導線的作用力，壓力是增大的；因為這兩個力的方向都是豎直向下的，所以磁鐵不會發(fā)生相對運動，也就不會產生摩擦力。故選：c?！敬鸢浮縞 【典例2】電磁炮有很多優(yōu)點，備受各國軍事家的重視，如圖是導軌式電磁炮實驗裝置的示意圖。兩根平行長直金屬導軌沿水平方向固定，其間安放金屬滑塊(即實驗用彈丸)?；瑝K可沿導軌無摩擦滑行，且始終與導軌保持良好接觸。電源提供的強大電流從一根導軌流入，經過滑塊，再從另一導軌流回電源，滑塊被導軌中的電流形成的磁場推動而發(fā)射。在發(fā)射過程中，滑塊所在位置始終可以簡化為勻強磁場，方向垂直于紙面，其強度與電流的關系為bki，如果兩導軌內側間距為l，滑塊的質量為m，滑塊沿導軌滑行距離s后獲得的發(fā)射速度為v0。以下說法中正確的是()a若使電流和磁感應強度的方向同時反向，滑塊的發(fā)射方向也將隨之反向b若將電源提供的電流加倍，則滑塊沿導軌滑行距離s后獲得的發(fā)射速度為2v c若使電源提供的電流加倍，則滑塊沿導軌滑行距離s后獲得的發(fā)射速度為4v d若使滑塊的質量加倍，則滑塊沿導軌滑行距離s后獲得的發(fā)射速度為0.5v 【答案】b 【典例3】 如圖所示，光滑導軌與水平面成角，導軌寬l。勻強磁場磁感應強度為b。金屬桿長也為l ，質量為m，水平放在導軌上。當回路總電流為i1時，金屬桿正好能靜止。求：b至少多大？這時b的方向如何？若保持b的大小不變而將b的方向改為豎直向上，應把回路總電流i2調到多大才能使金屬桿保持靜止？【解析】畫出金屬桿的截面圖。由三角形定則得，只有當安培力方向沿導軌平面向上時安培力才最小，b也最小。根據左手定則，這時b應垂直于導軌平面向上，大小滿足：bi1l=mgsin， b=mgsin/i1l。當b的方向改為豎直向上時，這時安培力的方向變?yōu)樗较蛴?，沿導軌方向合力為零，得bi2lcos=mgsin，i2=i1/cos。（在解這類題時必須畫出截面圖，只有在截面圖上才能正確表示各力的準確方向，從而弄清各矢量方向間的關系）。【答案】見解析【典例4】如圖所示，質量為m的銅棒搭在u形導線框右端，棒