資源簡介

第2節(jié)　安培力的應(yīng)用
(分值：100分)
選擇題1～8題，10題，每小題10分，共90分。
對點題組練
題組一　直流電動機(jī)
1.如圖甲為市面上常見的一種電動車，圖乙為這種電動車的電動機(jī)的工作示意圖。電動機(jī)電路兩端電壓為10 V，額定功率為200 W，A、B為線圈上的兩點。下列選項中不正確的是(　　)
在額定功率下運(yùn)行時，電動機(jī)電路中的電流大小為20 A
電刷a接入電路正極，電刷b接入電路負(fù)極
A點與B點間電流方向在不斷變化
直流電源可以驅(qū)動該電動機(jī)正常工作
題組二　電磁炮
2.(多選)電磁炮是一種理想兵器，它的主要原理如圖所示，1982年澳大利亞國立大學(xué)成功研制出能把2.2 g的彈體(包括金屬桿MN的質(zhì)量)加速到10 km/s的電磁炮(常規(guī)炮彈的速度大小約為2 km/s)。若軌道寬2 m，長100 m，通過金屬桿的電流恒為10 A，不計軌道摩擦，則(　　)
垂直軌道平面的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為55 T
垂直軌道平面的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為5.5×104 T
該電磁炮工作時磁場力的最大功率為1.1×104 kW
該電磁炮裝置中對磁場方向和電流方向的關(guān)系沒有要求
題組三　磁電式電流表
3.(多選)下列關(guān)于磁電式電流表的說法中正確的是(　　)
指針穩(wěn)定后，螺旋彈簧形變產(chǎn)生的阻礙效果與線圈受到的安培力的轉(zhuǎn)動效果方向是相反的
通電線圈中的電流越大，電流表指針的偏轉(zhuǎn)角度越大
在線圈轉(zhuǎn)動的范圍內(nèi)，各處的磁場都是勻強(qiáng)磁場
在線圈轉(zhuǎn)動的范圍內(nèi)，線圈所受安培力大小與電流大小有關(guān)，與所處位置無關(guān)
4.(多選)實驗室經(jīng)常使用的電流表是磁電式電流表。這種電流表的構(gòu)造如圖甲所示。蹄形磁體和鐵芯間的磁場是均勻輻向分布的。若線圈中通以如圖乙所示的電流，則下列說法中正確的是(　　)
在量程內(nèi)指針轉(zhuǎn)至任一角度，線圈平面都跟磁感線平行
線圈轉(zhuǎn)動時，螺旋彈簧被扭動，阻礙線圈轉(zhuǎn)動
當(dāng)線圈在如圖乙所示的位置時，b端受到的安培力方向向上
當(dāng)線圈在如圖乙所示的位置時，安培力的作用使線圈沿順時針方向轉(zhuǎn)動
綜合提升練
5.(2023·廣東惠州一中月考)所謂電流表的靈敏度，是指在通入相同電流的情況下，指針偏轉(zhuǎn)角度的大小。偏轉(zhuǎn)角度越大，靈敏度越高。下列關(guān)于提高磁電式電流表靈敏度的方法不正確的是(　　)
增強(qiáng)永久磁體的磁性
增大螺旋彈簧的勁度系數(shù)
增大線圈沿軸線的長度
增加線圈的匝數(shù)
6.如圖所示，質(zhì)量m＝0.5 kg的通電導(dǎo)體棒在安培力作用下靜止在傾角為37°、寬度L＝1 m的光滑絕緣框架上，磁場方向垂直于框架平面向下(磁場僅存在于絕緣框架內(nèi))。右側(cè)回路中，電源的電動勢E＝8 V、內(nèi)阻r＝1 Ω，額定功率為8 W、額定電壓為4 V的電動機(jī)M正常工作，取sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度g取10 m/s2，則磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為(　　)
2 T 1.73 T 　
1.5 T 　 1 T
7.(多選)如圖所示，處在勻強(qiáng)磁場中的通電矩形線圈平面跟磁感線平行，線圈在磁場力的作用下從靜止開始轉(zhuǎn)動，已知線圈中電流強(qiáng)度大小不變。不計摩擦等機(jī)械損耗，則下列說法正確的是(　　)
在線圈轉(zhuǎn)過90°的過程中，垂直紙面的每條邊受到的磁場力逐漸減小
在線圈轉(zhuǎn)過90°的過程中，垂直紙面的每條邊受到的磁場力大小不變
線圈將朝一個方向一直轉(zhuǎn)動下去
線圈從圖示位置朝一個方向每轉(zhuǎn)過180°就倒轉(zhuǎn)
8.(多選)(2024·重慶市南坪中學(xué)期末)常導(dǎo)磁吸式(EMS)利用裝在車輛兩側(cè)轉(zhuǎn)向架上的常導(dǎo)電磁線圈和鋪設(shè)在線路導(dǎo)軌上的磁鐵，在兩者的相互作用下產(chǎn)生的吸引力使車輛浮起，軌道磁鐵受列車速度影響，速度大磁性強(qiáng)，軌道磁鐵外部磁感應(yīng)強(qiáng)度隨距離增大而減小。車體運(yùn)行時，通過精確控制車身線圈中的電流I磁，形成穩(wěn)定的吸引力，使車體與軌道之間始終保持10 mm的懸浮間隙，如圖所示。下列選項正確的是(　　)
車身懸浮時受到的豎直方向安培力等于重力
當(dāng)懸浮間隙小于10 mm時，應(yīng)增大電流I磁使之恢復(fù)
車體滿載時懸浮較空載所需的電流I磁較小
列車高速時更難懸浮
9.(10分)音圈電機(jī)是一種應(yīng)用于硬盤、光驅(qū)等系統(tǒng)的特殊電動機(jī)。如圖是某音圈電機(jī)的原理示意圖，它由一對正對的磁極和一個方形剛性線圈構(gòu)成，線圈邊長為L，匝數(shù)為n，磁極正對區(qū)域內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于線圈平面豎直向下，大小為B，區(qū)域外的磁場忽略不計。線圈左邊始終在磁場外，右邊始終在磁場內(nèi)，前后兩邊的磁場內(nèi)的長度始終相等。某時刻線圈中的電流從P流向Q，大小為I。
(1)(5分)求此時線圈所受安培力的大小和方向；
(2)(5分)若此時線圈水平向右運(yùn)動的速度大小為v，求安培力的功率。
培優(yōu)加強(qiáng)練
10.(多選)如圖所示，某同學(xué)在玻璃皿中心放一個圓柱形電極接電源的負(fù)極，沿邊緣放一個圓環(huán)形電極接電源的正極，做“旋轉(zhuǎn)的液體”實驗，若蹄形磁鐵兩極間正對部分的磁場可視為勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B＝0.1 T，玻璃皿橫截面的半徑為a＝0.05 m，電源的電動勢為E＝3 V，內(nèi)阻為r＝0.1 Ω，限流電阻R0＝4.9 Ω，玻璃皿中兩電極間液體的等效電阻為R＝0.9 Ω，閉合開關(guān)后，若液體旋轉(zhuǎn)時電壓表的示數(shù)為1.5 V，則(　　)
由上往下看，液體做順時針旋轉(zhuǎn)
液體所受的安培力大小為1.5×10－3 N
閉合開關(guān)后，液體熱功率為0.081 W
閉合開關(guān)10 s，液體具有的動能是3.69 J
第2節(jié)　安培力的應(yīng)用
1.B　[電動機(jī)的電功率表達(dá)式為P＝UI，代入數(shù)據(jù)解得I＝20 A，A項正確；磁場方向在磁體外部由N極指向S極，由電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向可知，AB段受力方向向上，再由左手定則可知，電流方向由A指向B，故電刷b接入電路正極，電刷a接入電路負(fù)極，B項錯誤；電動機(jī)轉(zhuǎn)過180°后兩半銅環(huán)所接電刷互換，A、B間電流方向改變，依次類推可知，A點與B點間電流方向不斷改變，C項正確；直流電源可以驅(qū)動該電動機(jī)正常工作，D項正確。]
2.AC　[由勻變速直線運(yùn)動規(guī)律v2＝2ax可得彈體的加速度為a＝＝ m/s2＝5×105 m/s2，由牛頓第二定律可得ILB＝ma，解得B＝＝ T＝55 T，選項A正確，B錯誤；速度最大時磁場力的功率最大，為Pm＝ILB·vm＝10×2×55×104 W＝1.1×104 kW，選項C正確；電磁炮裝置中必須使得磁場方向和電流方向決定的安培力方向與炮彈沿導(dǎo)軌的加速方向一致，選項D錯誤。]
3.ABD　[螺旋彈簧形變產(chǎn)生的阻礙效果與線圈受到的安培力的轉(zhuǎn)動效果方向相反，線圈才能停止轉(zhuǎn)動，使指針穩(wěn)定；電流表內(nèi)磁場是均勻輻射磁場，在線圈轉(zhuǎn)動的范圍內(nèi)，不管線圈轉(zhuǎn)到什么角度，它的平面都跟磁感線平行，線圈所在各處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，但方向不同，所以安培力大小與電流大小有關(guān)而與所處位置無關(guān)，電流越大，安培力越大，指針轉(zhuǎn)過的角度越大，則A、B、D正確，C錯誤。]
4.ABD　[由于磁場輻向分布，且線圈與鐵芯共軸，故線圈平面總是與磁感線平行，故A正確；通有電流時，線圈在安培力的作用下轉(zhuǎn)動，從而使螺旋彈簧發(fā)生形變，螺旋彈簧因為形變而產(chǎn)生阻礙線圈轉(zhuǎn)動的力，故B正確；由左手定則知，b端受到的安培力方向向下，a端受到的安培力方向向上，安培力的作用將使線圈沿順時針方向轉(zhuǎn)動，故C錯誤，D正確。]
5.B　[通電線圈在磁場中轉(zhuǎn)動時，螺旋彈簧變形，反抗線圈的轉(zhuǎn)動。電流越大，所受安培力就越大，螺旋彈簧的形變也就越大。要提高電流表的靈敏度，就要在通入相同的電流時，讓指針的偏轉(zhuǎn)角度增大。所以應(yīng)該減小螺旋彈簧的勁度系數(shù)，或者保持電流大小不變使安培力變大。增強(qiáng)永久磁體的磁性、增大線圈沿軸線的長度和增加線圈的匝數(shù)，均可使安培力增大，B正確。]
6.C　[電動機(jī)M正常工作時通過M的電流I1＝＝2 A，電源內(nèi)阻上的電壓U＝E－U1＝8 V－4 V＝4 V，根據(jù)歐姆定律得干路中的電流I＝＝4 A，則通過導(dǎo)體棒的電流I2＝I－I1＝2 A，根據(jù)導(dǎo)體棒受力平衡，有I2LB＝mgsin 37°，解得B＝1.5 T，選項C正確。]
7.BD　[線圈轉(zhuǎn)動過程中I與B始終垂直，故F大小不變，選項A錯誤，B正確；轉(zhuǎn)過180°角時，左右導(dǎo)線位置互換，故線圈會倒轉(zhuǎn)，選項C錯誤，D正確。]
8.AB　[根據(jù)平衡條件可知車身懸浮時受到的安培力大小等于重力，A正確；當(dāng)懸浮間隙小于10 mm時，應(yīng)增大電流I磁，從而增大向上的安培力，使之恢復(fù)，B正確；車體滿載時會使車重增加，要增大安培力穩(wěn)定懸浮，根據(jù)F＝ILB可知，應(yīng)增大電流，即車體滿載時懸浮所需的電流I磁較大，C錯誤；軌道磁鐵受列車速度影響，速度大，磁性強(qiáng)，根據(jù)F＝ILB，安培力增大，更容易磁懸浮，D錯誤。]
9.(1)nBIL　方向水平向右　(2)nBILv
解析　(1)由安培力的計算公式F＝BIL及左手定則可知，線圈前、后兩邊受到的安培力大小相等，方向相反，兩力的合力為零；左邊不受安培力；右邊受到的安培力的方向水平向右，因為線圈所在的平面與磁場的方向垂直，所以線圈所受安培力的大小F＝nBIL。
(2)線圈在安培力的作用下向右運(yùn)動，根據(jù)功率的表達(dá)式可得P＝Fv＝nBILv。
10.BCD　[通過液體的電流方向由邊緣指向中心，器皿所在處的磁場方向豎直向上，由左手定則可知，從上向下看，液體受到的安培力方向沿逆時針方向，因此液體沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)，故A錯誤；電壓表的示數(shù)為1.5 V，則根據(jù)閉合電路的歐姆定律得E＝U＋I(xiàn)R0＋I(xiàn)r，所以電路中的電流為I＝＝ A＝0.3 A，液體所受的安培力大小為F＝IaB＝0.3×0.05×0.1 N＝1.5×10－3 N，故B正確；玻璃皿中兩電極間液體的等效電阻為R＝0.9 Ω，則液體熱功率為P熱＝I2R＝0.32×0.9 W＝0.081 W，故C正確；10 s末液體的動能等于安培力對液體做的功，通過液體的電流的功率P＝UI＝1.5×0.3 W＝0.45 W，所以閉合開關(guān)10 s，液體具有的動能是Ek＝W－Q熱＝(P－P熱)t＝(0.45－0.081)×10 J＝3.69 J，故D正確。]第2節(jié)　安培力的應(yīng)用
學(xué)習(xí)目標(biāo)　1.能用安培力解釋一些物理現(xiàn)象，了解安培力在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。2.了解直流電動機(jī)、電磁炮、磁電式電流表的工作原理。
知識點一　直流電動機(jī)
如圖所示，生活中不少設(shè)備裝配了直流電動機(jī)，請結(jié)合上節(jié)課學(xué)到的知識，簡單敘述一下這些設(shè)備是如何“動”起來的。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.直流電動機(jī)的組成
直流電動機(jī)由磁場(磁體)、轉(zhuǎn)動______、滑環(huán)、______等組成，由直流電源供電，工作模型如圖所示。
2.直流電動機(jī)的工作原理
(1)滑環(huán)分成兩個半圓環(huán)A與B，它們相互絕緣。當(dāng)電流由A流入時，則從B流出；當(dāng)電流由B流入時，則從A流出。因此滑環(huán)在其中起了一個________的作用。
(2)當(dāng)線圈通電后，由于受到安培力的作用，線圈在磁場中旋轉(zhuǎn)起來，并且每轉(zhuǎn)半圈，線圈內(nèi)________方向就變換一次，從而可以連續(xù)轉(zhuǎn)動，如圖所示。
通電線圈在磁場中受到一對安培力的作用
3.電動機(jī)的能量轉(zhuǎn)化
實際應(yīng)用中既有直流電動機(jī)，也有交流電動機(jī)，雖然它們有多種形式，結(jié)構(gòu)各不相同，但都是利用________力做功把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。
例1 (多選)某同學(xué)自制的簡易電動機(jī)示意圖如圖所示。矩形線圈由一根漆包線繞制而成，漆包線的兩端分別從線圈的一組對邊的中間位置引出，并作為線圈的轉(zhuǎn)軸。將線圈架在兩個金屬支架之間，線圈平面位于豎直面內(nèi)，永磁鐵置于線圈下方。為了使電池與兩金屬支架連接后線圈能連續(xù)轉(zhuǎn)動起來，該同學(xué)應(yīng)將(　　)
A.左、右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆都刮掉
B.左、右轉(zhuǎn)軸上下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉
C.左轉(zhuǎn)軸上側(cè)的絕緣漆刮掉，右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆刮掉
D.左轉(zhuǎn)軸上下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉，右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆刮掉
聽課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
訓(xùn)練1 如圖所示為直流電動機(jī)的示意圖，當(dāng)它接通不計內(nèi)阻的直流電源后，從上而下看去，線圈沿順時針方向轉(zhuǎn)動。則電源的極性為(　　)
A.A正B負(fù)
B.B正A負(fù)
C.沒有要求
D.無法判斷
知識點二　電磁炮
1.電磁炮
也叫作軌道炮，是利用電磁系統(tǒng)中的__________力發(fā)射彈丸的一種先進(jìn)的動能殺傷性武器，分為電磁軌道炮、電磁線圈炮和重接炮三類。
2.電磁炮的原理
如圖所示是電磁軌道炮發(fā)射的基本原理圖，其中兩條平行的金屬導(dǎo)軌A和B充當(dāng)傳統(tǒng)火炮的炮管，彈丸放置在兩導(dǎo)軌間，它與兩導(dǎo)軌間接觸良好且摩擦很小。當(dāng)兩導(dǎo)軌接入電源時，強(qiáng)大的電流I從導(dǎo)軌A流入，經(jīng)彈丸從另一導(dǎo)軌B流回，兩導(dǎo)軌中的強(qiáng)電流在兩導(dǎo)軌間產(chǎn)生強(qiáng)磁場，彈丸在安培力作用下以很大的加速度做加速運(yùn)動，最終高速發(fā)射出去。
3.電磁炮的優(yōu)點
(1)彈丸體積小，重量輕，方便攜帶。
(2)飛行時的空氣阻力很小，發(fā)射穩(wěn)定性好，初速度大，射程________，精度________。
(3)安全隱患小。
【思考】
電磁炮的原理并不復(fù)雜，為什么在過去的實戰(zhàn)中我們很少見到它的身影呢？它的主要技術(shù)難點會在哪里？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
例2 電磁炮是利用電磁發(fā)射技術(shù)制成的一種先進(jìn)的動能殺傷性武器。如圖所示為某款電磁炮的軌道，該軌道長10 m，寬2 m。若發(fā)射質(zhì)量為100 g的彈丸，從軌道左端以初速度為零開始加速，當(dāng)回路中的電流恒為100 A時，最大速度可達(dá)2 km/s，假設(shè)軌道間磁場為勻強(qiáng)磁場，不計空氣及摩擦阻力。下列說法正確的是(　　)
A.磁場方向豎直向下
B.磁場方向為水平向右
C.彈丸的加速度大小為4×105 m/s2
D.磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為100 T
聽課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
知識點三　磁電式電流表
1.磁電式電流表的結(jié)構(gòu)如圖甲所示。
2.輻向磁場的特點：磁場內(nèi)同一圓周上的任何位置，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小都________，方向總是沿________方向，如圖乙所示。
3.磁電式電流表的工作原理：當(dāng)有待測電流通過線圈時，磁場就對線圈產(chǎn)生安培力，使它偏轉(zhuǎn)。線圈偏轉(zhuǎn)時，游絲發(fā)生形變，產(chǎn)生的彈力，阻止線圈繼續(xù)偏轉(zhuǎn)。線圈偏轉(zhuǎn)的角度越大，游絲的形變越厲害，彈力就越大，當(dāng)彈力和安培力的作用使線圈達(dá)到平衡時，指針?biāo)傅奈恢镁头从吵龃郎y電流的大小。
線圈中的電流方向改變時，安培力的方向隨著改變，指針的偏轉(zhuǎn)方向也隨著改變。所以根據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)方向，可以知道被測電流的方向。
4.磁電式電表的優(yōu)缺點
優(yōu)點：靈敏度高，可以測出很弱的電流；
缺點：對過載很敏感，如果通過的電流超過允許值，很容易被燒壞。
例3 磁電式電流表的結(jié)構(gòu)示意圖如圖甲所示，蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場均勻輻向分布。如圖乙所示，邊長為L的正方形線圈中通以電流I，線圈中的某一條a導(dǎo)線中電流方向垂直紙面向外，b導(dǎo)線中電流方向垂直紙面向里，a、b兩條導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。則(　　)
A.該磁場是勻強(qiáng)磁場
B.穿過該線圈的磁通量為BL2
C.a導(dǎo)線受到的安培力方向向下
D.b導(dǎo)線受到的安培力大小為ILB
聽課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
訓(xùn)練2 (多選)以下關(guān)于磁電式電流表的說法正確的是(　　)
A.線圈平面跟磁感線平行
B.通電線圈中的電流越大，指針偏轉(zhuǎn)角度也越大
C.在線圈轉(zhuǎn)動的范圍內(nèi)，各處的磁場都是勻強(qiáng)磁場
D.在線圈轉(zhuǎn)動的范圍內(nèi)，線圈所受安培力與電流有關(guān)，而與所處位置無關(guān)
隨堂對點自測
1.(直流電動機(jī))下列關(guān)于直流電動機(jī)的說法錯誤的是(　　)
A.安培力使直流電動機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動
B.直流電動機(jī)是一種將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置
C.直流電動機(jī)的換向器的作用是不斷改變磁場的方向
D.直流電動機(jī)的換向器的作用是不斷改變線圈中電流的方向
2.(電磁炮)電磁彈射就是采用電磁的能量來推動被彈射的物體向外運(yùn)動，電磁炮就是利用電磁彈射的原理工作的。電磁炮的原理如圖所示，則炮彈導(dǎo)體滑塊受到的安培力的方向是(　　)
A.豎直向上 B.豎直向下
C.水平向左 D.水平向右
3.(磁電式電流表)磁電式電流表的構(gòu)造如圖甲所示，在蹄形磁鐵的兩磁極間有一個可以繞軸轉(zhuǎn)動的線圈，轉(zhuǎn)軸上裝有螺旋彈簧和指針。蹄形磁鐵和鐵芯間有均勻輻向分布的磁場，如圖乙所示。當(dāng)電流通過線圈時，線圈在安培力的作用下轉(zhuǎn)動，螺旋彈簧被扭轉(zhuǎn)，線圈停止轉(zhuǎn)動時滿足NISB＝kθ，式中N為線圈的匝數(shù)，S為線圈的面積，I為通過線圈的電流，B為磁感應(yīng)強(qiáng)度，θ為線圈(指針)的偏轉(zhuǎn)角，k是與螺旋彈簧有關(guān)的常量。不考慮電磁感應(yīng)現(xiàn)象，由題中的信息可知(　　)
A.該電流表的刻度是均勻的
B.線圈轉(zhuǎn)動過程中受到的安培力的大小變大
C.若線圈中通以如圖乙所示的電流時，線圈將沿逆時針方向轉(zhuǎn)動
D.更換k值更大的螺旋彈簧，可以增大電流表的靈敏度
第2節(jié)　安培力的應(yīng)用
知識點一
導(dǎo)學(xué)　提示　直流電動機(jī)是利用安培力使通電線圈轉(zhuǎn)動起來的。
知識梳理
1.線圈　電刷　2.(1)換向器　(2)電流　3.安培
例1 AD　[若將左、右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆都刮掉，這樣當(dāng)線圈在題圖所示位置時，線圈的上、下邊受水平方向的安培力而轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)過半周后電路中沒有電流通過，不受安培力的作用，由于慣性，線圈回到初始位置后再次受到同樣的安培力而使其轉(zhuǎn)動，選項A正確；若將左、右轉(zhuǎn)軸上、下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉，則當(dāng)線圈在題圖所示位置時，線圈的上、下邊受水平方向的安培力而轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)過半周后因受到相反方向的安培力而使其停止轉(zhuǎn)動，選項B錯誤；若將左轉(zhuǎn)軸上側(cè)的絕緣漆刮掉，右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆刮掉，電路不能接通，選項C錯誤；若將左轉(zhuǎn)軸上、下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉，右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆刮掉，這樣當(dāng)線圈在題圖所示位置時，線圈的上、下邊受水平方向的安培力而轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)過半周后電路不導(dǎo)通，由于慣性，線圈回到豎直平面，此時線圈再次受到同樣的安培力而使其轉(zhuǎn)動，選項D正確。]
訓(xùn)練1 A　[磁場方向向右，線圈順時針轉(zhuǎn)動，根據(jù)左手定則可知，線圈中電流方向為由A經(jīng)線圈流到B，故A為電源正極，B為負(fù)極，選項A正確。]
知識點二
1.安培　3.(2)遠(yuǎn)　高
[思考] 提示　作為發(fā)展中的高技術(shù)兵器，電磁炮的軍事用途十分廣泛，但也存在不少技術(shù)上的困難，主要困難：要求電源在極短的時間里為電磁炮提供巨大的能量，因此必須附有復(fù)雜的儲能設(shè)備及轉(zhuǎn)換開關(guān)。如果要把電磁炮應(yīng)用到車輛、艦船等移動發(fā)射裝置上，技術(shù)難度更高。
例2 D　[回路中電流方向如題圖所示，則根據(jù)安培定則可知，磁場方向應(yīng)豎直向上，故A、B錯誤；由題意可知，彈丸的最大速度v＝2 km/s，加速距離x＝10 m，由速度和位移關(guān)系可知v2＝2ax，解得加速度大小a＝2×105 m/s2，由牛頓第二定律可得F＝ma，又F＝ILB，聯(lián)立解得B＝100 T，故C錯誤，D正確。]
知識點三
2.相等　半徑
例3 D　[勻強(qiáng)磁場的磁感線應(yīng)該是一系列平行且間距相等的平行直線，方向相同，A錯誤；線圈平面與磁感線平行，故穿過線圈的磁通量為零，B錯誤；a導(dǎo)線中電流方向垂直紙面向外，該處磁場方向向右，根據(jù)左手定則，知安培力方向向上，C錯誤；導(dǎo)線b始終與磁感線垂直，故受到的安培力大小一直為ILB，D正確。]
訓(xùn)練2 ABD　[磁電式電流表內(nèi)磁場是均勻輻向分布的磁場，不管線圈轉(zhuǎn)到什么位置，它的平面都跟磁感線平行，線圈所在各處磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向不同，所以安培力與電流大小有關(guān)而與所處位置無關(guān)，電流越大，安培力越大，指針轉(zhuǎn)過的角度越大，選項A、B、D正確，C錯誤。]
隨堂對點自測
1.C　[安培力使直流電動機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，A正確；直流電動機(jī)通過安培力做功將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，B正確；直流電動機(jī)的換向器使線圈每轉(zhuǎn)動半圈，線圈中電流的方向改變一次，從而實現(xiàn)線圈的連續(xù)轉(zhuǎn)動，C錯誤，D正確。]
2.C　[根據(jù)左手定則可知，炮彈導(dǎo)體滑塊受到的安培力方向水平向左，C正確。]
3.A　[磁場是均勻輻向分布的，線圈轉(zhuǎn)動過程中各個位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不變，受到的安培力大小不變，B錯誤；根據(jù)題意知，線圈停止轉(zhuǎn)動時滿足NISB＝kθ，則θ＝I，可知線圈(指針)偏轉(zhuǎn)角與通過線圈的電流成正比，則該電流表的刻度是均勻的，故A正確；若線圈中通以如題圖乙所示的電流，根據(jù)左手定則，左側(cè)邊受安培力方向向上，右側(cè)邊受安培力方向向下，線圈順時針轉(zhuǎn)動，故C錯誤；當(dāng)線圈停止轉(zhuǎn)動時有NISB＝kθ，則＝，更換k值更大的螺旋彈簧，則＝減小，故靈敏度降低，故D錯誤。](共47張PPT)
第2節(jié)　安培力的應(yīng)用
第一章　磁場對電流的作用
1.能用安培力解釋一些物理現(xiàn)象，了解安培力在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。
2.了解直流電動機(jī)、電磁炮、磁電式電流表的工作原理。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
目 錄
CONTENTS
知識點
01
隨堂對點自測
02
課后鞏固訓(xùn)練
03
知識點
1
知識點二　電磁炮
知識點一　直流電動機(jī)
知識點三　磁電式電流表
知識點一　直流電動機(jī)
如圖所示，生活中不少設(shè)備裝配了直流電動機(jī)，請結(jié)合上節(jié)課學(xué)到的知識，簡單敘述一下這些設(shè)備是如何“動”起來的。
提示　直流電動機(jī)是利用安培力使通電線圈轉(zhuǎn)動起來的。
1.直流電動機(jī)的組成
直流電動機(jī)由磁場(磁體)、轉(zhuǎn)動______、滑環(huán)、______等組成，由直流電源供電，工作模型如圖所示。
線圈
電刷
2.直流電動機(jī)的工作原理
(1)滑環(huán)分成兩個半圓環(huán)A與B，它們相互絕緣。當(dāng)電流由A流入時，則從B流出；當(dāng)電流由B流入時，則從A流出。因此滑環(huán)在其中起了一個________的作用。
(2)當(dāng)線圈通電后，由于受到安培力的作用，線圈在磁場中旋轉(zhuǎn)起來，并且每轉(zhuǎn)半圈，線圈內(nèi)______方向就變換一次，從而可以連續(xù)轉(zhuǎn)動，如圖所示。
換向器
電流
通電線圈在磁場中受到一對安培力的作用
3.電動機(jī)的能量轉(zhuǎn)化
實際應(yīng)用中既有直流電動機(jī)，也有交流電動機(jī)，雖然它們有多種形式，結(jié)構(gòu)各不相同，但都是利用______力做功把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。
安培
AD
例1 (多選)某同學(xué)自制的簡易電動機(jī)示意圖如圖所示。矩形線圈由一根漆包線繞制而成，漆包線的兩端分別從線圈的一組對邊的中間位置引出，并作為線圈的轉(zhuǎn)軸。將線圈架在兩個金屬支架之間，線圈平面位于豎直面內(nèi)，永磁鐵置于線圈下方。為了使電池與兩金屬支架連接后線圈能連續(xù)轉(zhuǎn)動起來，該同學(xué)應(yīng)將(　　)
A.左、右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆都刮掉
B.左、右轉(zhuǎn)軸上下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉
C.左轉(zhuǎn)軸上側(cè)的絕緣漆刮掉，右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆刮掉
D.左轉(zhuǎn)軸上下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉，右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆刮掉
解析　若將左、右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆都刮掉，這樣
當(dāng)線圈在題圖所示位置時，線圈的上、下邊受水平
方向的安培力而轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)過半周后電路中沒有電流
通過，不受安培力的作用，由于慣性，線圈回到初
始位置后再次受到同樣的安培力而使其轉(zhuǎn)動，選項
A正確；若將左、右轉(zhuǎn)軸上、下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉，則當(dāng)線圈在題圖所示位置時，線圈的上、下邊受水平方向的安培力而轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)過半周后因受到相反方向的安培力而使其停止轉(zhuǎn)動，選項B錯誤；若將左轉(zhuǎn)軸上側(cè)的絕緣漆刮掉，右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆刮掉，電路不能接通，選項C錯誤；若將左轉(zhuǎn)軸上、下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉，右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆刮掉，這樣當(dāng)線圈在題圖所示位置時，線圈的上、下邊受水平方向的安培力而轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)過半周后電路不導(dǎo)通，由于慣性，線圈回到豎直平面，此時線圈再次受到同樣的安培力而使其轉(zhuǎn)動，選項D正確。
A
訓(xùn)練1 如圖所示為直流電動機(jī)的示意圖，當(dāng)它接通不計內(nèi)阻的直流電源后，從上而下看去，線圈沿順時針方向轉(zhuǎn)動。則電源的極性為(　　)
A.A正B負(fù) B.B正A負(fù)
C.沒有要求 D.無法判斷
解析　磁場方向向右，線圈順時針轉(zhuǎn)動，根據(jù)左手定則可知，線圈中電流方向為由A經(jīng)線圈流到B，故A為電源正極，B為負(fù)極，選項A正確。
知識點二　電磁炮
1.電磁炮
也叫作軌道炮，是利用電磁系統(tǒng)中的安培力發(fā)射彈丸的一種先進(jìn)的動能殺傷性武器，分為電磁軌道炮、電磁線圈炮和重接炮三類。
2.電磁炮的原理
如圖所示是電磁軌道炮發(fā)射的基本原理圖，其中兩條平行的金屬導(dǎo)軌A和B充當(dāng)傳統(tǒng)火炮的炮管，彈丸放置在兩導(dǎo)軌間，它與兩導(dǎo)軌間接觸良好且摩擦很小。當(dāng)兩導(dǎo)軌接入電源時，強(qiáng)大的電流I從導(dǎo)軌A流入，經(jīng)彈丸從另一導(dǎo)軌B流回，兩導(dǎo)軌中的強(qiáng)電流在兩導(dǎo)軌間產(chǎn)生強(qiáng)磁場，彈丸在安培力作用下以很大的加速度做加速運(yùn)動，最終高速發(fā)射出去。
3.電磁炮的優(yōu)點
(1)彈丸體積小，重量輕，方便攜帶。
(2)飛行時的空氣阻力很小，發(fā)射穩(wěn)定性好，初速度大，射程____，精度____。
(3)安全隱患小。
遠(yuǎn)
高
【思考】
電磁炮的原理并不復(fù)雜，為什么在過去的實戰(zhàn)中我們很少見到它的身影呢？它的主要技術(shù)難點會在哪里？
提示　作為發(fā)展中的高技術(shù)兵器，電磁炮的軍事用途十分廣泛，但也存在不少技術(shù)上的困難，主要困難：要求電源在極短的時間里為電磁炮提供巨大的能量，因此必須附有復(fù)雜的儲能設(shè)備及轉(zhuǎn)換開關(guān)。如果要把電磁炮應(yīng)用到車輛、艦船等移動發(fā)射裝置上，技術(shù)難度更高。
D
例2 電磁炮是利用電磁發(fā)射技術(shù)制成的一種先進(jìn)的動能殺傷性武器。如圖所示為某款電磁炮的軌道，該軌道長10 m，寬2 m。若發(fā)射質(zhì)量為100 g的彈丸，從軌道左端以初速度為零開始加速，當(dāng)回路中的電流恒為100 A時，最大速度可達(dá)2 km/s，假設(shè)軌道間磁場為勻強(qiáng)磁場，不計空氣及摩擦阻力。下列說法正確的是(　　)
A.磁場方向豎直向下
B.磁場方向為水平向右
C.彈丸的加速度大小為4×105 m/s2
D.磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為100 T
解析　回路中電流方向如題圖所示，則根據(jù)安培定則可知，磁場方向應(yīng)豎直向上，故A、B錯誤；由題意可知，彈丸的最大速度v＝2 km/s，加速距離x＝10 m，由速度和位移關(guān)系可知v2＝2ax，解得加速度大小a＝2×105 m/s2，由牛頓第二定律可得F＝ma，又F＝ILB，聯(lián)立解得B＝100 T，故C錯誤，D正確。
知識點三　磁電式電流表
1.磁電式電流表的結(jié)構(gòu)如圖甲所示。
2.輻向磁場的特點：磁場內(nèi)同一圓周上的任何位置，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小都______，方向總是沿______方向，如圖乙所示。
3.磁電式電流表的工作原理：當(dāng)有待測電流通過線圈時，磁場就對線圈產(chǎn)生安培力，使它偏轉(zhuǎn)。線圈偏轉(zhuǎn)時，游絲發(fā)生形變，產(chǎn)生的彈力，阻止線圈繼續(xù)偏轉(zhuǎn)。線圈偏轉(zhuǎn)的角度越大，游絲的形變越厲害，彈力就越大，當(dāng)彈力和安培力的作用使線圈達(dá)到平衡時，指針?biāo)傅奈恢镁头从吵龃郎y電流的大小。
線圈中的電流方向改變時，安培力的方向隨著改變，指針的偏轉(zhuǎn)方向也隨著改變。所以根據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)方向，可以知道被測電流的方向。
相等
半徑
4.磁電式電表的優(yōu)缺點
優(yōu)點：靈敏度高，可以測出很弱的電流；
缺點：對過載很敏感，如果通過的電流超過允許值，很容易被燒壞。
D
例3 磁電式電流表的結(jié)構(gòu)示意圖如圖甲所示，蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場均勻輻向分布。如圖乙所示，邊長為L的正方形線圈中通以電流I，線圈中的某一條a導(dǎo)線中電流方向垂直紙面向外，b導(dǎo)線中電流方向垂直紙面向里，a、b兩條導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。則(　　)
A.該磁場是勻強(qiáng)磁場
B.穿過該線圈的磁通量為BL2
C.a導(dǎo)線受到的安培力方向向下
D.b導(dǎo)線受到的安培力大小為ILB
解析　勻強(qiáng)磁場的磁感線應(yīng)該是一系列平行且間距相等的平行直線，方向相同，A錯誤；線圈平面與磁感線平行，故穿過線圈的磁通量為零，B錯誤；a導(dǎo)線中電流方向垂直紙面向外，該處磁場方向向右，根據(jù)左手定則，知安培力方向向上，C錯誤；導(dǎo)線b始終與磁感線垂直，故受到的安培力大小一直為ILB，D正確。
ABD
訓(xùn)練2 (多選)以下關(guān)于磁電式電流表的說法正確的是(　　 )
A.線圈平面跟磁感線平行
B.通電線圈中的電流越大，指針偏轉(zhuǎn)角度也越大
C.在線圈轉(zhuǎn)動的范圍內(nèi)，各處的磁場都是勻強(qiáng)磁場
D.在線圈轉(zhuǎn)動的范圍內(nèi)，線圈所受安培力與電流有關(guān)，而與所處位置無關(guān)
解析　磁電式電流表內(nèi)磁場是均勻輻向分布的磁場，不管線圈轉(zhuǎn)到什么位置，它的平面都跟磁感線平行，線圈所在各處磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向不同，所以安培力與電流大小有關(guān)而與所處位置無關(guān)，電流越大，安培力越大，指針轉(zhuǎn)過的角度越大，選項A、B、D正確，C錯誤。
隨堂對點自測
2
C
1.(直流電動機(jī))下列關(guān)于直流電動機(jī)的說法錯誤的是(　　)
A.安培力使直流電動機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動
B.直流電動機(jī)是一種將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置
C.直流電動機(jī)的換向器的作用是不斷改變磁場的方向
D.直流電動機(jī)的換向器的作用是不斷改變線圈中電流的方向
解析　安培力使直流電動機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，A正確；直流電動機(jī)通過安培力做功將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，B正確；直流電動機(jī)的換向器使線圈每轉(zhuǎn)動半圈，線圈中電流的方向改變一次，從而實現(xiàn)線圈的連續(xù)轉(zhuǎn)動，C錯誤，D正確。
C
2.(電磁炮)電磁彈射就是采用電磁的能量來推動被彈射的物體向外運(yùn)動，電磁炮就是利用電磁彈射的原理工作的。電磁炮的原理如圖所示，則炮彈導(dǎo)體滑塊受到的安培力的方向是(　　)
A.豎直向上 B.豎直向下
C.水平向左 D.水平向右
解析　根據(jù)左手定則可知，炮彈導(dǎo)體滑塊受到的安培力方向水平向左，C正確。
A
3.(磁電式電流表)磁電式電流表的構(gòu)造如圖甲所示，在蹄形磁鐵的兩磁極間有一個可以繞軸轉(zhuǎn)動的線圈，轉(zhuǎn)軸上裝有螺旋彈簧和指針。蹄形磁鐵和鐵芯間有均勻輻向分布的磁場，如圖乙所示。當(dāng)電流通過線圈時，線圈在安培力的作用下轉(zhuǎn)動，螺旋彈簧被扭轉(zhuǎn)，線圈停止轉(zhuǎn)動時滿足NISB＝kθ，式中N為線圈的匝數(shù)，S為線圈的面積，I為通過線圈的電流，B為磁感應(yīng)強(qiáng)度，θ為線圈(指針)的偏轉(zhuǎn)角，k是與螺旋彈簧有關(guān)的常量。不考慮電磁感應(yīng)現(xiàn)象，由題中的信息可知(　　)
課后鞏固訓(xùn)練
3
B
題組一　直流電動機(jī)
1.如圖甲為市面上常見的一種電動車，圖乙為這種電動車的電動機(jī)的工作示意圖。電動機(jī)電路兩端電壓為10 V，額定功率為200 W，A、B為線圈上的兩點。下列選項中不正確的是(　　)
對點題組練
A.在額定功率下運(yùn)行時，電動機(jī)電路中的電流大小為20 A
B.電刷a接入電路正極，電刷b接入電路負(fù)極
C.A點與B點間電流方向在不斷變化
D.直流電源可以驅(qū)動該電動機(jī)正常工作
解析　電動機(jī)的電功率表達(dá)式為P＝UI，代入數(shù)據(jù)解得I＝20 A，A項正確；磁場方向在磁體外部由N極指向S極，由電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向可知，AB段受力方向向上，再由左手定則可知，電流方向由A指向B，故電刷b接入電路正極，電刷a接入電路負(fù)極，B項錯誤；電動機(jī)轉(zhuǎn)過180°后兩半銅環(huán)所接電刷互換，A、B間電流方向改變，依次類推可知，A點與B點間電流方向不斷改變，C項正確；直流電源可以驅(qū)動該電動機(jī)正常工作，D項正確。
AC
題組二　電磁炮
2.(多選)電磁炮是一種理想兵器，它的主要原理如圖所示，1982年澳大利亞國立大學(xué)成功研制出能把2.2 g的彈體(包括金屬桿MN的質(zhì)量)加速到10 km/s的電磁炮(常規(guī)炮彈的速度大小約為2 km/s)。若軌道寬2 m，長100 m，通過金屬桿的電流恒為10 A，不計軌道摩擦，則(　　)
A.垂直軌道平面的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為55 T
B.垂直軌道平面的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為5.5×104 T
C.該電磁炮工作時磁場力的最大功率為1.1×104 kW
D.該電磁炮裝置中對磁場方向和電流方向的關(guān)系沒有要求
ABD
題組三　磁電式電流表
3.(多選)下列關(guān)于磁電式電流表的說法中正確的是(　　 )
A.指針穩(wěn)定后，螺旋彈簧形變產(chǎn)生的阻礙效果與線圈受到的安培力的轉(zhuǎn)動效果方向是相反的
B.通電線圈中的電流越大，電流表指針的偏轉(zhuǎn)角度越大
C.在線圈轉(zhuǎn)動的范圍內(nèi)，各處的磁場都是勻強(qiáng)磁場
D.在線圈轉(zhuǎn)動的范圍內(nèi)，線圈所受安培力大小與電流大小有關(guān)，與所處位置無關(guān)
解析　螺旋彈簧形變產(chǎn)生的阻礙效果與線圈受到的安培力的轉(zhuǎn)動效果方向相反，線圈才能停止轉(zhuǎn)動，使指針穩(wěn)定；電流表內(nèi)磁場是均勻輻射磁場，在線圈轉(zhuǎn)動的范圍內(nèi)，不管線圈轉(zhuǎn)到什么角度，它的平面都跟磁感線平行，線圈所在各處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，但方向不同，所以安培力大小與電流大小有關(guān)而與所處位置無關(guān)，電流越大，安培力越大，指針轉(zhuǎn)過的角度越大，則A、B、D正確，C錯誤。
ABD
4.(多選)實驗室經(jīng)常使用的電流表是磁電式電流表。這種電流表的構(gòu)造如圖甲所示。蹄形磁體和鐵芯間的磁場是均勻輻向分布的。若線圈中通以如圖乙所示的電流，則下列說法中正確的是(　　 )
A.在量程內(nèi)指針轉(zhuǎn)至任一角度，線圈平面都跟磁感線平行
B.線圈轉(zhuǎn)動時，螺旋彈簧被扭動，阻礙線圈轉(zhuǎn)動
C.當(dāng)線圈在如圖乙所示的位置時，b端受到的安培力方向向上
D.當(dāng)線圈在如圖乙所示的位置時，安培力的作用使線圈沿順時針方向轉(zhuǎn)動
解析　由于磁場輻向分布，且線圈與鐵芯共軸，故線圈平面總是與磁感線平行，故A正確；通有電流時，線圈在安培力的作用下轉(zhuǎn)動，從而使螺旋彈簧發(fā)生形變，螺旋彈簧因為形變而產(chǎn)生阻礙線圈轉(zhuǎn)動的力，故B正確；由左手定則知，b端受到的安培力方向向下，a端受到的安培力方向向上，安培力的作用將使線圈沿順時針方向轉(zhuǎn)動，故C錯誤，D正確。
B
5.(2023·廣東惠州一中月考)所謂電流表的靈敏度，是指在通入相同電流的情況下，指針偏轉(zhuǎn)角度的大小。偏轉(zhuǎn)角度越大，靈敏度越高。下列關(guān)于提高磁電式電流表靈敏度的方法不正確的是(　　)
A.增強(qiáng)永久磁體的磁性 B.增大螺旋彈簧的勁度系數(shù)
C.增大線圈沿軸線的長度 D.增加線圈的匝數(shù)
綜合提升練
解析　通電線圈在磁場中轉(zhuǎn)動時，螺旋彈簧變形，反抗線圈的轉(zhuǎn)動。電流越大，所受安培力就越大，螺旋彈簧的形變也就越大。要提高電流表的靈敏度，就要在通入相同的電流時，讓指針的偏轉(zhuǎn)角度增大。所以應(yīng)該減小螺旋彈簧的勁度系數(shù)，或者保持電流大小不變使安培力變大。增強(qiáng)永久磁體的磁性、增大線圈沿軸線的長度和增加線圈的匝數(shù)，均可使安培力增大，B正確。
C
6.如圖所示，質(zhì)量m＝0.5 kg的通電導(dǎo)體棒在安培力作用下靜止在傾角為37°、寬度L＝1 m的光滑絕緣框架上，磁場方向垂直于框架平面向下(磁場僅存在于絕緣框架內(nèi))。右側(cè)回路中，電源的電動勢E＝8 V、內(nèi)阻r＝1 Ω，額定功率為8 W、額定電壓為4 V的電動機(jī)M正常工作，取sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度g取10 m/s2，則磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為(　　)
A.2 T B.1.73 T 　
C.1.5 T 　 D.1 T
BD
7.(多選)如圖所示，處在勻強(qiáng)磁場中的通電矩形線圈平面跟磁感線平行，線圈在磁場力的作用下從靜止開始轉(zhuǎn)動，已知線圈中電流強(qiáng)度大小不變。不計摩擦等機(jī)械損耗，則下列說法正確的是(　　)
A.在線圈轉(zhuǎn)過90°的過程中，垂直紙面的每條邊受到的磁場力逐漸減小
B.在線圈轉(zhuǎn)過90°的過程中，垂直紙面的每條邊受到的磁場力大小不變
C.線圈將朝一個方向一直轉(zhuǎn)動下去
D.線圈從圖示位置朝一個方向每轉(zhuǎn)過180°就倒轉(zhuǎn)
解析　線圈轉(zhuǎn)動過程中I與B始終垂直，故F大小不變，選項A錯誤，B正確；轉(zhuǎn)過180°角時，左右導(dǎo)線位置互換，故線圈會倒轉(zhuǎn)，選項C錯誤，D正確。
AB
8.(多選)(2024·重慶市南坪中學(xué)期末)常導(dǎo)磁吸式(EMS)利
用裝在車輛兩側(cè)轉(zhuǎn)向架上的常導(dǎo)電磁線圈和鋪設(shè)在線路
導(dǎo)軌上的磁鐵，在兩者的相互作用下產(chǎn)生的吸引力使車
輛浮起，軌道磁鐵受列車速度影響，速度大磁性強(qiáng)，軌
道磁鐵外部磁感應(yīng)強(qiáng)度隨距離增大而減小。車體運(yùn)行時，
通過精確控制車身線圈中的電流I磁，形成穩(wěn)定的吸引力，使車體與軌道之間始終保持10 mm的懸浮間隙，如圖所示。下列選項正確的是(　　)
A.車身懸浮時受到的豎直方向安培力等于重力
B.當(dāng)懸浮間隙小于10 mm時，應(yīng)增大電流I磁使之恢復(fù)
C.車體滿載時懸浮較空載所需的電流I磁較小
D.列車高速時更難懸浮
解析　根據(jù)平衡條件可知車身懸浮時受到的安培力大小等于重力，A正確；當(dāng)懸浮間隙小于10 mm時，應(yīng)增大電流I磁，從而增大向上的安培力，使之恢復(fù)，B正確；車體滿載時會使車重增加，要增大安培力穩(wěn)定懸浮，根據(jù)F＝ILB可知，應(yīng)增大電流，即車體滿載時懸浮所需的電流I磁較大，C錯誤；軌道磁鐵受列車速度影響，速度大，磁性強(qiáng)，根據(jù)F＝ILB，安培力增大，更容易磁懸浮，D錯誤。
9.音圈電機(jī)是一種應(yīng)用于硬盤、光驅(qū)等系統(tǒng)的特殊電動機(jī)。如圖是某音圈電機(jī)的原理示意圖，它由一對正對的磁極和一個方形剛性線圈構(gòu)成，線圈邊長為L，匝數(shù)為n，磁極正對區(qū)域內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于線圈平面豎直向下，大小為B，區(qū)域外的磁場忽略不計。線圈左邊始終在磁場外，右邊始終在磁場內(nèi)，前后兩邊的磁場內(nèi)的長度始終相等。某時刻線圈中的電流從P流向Q，大小為I。
(1)求此時線圈所受安培力的大小和方向；
(2)若此時線圈水平向右運(yùn)動的速度大小為v，求安培力的功率。
答案　(1)nBIL　方向水平向右　(2)nBILv
解析　(1)由安培力的計算公式F＝BIL及左手定則
可知，線圈前、后兩邊受到的安培力大小相等，
方向相反，兩力的合力為零；左邊不受安培力；
右邊受到的安培力的方向水平向右，因為線圈所
在的平面與磁場的方向垂直，所以線圈所受安培力的大小F＝nBIL。
(2)線圈在安培力的作用下向右運(yùn)動，根據(jù)功率的表達(dá)式可得P＝Fv＝nBILv。
BCD
10.(多選)如圖所示，某同學(xué)在玻璃皿中心放一個圓柱形電極接電源的負(fù)極，沿邊緣放一個圓環(huán)形電極接電源的正極，做“旋轉(zhuǎn)的液體”實驗，若蹄形磁鐵兩極間正對部分的磁場可視為勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B＝0.1 T，玻璃皿橫截面的半徑為a＝0.05 m，電源的電動勢為E＝3 V，內(nèi)阻為r＝0.1 Ω，限流電阻R0＝4.9 Ω，玻璃皿中兩電極間液體的等效電阻為R＝0.9 Ω，閉合開關(guān)后，若液體旋轉(zhuǎn)時電壓表的示數(shù)為1.5 V，則(　　 )
培優(yōu)加強(qiáng)練
A.由上往下看，液體做順時針旋轉(zhuǎn)
B.液體所受的安培力大小為1.5×10－3 N
C.閉合開關(guān)后，液體熱功率為0.081 W
D.閉合開關(guān)10 s，液體具有的動能是3.69 J

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