1、磁场 2：通电导体在安培力作用下的平衡问题1通电导体在安培力作用下的平衡问题分析思路(1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析(2)画出受力平面图 （侧视图、剖面图等）(3)依据平衡条件或牛顿第二定律列方程一、例题讲解例 1重力为 G 长度为 L 的导体棒 MN 静止于水平导轨上。通过 MN 的电流强度为 I，匀强磁场的磁感应强度为 B，其方向与导轨平面呈 斜向右上方，如图所示。求：MN 受到的支持力和摩擦力。例 2如图所示，一根长为 0.2m 的金属棒放在倾角为 =370 的光滑斜面上，并通以 I=5A电流，方向如图所示，整个装置放在磁感应强度为 B=0.6T，竖直向上的匀强磁场中，金属棒恰
2、能静止在斜面上，则该棒的重力为多少？例 3质量为 m0.02 kg 的通电细杆 ab 置于倾角 37的平行放置的导轨上，导轨的宽度 d0.2 m，杆 ab 与导轨间的动摩擦因数 0.4，磁感应强度 B2 T 的匀强磁场与导轨平面垂直且方向向下，如右图所示，现调节滑动变阻器的触头，试求出为使杆 ab 静止不动，通过 ab 杆的电流范围为多少？(g 取 10 m/s2)B I磁场 2：通电导体在安培力作用下的平衡问题2二、巩固练习1在倾角为 的斜面上，放置一段通有电流强度为 I,长度为 L，质量为 m 的导体棒a， （通电方向垂直纸面向里） ，如图所示。（1）如斜面光滑，欲使导体棒静止在斜面上，应
3、加匀强磁场，磁场应强度 B 最小值是多少？（2）如果要求导体棒 a 静止在斜面上且对斜面无压力，则所加匀强磁场磁感应强度又如何？2如图所示，在倾角为 37的光滑斜面上有一根长为 0.4 m，质量为 6102 kg 的通电直导线，电流强度 I1 A，方向垂直于纸面向外，导线用平行于斜面的轻绳拴住不动，整个装置放在磁感应强度每秒增加 0.4 T，方向竖直向上的磁场中设 t0 时，B0，则需要多长时间，斜面对导线的支持力为零？此时绳的拉力？ (g 取 10 m/s2)【拓展】：电流仅反向、经多长时间绳的拉力为零？(g 取 10 m/s2)3(2012辽宁联考)如图所示，PQ 和 EF 为水平放置的平
4、行金属导轨，间距为 L1.0 m，导体棒 ab 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体 c 相连，物体 c 的质量 M30g在垂直导轨平面方向存在磁感应强度 B0.2 T 的匀强磁场，磁场方向竖直向上，重力加速度 g 取 10 m/s2.若导轨是粗糙的，且导体棒与导轨间的最大静摩擦力为导体棒 ab 重力的 0.5 倍，若要保持物体 c 在空中静止不动，应该在棒中通入多大的电流？电流的方向如何？磁场 2：通电导体在安培力作用下的平衡问题34如图所示，电源电动势 E2V，r0.5,竖直导轨电阻可略，金属棒的质量m0.1kg，R=0.5，它与导体轨道的动摩擦因数 0.4，有
5、效长度为 0.2 m,靠在导轨的外面，为使金属棒不下滑，我们施一与纸面夹角为 600且与导线垂直向外的磁场， （g=10 m/s 2）求：（1)此磁场是斜向上还是斜向下？（2）B 是多少？5如图所示，在倾角 30的斜面上固定一金属框，框宽 L0.25 m，电动势 E12 V、内阻不计的电池垂直框面放有一根质量 m0.2 kg 的金属棒 ab，它与框架的动摩擦因数 .整个装置放在磁感应强度 B0.8 T、垂直框面向上的匀强磁场中当调节36滑动变阻器 R 的阻值在什么范围时，可使金属棒静止在框架上？(框架与棒的电阻不计，g取 10 m/s2)6如图所示，质量为 60g 的铜棒长为 a=20cm，棒
6、的两端与长为 L=30cm 的细软铜线相连，吊在磁感应强度 B=0.5T、方向竖直向上的匀强磁场中。当棒中通过恒定电流 I 后，铜棒向上来回摆动，最大偏角 =600，g 取 10m/s2，求:(1)铜棒中电流 I 的大小.(2)铜棒在摆动过程中的最大速率(结果保留一位有效数字)磁场 2：通电导体在安培力作用下的平衡问题4参考答案：例 1、 sin,fBIL水 平 向 左 ； N=mg-BILcos,竖 直 向 上例 2、答案：0.8N 例 3、 答案： 0.14.6A巩固练习1、2、答案：由 B0.4t T 得 t5 s.3、0 AI2.0 A 由 a 到 b4、答案(1) 磁场的方向斜向上 (2) （ ）22533B.3.8B5、滑动变阻器 R 的取值范围应为 1.6R4.86、答案：（1） （2） 1m/s46v
