一輪復(fù)習(xí)：有關(guān)安培力的立體圖轉(zhuǎn)平面圖

安培力的方向垂直B和I所決定的平面。這就涉及到立體圖形，

給受力分析和計算帶來很大困難，解決方法就是選擇恰當(dāng)?shù)慕嵌?，把立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖，主要就是三視圖法，即主視圖、側(cè)視圖、俯視圖。

求解安培力作用下物體的平衡和運(yùn)動是常見的一類題型，體現(xiàn)了學(xué)科內(nèi)知識的綜合應(yīng)用，考查了知識的遷移能力，在解決這類問題時應(yīng)把握以下幾點：

（1）將立體圖轉(zhuǎn)化為平面（截面）圖，將抽象的空間受力分析轉(zhuǎn)移到紙面上進(jìn)行，一般要畫出與導(dǎo)體棒垂直的平面，將題中的角度、電流的方向、磁場的方向標(biāo)注在圖上，然后進(jìn)行分析；

（2）注意要按正確的順序進(jìn)行受力分析，先重力，然后安培力，最后彈力和摩擦力，這是因為彈力和摩擦力是被動方，力的有無和方向與其他力有關(guān)；

（3）注意安培力的方向既垂直于磁場方向同時又垂直于電流方向，即一定垂直于兩者確定的平面。

常見立體圖轉(zhuǎn)平面圖

例題：如圖所示，

矩形線圈abcd放在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向沿z軸正向，磁感強(qiáng)度B＝1.34×10?2T。線圈邊長oa＝6cm，ab＝8cm，線圈是均勻的，總質(zhì)量為2.8×10?3kg，線圈可繞oa邊自由轉(zhuǎn)動，要使線圈靜止在與xoz平面成30°角位置，則線圈中電流的方向為___，大小為___A。

例題：如圖甲所示，

在水平地面上固定一對與水平面傾角為α的光滑平行導(dǎo)電軌道，軌道間的距離為l，兩軌道底端的連線與軌道垂直，頂端接有電源.將一根質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab放在兩軌道上，且與兩軌道垂直.已知軌道和導(dǎo)體棒的電阻及電源的內(nèi)電阻均不能忽略，通過導(dǎo)體棒的恒定電流大小為I，方向由a到b，圖乙為圖甲沿a→b方向觀察的平面圖，若重力加速度為g，在軌道所在空間加一豎直向上的勻強(qiáng)磁場，使導(dǎo)體棒在軌道上保持靜止.

（1）請在圖乙所示的平面圖中畫出導(dǎo)體棒受力的示意圖；

（2）求出磁場對導(dǎo)體棒的安培力的大??；

（3）如果改變導(dǎo)軌所在空間的磁場方向，試確定使導(dǎo)體棒在軌道上保持靜止的勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值的大小和方向.

例題：如圖甲所示，

導(dǎo)體桿ab的質(zhì)量為m，電阻為R，放置在與水平面夾角為θ的傾斜金屬導(dǎo)軌上.導(dǎo)軌間距為d，電阻不計，系統(tǒng)處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.電池內(nèi)阻不計，問：

（1）若導(dǎo)軌光滑，電源電動勢E多大能使導(dǎo)體桿靜止在導(dǎo)軌上？

（2）若桿與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為μ，且不通電時導(dǎo)體不能靜止在導(dǎo)軌上，要使桿靜止在導(dǎo)軌上，電池的電動勢應(yīng)多大？

【解析】

最恰當(dāng)?shù)拿枋鼋嵌仁前蜒劬Ψ旁赽處，轉(zhuǎn)化成為了正視圖，導(dǎo)線看到一個圓圈，電流遠(yuǎn)離而去，畫×，磁場B向上，安培力水平向右，支持力垂直斜面向上，重力向下，摩擦力平行斜面，這樣，物體的所有力都能畫在同一平面上了，如圖乙所示.因為摩擦力可沿斜面向下或者向上，因此電動勢是一個取值范圍.

例題：如圖所示，