高中物理電磁力運(yùn)用解題第一頁(yè)，共五十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六第一講磁場(chǎng)的描述、磁場(chǎng)對(duì)電流的作用第二頁(yè)，共五十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六一、磁場(chǎng)及其描述1．定義：磁場(chǎng)是磁體、電流周圍存在的一種特殊

．物質(zhì)2．方向：磁場(chǎng)中任一點(diǎn)小磁針

極所受磁場(chǎng)力的方向?yàn)樵擖c(diǎn)的磁場(chǎng)方向．3．磁場(chǎng)的基本性質(zhì)：磁場(chǎng)對(duì)放入其中的磁體、電流和運(yùn)動(dòng)電荷都有磁場(chǎng)力的作用．N第三頁(yè)，共五十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六4．磁感應(yīng)強(qiáng)度

(1)物理意義：描述磁場(chǎng)

的物理量．

(2)方向：小磁針靜止時(shí)

極所指的方向．

(3)大?。築＝

(通電直導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng))．

(4)單位：

，符號(hào)T,1T＝

．強(qiáng)弱特斯拉1N/(A·m)5．磁感線：在磁場(chǎng)中人為地畫(huà)出一系列曲線，使曲線上每一點(diǎn)的切線方向都跟這點(diǎn)的

的方向一致，這樣的曲線就叫做磁感線．磁感線的疏密程度表示磁場(chǎng)的

．強(qiáng)弱N磁感應(yīng)強(qiáng)度第四頁(yè)，共五十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六二、幾種常見(jiàn)的磁場(chǎng)1．條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁場(chǎng)(如圖8－1－1)圖8－1－1第五頁(yè)，共五十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六2．地磁場(chǎng)地球的磁場(chǎng)與條形磁鐵的磁場(chǎng)相似，其主要特點(diǎn)有三個(gè)：(1)地磁場(chǎng)的

在地理南極附近，

在地理北極附近．(2)地磁場(chǎng)B的水平分量(Bx)總是從地理

指向

；而豎直分量(By)則南、北半球相反，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下．(3)在赤道平面上，距離地球表面高度相等的各點(diǎn)，磁場(chǎng)強(qiáng)弱

，且方向水平向

．N極S極南極北極相同北第六頁(yè)，共五十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六3．幾種電流周圍的磁場(chǎng)分布直線電流的磁場(chǎng)通電螺線管的磁場(chǎng)環(huán)形電流的磁場(chǎng)特點(diǎn)無(wú)磁極、非勻強(qiáng)，且距導(dǎo)線越遠(yuǎn)處磁場(chǎng)與條形磁鐵的磁場(chǎng)相似，管內(nèi)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，管外為非勻強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)形電流的兩側(cè)是N極和S極，且離圓環(huán)中心越遠(yuǎn)，磁場(chǎng)安培定則越弱越弱第七頁(yè)，共五十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六直線電流的磁場(chǎng)通電螺線管的磁場(chǎng)環(huán)形電流的磁場(chǎng)立體圖橫截面圖縱截面圖第八頁(yè)，共五十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六4．勻強(qiáng)磁場(chǎng)(1)定義：

處處相同的磁場(chǎng)．(2)磁感線特點(diǎn)：勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線為

的平行直線，如圖8－1－2所示．圖8－1－2強(qiáng)弱、方向間隔相同第九頁(yè)，共五十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六(3)常見(jiàn)例子：①距離很近的兩個(gè)異名磁極之間的磁場(chǎng)(邊緣部分除外)．②相隔一定距離的兩個(gè)平行放置的通電線圈中間區(qū)域的磁場(chǎng)．第十頁(yè)，共五十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六5．磁通量(1)公式：Φ＝

.(2)單位：

(韋)，符號(hào)：Wb,1Wb＝

.(3)適用條件：①勻強(qiáng)磁場(chǎng)；②S是垂直磁場(chǎng)并在磁場(chǎng)中的有效面積．韋伯BS1T·m2第十一頁(yè)，共五十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六三、安培力的大小和方向1．安培力的大小如圖8－1－3所示：

(1)F＝

.(2)磁場(chǎng)和電流垂直時(shí)：F＝

.(3)磁場(chǎng)和電流平行時(shí)：F＝0.BILsinθBIL圖8－1－3第十二頁(yè)，共五十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六2．安培力的方向(1)用左手定則判定：伸開(kāi)左手，使拇指與其余四個(gè)手指垂直，并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi)．讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使四指指向

，這時(shí)拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受

．(2)安培力的方向特點(diǎn)：F⊥B，F(xiàn)⊥I，即F垂直于

決定的平面．電流的方向安培力的方向B、I第十三頁(yè)，共五十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六注意：安培力的方向垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度B和電流I所決定的平面，但磁感應(yīng)強(qiáng)度與電流不一定垂直．第十四頁(yè)，共五十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六四、磁電式電流表1．基本組成部分：磁鐵和放在磁鐵兩極之間的

．圖8－1－4線圈第十五頁(yè)，共五十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六如圖8－1－4所示，磁場(chǎng)的方向總沿著

均勻輻射地分布，在距軸線等距離處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小總是

的，保證B的大小不發(fā)生變化，且安培力的方向與線圈

．當(dāng)電流通過(guò)線圈時(shí)，導(dǎo)線受到安培力的作用，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)，螺旋彈簧變形，反抗線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)，電流越大，安培力就

，螺旋彈簧的形變也就

．I與指針偏角θ成正比，表盤(pán)刻度

(選填“均勻”、“不均勻”)．所以，從線圈偏轉(zhuǎn)的角度就能判斷通過(guò)電流的大?。?．工作原理半徑方向相等垂直越大越大均勻第十六頁(yè)，共五十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六3．優(yōu)、缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)是

高，能測(cè)出很弱的電流；缺點(diǎn)是線圈的導(dǎo)線很細(xì)，允許通過(guò)的電流很弱．精確度第十七頁(yè)，共五十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六1.對(duì)磁感線的理解(1)磁感線的特點(diǎn)

①磁感線是為了形象地描述磁場(chǎng)而人為假設(shè)的曲線，并不是客觀存在于磁場(chǎng)中的真實(shí)曲線．②磁感線在磁體(螺線管)外部由N極到S極，內(nèi)部由S極到N極，是閉合曲線．③磁感線的疏密表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱．磁感線較密的地方磁場(chǎng)較強(qiáng)，磁感線較疏的地方磁場(chǎng)較弱．④磁感線上任何一點(diǎn)的切線方向，都跟該點(diǎn)的磁場(chǎng)(磁感應(yīng)強(qiáng)度)方向一致．⑤磁感線不能相交，也不能相切．第十八頁(yè)，共五十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六(2)磁感線和電場(chǎng)線的比較磁感線電場(chǎng)線不同點(diǎn)閉合曲線起始于正電荷，終止于負(fù)電荷相似點(diǎn)引入目的形象描述場(chǎng)而引入的假想線，實(shí)際不存在疏密場(chǎng)的強(qiáng)弱切線方向場(chǎng)的方向相交不能相交(電場(chǎng)中無(wú)電荷空間不相交)第十九頁(yè)，共五十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六磁感線的疏密能形象地表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，但應(yīng)注意：(1)只有在同一個(gè)圖中才能根據(jù)磁感線的疏密判定各處磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，不能根據(jù)磁感線的疏密判定沒(méi)有聯(lián)系的兩個(gè)圖中磁場(chǎng)的強(qiáng)弱．(2)沒(méi)有畫(huà)出磁感線的地方并不表示那里沒(méi)有磁場(chǎng)存在．特別注意第二十頁(yè)，共五十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六2．對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度的理解(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度由磁場(chǎng)本身決定，跟在該位置放入的導(dǎo)線長(zhǎng)度L、電流I的大小及受到磁場(chǎng)的作用力均無(wú)關(guān)，與放不放通電導(dǎo)線也無(wú)關(guān)．不能根據(jù)公式B＝就說(shuō)B與F成正比，與IL成反比．(2)由公式B＝計(jì)算B時(shí)，通電導(dǎo)線必須垂直于磁場(chǎng)放入．如果小段通電導(dǎo)線平行放入磁場(chǎng)，其所受安培力F為零，但不能說(shuō)該處磁感應(yīng)強(qiáng)度B為零．(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向不是通電導(dǎo)線所受磁場(chǎng)作用力的方向，而是與受到的作用力的方向垂直．第二十一頁(yè)，共五十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六3．磁感應(yīng)強(qiáng)度B與電場(chǎng)強(qiáng)度E的比較磁感應(yīng)強(qiáng)度B電場(chǎng)強(qiáng)度E物理意義描述磁場(chǎng)的力的性質(zhì)的物理量描述電場(chǎng)的力的性質(zhì)的物理量定義式B＝，通電導(dǎo)線與B垂直E＝大小決定由磁場(chǎng)決定，與檢驗(yàn)電流無(wú)關(guān)由電場(chǎng)決定，與檢驗(yàn)電荷無(wú)關(guān)第二十二頁(yè)，共五十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六方向矢量磁感線切線方向，小磁針N極受力方向矢量電場(chǎng)線切線方向，放入該點(diǎn)的正電荷受力方向場(chǎng)的疊加合磁感應(yīng)強(qiáng)度等于各磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和合場(chǎng)強(qiáng)等于各個(gè)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)的矢量和單位1T＝1N/(A·m)1V/m＝1N/C磁感應(yīng)強(qiáng)度B電場(chǎng)強(qiáng)度E第二十三頁(yè)，共五十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六(1)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向和電荷受力方向相同或相反，而磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向和電流受力方向垂直．(2)電荷在電場(chǎng)強(qiáng)度不為零的地方一定受電場(chǎng)力，電流在磁感應(yīng)強(qiáng)度不為零的地方不一定受磁場(chǎng)力．電場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì)比第二十四頁(yè)，共五十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六類似于電場(chǎng)中兩個(gè)電荷附近的電場(chǎng)強(qiáng)度是兩個(gè)電荷分別單獨(dú)存在時(shí)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)疊加而成的，兩個(gè)電流附近的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是兩個(gè)電流分別單獨(dú)存在時(shí)產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度疊加而成的．若兩個(gè)電流在某處產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1、B2不在同一直線上時(shí)，則應(yīng)用平行四邊形定則進(jìn)行矢量合成可求得該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B.4．磁感應(yīng)強(qiáng)度的疊加第二十五頁(yè)，共五十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六例1、如圖8－1－5所示，在a、b、c三處垂直于紙面放置三根長(zhǎng)直通電導(dǎo)線，電流大小相等，a、b、c是等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，a處電流在三角形中心O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，求O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度．圖8－1－5[答案]2B，方向平行ab連線向右第二十六頁(yè)，共五十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六考點(diǎn)2：磁通量第二十七頁(yè)，共五十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六Φ＝BS只適用于磁感應(yīng)強(qiáng)度B與面積S垂直的情況．當(dāng)S與垂直于B的平面間的夾角為θ時(shí)，則有Φ＝BScosθ.可理解為Φ＝B(Scosθ)，即Φ等于B與S在垂直于B方向上分量的乘積．也可理解為Φ＝(Bcosθ)S，即Φ等于B在垂直于S方向上的分量與S的乘積．如圖8－1－6甲所示．1.Φ＝BS的含義第二十八頁(yè)，共五十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六圖8－1－6第二十九頁(yè)，共五十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六2．面積S的含義

S不一定是某個(gè)線圈的真正面積，而是線圈在磁場(chǎng)范圍內(nèi)的面積．如圖8－1－6乙所示，S應(yīng)為線圈面積的一半．3．多匝線圈的磁通量多匝線圈的磁通量的大小與線圈匝數(shù)無(wú)關(guān)，因?yàn)椴徽摼€圈匝數(shù)多少，穿過(guò)線圈的磁感線條數(shù)相同，而磁感線條數(shù)可表示磁通量的大小．第三十頁(yè)，共五十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六4．合磁通量的求法若某個(gè)平面內(nèi)有不同方向和強(qiáng)弱的磁場(chǎng)共同存在，當(dāng)計(jì)算穿過(guò)這個(gè)平面的磁通量時(shí)，先規(guī)定某個(gè)方向的磁通量為正，反方向的磁通量為負(fù)，平面內(nèi)各個(gè)方向的磁通量的代數(shù)和等于這個(gè)平面內(nèi)的合磁通量．第三十一頁(yè)，共五十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六(1)磁通量是標(biāo)量，其正、負(fù)值僅表示磁感線是正向還是反向穿過(guò)線圈平面．(2)同一線圈平面，如果正向穿過(guò)平面的磁感線條數(shù)與反向穿過(guò)平面的磁感線條數(shù)一樣多，則Φ＝0.歸納第三十二頁(yè)，共五十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六例2、(10分)如圖8－1－7所示，邊長(zhǎng)為100cm的正方形閉合線圈置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈ab、cd兩邊中點(diǎn)連線OO′的左右兩側(cè)分別存在方向相同、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小各為B1＝0.6T，B2＝0.40T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，若從上往下看，線圈逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)過(guò)37°時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量改變了多少？線圈從初始位置轉(zhuǎn)過(guò)180°時(shí)，穿過(guò)線圈平面的磁通量改變了多少？

圖8－1－7第三十三頁(yè)，共五十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六[滿分指導(dǎo)]在原圖位置，磁感線與線圈平面垂直．Φ1＝B1×＋B2×＝(0.6×＋0.4×)Wb＝0.5Wb(2分)線圈繞OO′軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)37°后，Φ2＝B1×cos37°＋B2×cos37°＝(0.6××0.8＋0.4××0.8)Wb＝0.4Wb(2分)ΔΦ＝Φ2－Φ1＝(0.4－0.5)Wb＝－0.1Wb.(2分)第三十四頁(yè)，共五十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六線圈繞OO′軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)180°時(shí)，規(guī)定穿過(guò)原線圈平面的磁通量為正，轉(zhuǎn)過(guò)180°后，穿過(guò)線圈平面的磁通量為負(fù)．Φ3＝－B1×－B2×＝－0.5Wb(2分)ΔΦ′＝Φ3－Φ1＝(－0.5－0.5)Wb＝－1.0Wb.(2分)[答案]－0.1Wb－1.0Wb第三十五頁(yè)，共五十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六歸納：求解磁通量時(shí)，當(dāng)B與S不垂直時(shí)，可用兩個(gè)方法求合磁通量：一是分解B，用

求Φ；二是投影S，

，并求出

，然后利用

求Φ.垂直于S的分量B⊥將S投影到與B垂直的方向上S投影Φ＝BS投影第三十六頁(yè)，共五十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六1．如圖8－1－8所示，有兩個(gè)同心放置且共面的金屬圓環(huán)，條形磁鐵穿過(guò)圓心且與兩環(huán)面垂直，比較通過(guò)兩環(huán)的磁通量Φa、Φb，則()A．Φa＞ΦbB．Φa＜ΦbC．Φa＝ΦbD．不能確定圖

8－1－8答案：A第三十七頁(yè)，共五十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六要判定通電導(dǎo)體在安培力作用下的運(yùn)動(dòng)，首先必須清楚導(dǎo)體所在位置的磁場(chǎng)分布情況，然后才能結(jié)合左手定則準(zhǔn)確判定導(dǎo)體的受力情況，進(jìn)而確定導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向．現(xiàn)對(duì)幾種常用的方法列表比較如下：

第三十八頁(yè)，共五十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六(1)安培力的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直，而不是相同或相反，這跟電場(chǎng)力與電場(chǎng)強(qiáng)度方向之間的關(guān)系是不同的．(2)在應(yīng)用左手定則時(shí)，磁感線不一定垂直穿過(guò)手心，但四指一定指向電流方向，拇指一定要垂直于磁場(chǎng)方向和電流方向決定的平面．方法歸納第三十九頁(yè)，共五十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六例3、圖8－1－9所示，把一重力不計(jì)的通電直導(dǎo)線水平放在蹄形磁鐵兩極的正上方，導(dǎo)線可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)導(dǎo)線通入圖示方向電流I時(shí)，導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)情況是(從上往下看)()A．順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)下降

B．順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)上升

C．逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)下降

D．逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)上升

圖8－1－9[答案]A

第四十頁(yè)，共五十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六2．將一個(gè)質(zhì)量很小的金屬圓環(huán)用細(xì)線吊起來(lái)，在其附近放一條形磁鐵，磁鐵的軸線與圓環(huán)在同一個(gè)平面內(nèi)，且通過(guò)圓環(huán)中心，如圖8－1－11所示，當(dāng)圓環(huán)中通以順時(shí)針?lè)较虻碾娏鲿r(shí)，從上往下看()A．圓環(huán)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，靠近磁鐵

B．圓環(huán)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，遠(yuǎn)離磁鐵

C．圓環(huán)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，靠近磁鐵

D．圓環(huán)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，遠(yuǎn)離磁鐵圖

8－1－11答案：C第四十一頁(yè)，共五十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六考點(diǎn)4：與安培力有關(guān)的力學(xué)綜合問(wèn)題第四十二頁(yè)，共五十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六1.安培力的大小常用公式F＝BIL，要求兩兩垂直，應(yīng)用時(shí)要滿足：(1)B與L垂直；(2)L是有效長(zhǎng)度，即垂直磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的長(zhǎng)度；第四十三頁(yè)，共五十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六如彎曲導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度L等于兩端點(diǎn)所連直線的長(zhǎng)度(如圖8－1－12所示)，相應(yīng)的電流方向沿L由始端流向末端．因?yàn)槿我庑螤畹拈]合線圈，其有效長(zhǎng)度為零，所以閉合線圈通電后在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中受到的安培力的矢量和為零．(3)B并非一定是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，但一定是導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度值．圖8－1－12第四十四頁(yè)，共五十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六2．通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的平衡和加速(1)選定研究對(duì)象；(2)變?nèi)S為二維，畫(huà)出平面受力分析圖，其中安培力的方向切忌跟著感覺(jué)走，要用左手定則來(lái)判斷，注意F安⊥B、

F安⊥I；(3)根據(jù)力的平衡條件、牛頓第二定律列方程式進(jìn)行求解．第四十五頁(yè)，共五十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六3．安培力做功的特點(diǎn)和實(shí)質(zhì)(1)安培力做功與路徑有關(guān)，不像重力、電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)．(2)安培力做功的實(shí)質(zhì)：起傳遞能量的作用．①安培力做正功：將電源的能量傳遞給通電導(dǎo)線后或轉(zhuǎn)化為導(dǎo)線的動(dòng)能或轉(zhuǎn)化為其他形式的能．②安培力做負(fù)功：將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能后或儲(chǔ)存或轉(zhuǎn)化為其他形式的能．第四十六頁(yè)，共五十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六例4、(13分)如圖8－1－13所示，在傾角θ＝30°的斜面上固定一金屬框，框?qū)抣＝0.25m，接入電動(dòng)勢(shì)E＝12V、內(nèi)阻不計(jì)的電池．垂直框面放有一根質(zhì)量m＝0.2kg的金屬棒ab，它與框架的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.8T、垂直框面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R的阻值在什么范圍時(shí)，可使金屬棒靜止在框架上？(框架與棒的電阻不計(jì)，g取10m/s2)第四十七頁(yè)，共五十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六[滿分指導(dǎo)]金屬棒受到四個(gè)力作用：重力mg，垂直框面向上的支持力FN，沿框面向上的安培力F安，沿框面的靜摩擦力Ff靜．金屬棒靜止在框架上時(shí)，F(xiàn)f靜的方向可能沿框面向上，也可能向下，需分兩種情況考慮．當(dāng)變阻器R取值較大時(shí)，I較小，安培力F安較小，在金屬棒重力分力mgsinθ作用下棒有沿框架下滑的趨勢(shì)，框架對(duì)棒的摩擦力沿框面向上，受力如圖8－1－14所示．金屬棒剛好不下滑時(shí)滿足平衡條件圖8－1－14第四十八頁(yè)，共五十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六Bl＋μmgcosθ－mgsinθ＝0(4分)得R＝第四十九頁(yè)，共五十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六當(dāng)變阻器R取值較小時(shí)，I較大，安培力F安較大，會(huì)使金屬棒產(chǎn)生沿框面上滑的趨勢(shì)．因此，框架對(duì)棒的摩擦力沿框面向下，受力如圖8－1－15所示．金屬棒剛好不上滑時(shí)滿足平衡條件：圖8－1－15第五十頁(yè)，共五十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六Bl－μmgcosθ－mgsinθ＝0(4分)得R＝≈1.4Ω.(2分)所以滑動(dòng)變阻器R的取值范圍應(yīng)為1.4Ω≤R≤8.2Ω.(1分)[答案]1.4Ω≤R≤8.2Ω第五十一頁(yè)，共五十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六[名師歸納](1)解決有關(guān)通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的平衡問(wèn)題，關(guān)鍵是受力分析，只不過(guò)比純力學(xué)中的平衡問(wèn)題要多考慮一個(gè)安培力．(2)畫(huà)好輔助圖(如斜面)，標(biāo)明輔助方向(如B的方向、I的方向等)是畫(huà)好受力分析圖的關(guān)鍵．(3)由于安培力、電流I、磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向之間涉及到三維空間，所以在受力分析時(shí)要善于把立體圖轉(zhuǎn)化成平面圖．第五十二頁(yè)，共五十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六3.如圖8－1－16所示，M、N為兩條水平放置的平行金屬導(dǎo)軌，電阻不計(jì)，導(dǎo)軌間距d＝0.2m．軌道上放置一質(zhì)量m

＝50g的均勻金屬棒ab，其長(zhǎng)L＝0.3m，總電阻R＝0.75Ω，棒與兩導(dǎo)軌相垂直．已知電源電動(dòng)勢(shì)E＝6V，內(nèi)電阻r＝

0.5Ω，電阻R0＝2Ω；整個(gè)裝置放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感線與ab棒垂直，這時(shí)ab棒對(duì)軌道的壓力恰好為零，且棒仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大?。?g取10

m/s2，不計(jì)導(dǎo)線電阻)圖8－1－16第五十三頁(yè)，共五十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六解析：根據(jù)題意，ab棒所受安培力豎直向上，且與重力平衡，即mg＝BId①其中I＝②由①②得B＝答案：1.25T第五十四頁(yè)，共五十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六[隨堂鞏固]1