磁場中的通電導體棒習題-tft每日頭條

磁場中的通電導體棒習題

教育更新时间:2025-02-09 04:24:20

電磁感應中導體棒問題在高考中重複出現率很高，原因是:導體棒問題是高中物理可綜合多個物理高考知識點的問題，其特點是綜合性強、類型繁多、物理過程複雜，有利于考查學生綜合運用所學的知識，從多層面、多角度、全方位分析問題和解決問題的能力。

導體棒問題在磁場中大緻可分為兩類:一類是通電導體棒，使之平衡或運動;其二是導體棒運動切割磁感線生電。運動模型可分為單導體棒和雙導體棒。今天我們首先來看第一類。

通電導體棒問題一般為平衡型和運動型，對于通電導體棒平衡型，顯然我們需要用所學的平衡條件(包含合外力為零)來解答，而對于通電導體棒的運動型，則需要用所學的牛頓運動定律、動量定理以及能量守恒定律結合在一起，加以分析、讨論。我們來看一道例題。

磁場中的通電導體棒習題（高考中的電磁感應）1

如圖所示，相距為d的傾角為α的光滑平行導軌（電源的電動勢E和内阻r，電阻R均為己知）處于豎直向上磁感應強度為B的勻強磁場中，一質量為m的導體棒恰能處于平衡狀态，則該磁場B的大小為？當B由豎直向上逐漸變成水平向左的過程中，為保持導體棒始終靜止不動，則B的大小應是？上述過程中，B的最小值是？

解析：抓住關鍵信息“平衡狀态”，所以導體棒所受合外力必須為零。在以導體棒為研究對象時，還需要我們掌握由立體圖畫成平面受力分析圖的能力，大家注意體會這一點。第二點也是我們老生常談的一個問題，因為光滑，所以無摩擦力。所以是三個共點力的平衡，且這三個力恰好可以組成直角三角形。當然我們也可以正交分解去做。

磁場中的通電導體棒習題（高考中的電磁感應）2

通過上述分析，安培力很容易就可以求出。結合安培力的計算公式和方向的判定，磁感應強度的計算就可以迎刃而解。不再贅述。

第二問和第三問其實就是我們以前所學的某個力旋轉的問題，借助于矢量封閉三角形來讨論，

磁場中的通電導體棒習題（高考中的電磁感應）3

如圖所示在磁場由豎直向上逐漸變成水平的過程中，安培力由水平向右變成豎直向上，在此過程中，由圖看出安培力先減小後增大，最終支持力為0,因而磁感應強度B也應先減小後增大。其它我們就不再過多闡述了。

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