2025版高考物理一轮总复习考点突破训练题第11章磁场第27讲磁场的描述与磁吃电流的作用考点4安培力作用下的平衡与加速问题

这是一份2025版高考物理一轮总复习考点突破训练题第11章磁场第27讲磁场的描述与磁吃电流的作用考点4安培力作用下的平衡与加速问题，共3页。试卷主要包含了其他注意事项等内容，欢迎下载使用。
1．分析通电导体在磁场中平衡或加速问题的一般步骤
(1)确定要研究的通电导体。
(2)按照已知力→重力→安培力→弹力→摩擦力的顺序，对导体受力分析。
受力分析时，变立体图为平面图，如侧视图、剖面图或俯视图等，并画出平面受力分析图，安培力的方向F安⊥B、F安⊥I。如图所示：
(3)分析导体的运动情况。
(4)根据平衡条件或牛顿第二定律列式求解。
2．其他注意事项
(1)类似于力学中用功与能的关系解决问题，通电导体受磁场力时的加速问题也可以考虑用能量的观点解决，关键是弄清安培力做正功还是做负功，再由动能定理列式求解。
(2)对于含电路的问题，可由闭合电路的欧姆定律求得导体中的电流，再结合安培力分析求解。
►考向1 安培力作用下物体的平衡
(2023·浙江卷)如图所示，质量为M、电阻为R、长为L的导体棒，通过两根长均为l、质量不计的导电细杆连在等高的两固定点上，固定点间距也为L。细杆通过开关S可与直流电源E0或理想二极管串接。在导体棒所在空间存在磁感应强度方向竖直向上、大小为B的匀强磁场，不计空气阻力和其他电阻。开关S接1，当导体棒静止时，细杆与竖直方向的夹角θ＝eq \f(π,4)；然后开关S接2，棒从右侧开始运动完成一次振动的过程中( C )
A．电源电动势E0＝eq \f(\r(2)Mg,2BL)R
B．棒消耗的焦耳热Q＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1－\f(\r(2),2)))Mgl
C．从左向右运动时，最大摆角小于eq \f(π,4)
D．棒两次过最低点时感应电动势大小相等
[解析] 当开关接1时，对导体棒受力分析如图所示，根据几何关系可得Mg＝BIL，解得I＝eq \f(Mg,BL)，根据欧姆定律I＝eq \f(E0,R)，解得E0＝eq \f(MgR,BL)，故A错误；根据右手定则可知导体棒从右向左运动时，二极管导通，部分机械能转化为焦耳热；导体棒从左向右运动时，产生的感应电动势与二极管相反，没有机械能损失。当导体棒运动到最低点时速度为零时，导体棒损失的机械能转化为焦耳热为Q′＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1－\f(\r(2),2)))Mgl，根据楞次定律可知导体棒完成一次振动速度为零时，导体棒高度高于最低点，所以棒消耗的焦耳热Q