第39頁(yè)（共39頁(yè)）2024-2025學(xué)年下學(xué)期高中物理教科版（2019）高二同步經(jīng)典題精練之安倍力的應(yīng)用一．選擇題（共5小題）1．（2024秋?龍華區(qū)期末）法拉第電動(dòng)機(jī)原理如圖，圓形水銀槽正下方豎直固定一強(qiáng)條形磁鐵，金屬桿斜插在水銀中，桿的上端與固定在水銀槽圓心正上方的鉸鏈相連。連接如圖的電源后，從上往下看，金屬桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）A．條形磁鐵的上端為N極 B．金屬桿上端改接電源正極，不會(huì)改變轉(zhuǎn)動(dòng)方向 C．改變電源電動(dòng)勢(shì)的大小，不會(huì)影響金屬桿轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢 D．此過(guò)程電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為100%2．（2024秋?溫州期末）圖甲為磁電式電流表的結(jié)構(gòu)圖，極靴和鐵質(zhì)圓柱間的磁場(chǎng)分布如圖乙所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小只與到轉(zhuǎn)軸的距離有關(guān)。測(cè)量某恒定電流時(shí)，線(xiàn)圈a、b兩邊的電流方向如圖乙所示，則下列說(shuō)法正確的是（）A．線(xiàn)圈將逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) B．線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，a邊所受安培力方向不變 C．線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，a邊所受安培力大小不變 D．線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，a邊與b邊所受安培力方向始終相同3．（2024秋?東城區(qū)期末）如圖甲所示是磁電式電流表的結(jié)構(gòu)示意圖，蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場(chǎng)是均勻輻向分布的，線(xiàn)圈中a、b兩條導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)均為L(zhǎng)，分別通以圖乙所示方向的電流I，兩條導(dǎo)線(xiàn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，則（）A．該磁場(chǎng)是勻強(qiáng)磁場(chǎng) B．在輻向磁場(chǎng)中磁感線(xiàn)總是與線(xiàn)圈平面垂直 C．線(xiàn)圈將逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng) D．a(chǎn)、b導(dǎo)線(xiàn)各自受到的安培力大小總為ILB4．（2023秋?鄂爾多斯期末）如圖所示，某單量程磁電式電表的基本組成部分是磁鐵（極靴）、線(xiàn)圈、鐵芯等，下列關(guān)于該磁電式電表的說(shuō)法中正確的是（）A．磁鐵極靴與鐵芯間的磁場(chǎng)是勻強(qiáng)磁場(chǎng) B．電表中通的電流越大，指針偏轉(zhuǎn)角度越大 C．電表里面的鐵芯是為了減小線(xiàn)圈與磁場(chǎng)間的作用 D．改變電流方向，指針偏轉(zhuǎn)方向不變5．（2023秋?普寧市期末）電磁軌道炮發(fā)射的基本原理圖如圖所示，兩條平行的金屬導(dǎo)軌充當(dāng)傳統(tǒng)火炮的炮管，彈丸放置在兩導(dǎo)軌之間，并與導(dǎo)軌保持良好接觸，當(dāng)電磁炮中通過(guò)如圖虛線(xiàn)所示的強(qiáng)電流時(shí)，軌道電流在彈丸處形成垂直于軌道平面的磁場(chǎng)，彈丸獲得很大的加速度，最終高速發(fā)射出去，下列說(shuō)法正確的是（）A．電磁炮的本質(zhì)是一種大功率的發(fā)電機(jī) B．若通入與圖示方向相反的電流，彈丸不能發(fā)射出去 C．其他條件不變的情況下，彈丸的質(zhì)量越小，發(fā)射速度越大 D．兩導(dǎo)軌中的強(qiáng)電流（如圖示）在導(dǎo)軌之間產(chǎn)生的磁場(chǎng)，方向豎直向下二．多選題（共4小題）（多選）6．（2024秋?吉林期末）實(shí)驗(yàn)室經(jīng)常使用的電流表是磁電式儀表，其原理示意圖如圖所示，兩磁極裝有極靴，極靴中間還有一個(gè)用軟鐵制成的圓柱形鐵芯，兩者之間有可轉(zhuǎn)動(dòng)的線(xiàn)圈。極靴與圓柱形鐵芯間的磁感線(xiàn)（部分）己畫(huà)出，a、b、c和d為磁場(chǎng)中的四個(gè)點(diǎn)，左、右兩側(cè)通電導(dǎo)線(xiàn)中的電流方向已標(biāo)出，下列說(shuō)法正確的是（）A．極靴與圓柱形鐵芯間的磁場(chǎng)是勻強(qiáng)磁場(chǎng) B．c、d兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相同 C．圖示左側(cè)通電導(dǎo)線(xiàn)受到的安培力向上 D．因?yàn)榇鸥芯€(xiàn)是閉合的，所以有大量磁感線(xiàn)通過(guò)圓柱形鐵芯（多選）7．（2023秋?十堰期末）電磁軌道炮彈體發(fā)射的工作原理如圖所示，待發(fā)射彈體可在兩平行軌道之間自由移動(dòng)，并與軌道保持良好接觸，恒定電流從一條軌道流入，通過(guò)導(dǎo)電彈體后從另一條軌道流回，軌道電流在彈體處可形成垂直于軌道面的磁場(chǎng)（可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)），磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與I成正比，靜止的通電彈體在軌道上受到安培力的作用而高速射出。現(xiàn)欲使彈體的出射速度增加至原來(lái)的2倍，理論上可采用的辦法是（）A．將彈體質(zhì)量減至原來(lái)的一半，有效軌道長(zhǎng)度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，其他量不變 B．只將電流增加至原來(lái)的2倍 C．只將彈體質(zhì)量減至原來(lái)的一半 D．只將軌道長(zhǎng)度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍（多選）8．（2023秋?鹽田區(qū)校級(jí)期末）如圖甲所示是電磁炮發(fā)射過(guò)程的情境圖，在發(fā)射過(guò)程中，可以簡(jiǎn)化為炮彈始終處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的豎直方向勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。不計(jì)一切阻力、不考慮炮彈切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。下列說(shuō)法中正確的有（）A．勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向?yàn)樨Q直向下 B．發(fā)射過(guò)程中安培力對(duì)炮彈做負(fù)功 C．若只增大電流，炮彈飛出速度將增大 D．若調(diào)換電源正負(fù)極并同時(shí)將磁場(chǎng)方向變?yōu)榉聪颍瑒t炮彈所受磁場(chǎng)力方向也會(huì)反向（多選）9．（2024?荔灣區(qū)校級(jí)三模）“電磁炮”是利用電磁力對(duì)彈體加速的新型武器，具有速度快效率高等優(yōu)點(diǎn)。如圖是“電磁炮”的原理結(jié)構(gòu)示意圖。光滑水平導(dǎo)軌電阻不計(jì)，寬為L(zhǎng)．在導(dǎo)軌間有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B．“電磁炮”彈體總質(zhì)量為m，其中彈體在軌道間的電阻為R．可控電源的內(nèi)阻為r，電源的電壓能自行調(diào)節(jié)，以保證“電磁炮”勻加速發(fā)射。在某次試驗(yàn)發(fā)射時(shí)，電源為加速?gòu)楏w提供的電流是I，不計(jì)空氣阻力。則（）A．彈體所受安培力大小為BIL B．彈體從靜止加速到v，軌道長(zhǎng)度至少為2mC．彈體從靜止加速到v的過(guò)程中電源提供的總能量為mvBLD．可控電源的電壓應(yīng)隨時(shí)間均勻增加，才能保證“電磁炮”勻加速發(fā)射三．填空題（共3小題）10．（2024秋?松江區(qū)校級(jí)月考）如圖所示是一種磁電式儀表的原理圖。P是帶指針繞在鐵芯上可轉(zhuǎn)動(dòng)的線(xiàn)圈，線(xiàn)圈置于磁場(chǎng)中，A、B為兩個(gè)接線(xiàn)柱。線(xiàn)圈所在的是磁場(chǎng)是（選填“勻強(qiáng)磁場(chǎng)”或“非勻強(qiáng)磁場(chǎng)”）；如指針向右偏轉(zhuǎn)，電流從哪個(gè)接線(xiàn)柱流入電表？。（選填“A”或“B”）11．（2024?松江區(qū)校級(jí)三模）圖是磁電式電表內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，該電表利用的物理原理是，寫(xiě)出一條能提高該電表的靈敏度措施是：。12．（2023秋?黃浦區(qū)校級(jí)月考）某同學(xué)搬運(yùn)如圖所示的磁電式電流表時(shí)，發(fā)現(xiàn)表針晃動(dòng)劇烈。按照老師建議，該同學(xué)在兩接線(xiàn)柱間接一根導(dǎo)線(xiàn)后再次搬運(yùn)，發(fā)現(xiàn)表針晃動(dòng)明顯減弱。接上導(dǎo)線(xiàn)后，表內(nèi)線(xiàn)圈（選填“受到”或“不受”）安培力的作用；未接導(dǎo)線(xiàn)時(shí)，表內(nèi)線(xiàn)圈（選填“產(chǎn)生”或“不產(chǎn)生”）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。四．解答題（共3小題）13．（2024秋?河?xùn)|區(qū)期末）甲圖所示電磁炮是一種先進(jìn)的武器，乙圖為某同學(xué)模擬電磁炮的原理圖。為了研究方便，將炮彈視為一個(gè)與導(dǎo)軌間距等長(zhǎng)的導(dǎo)體棒，其質(zhì)量m＝0.1kg、電阻R＝1Ω，固定在電阻不計(jì)、間距L＝0.5m的兩根平行傾斜導(dǎo)軌上。已知導(dǎo)軌平面與水平地面的夾角θ＝37°，導(dǎo)軌下端電源電動(dòng)勢(shì)E＝18V、內(nèi)阻r＝1Ω，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B＝0.2T、方向垂直于導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。將導(dǎo)體棒由靜止釋放，它最終從導(dǎo)軌上端發(fā)射出去。若導(dǎo)體棒的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.25，重力加速度大小g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：（1）導(dǎo)體棒釋放時(shí)所受安培力F的大小和方向；（2）導(dǎo)體棒釋放時(shí)加速度a的大小和方向。14．（2023秋?安徽期末）某公園的游樂(lè)場(chǎng)中引進(jìn)了電磁彈射兒童車(chē)項(xiàng)目，其裝置簡(jiǎn)化示意圖如圖所示。AA′BB′與CC′EE′是兩個(gè)寬度均為L(zhǎng)＝1.0m的水平平行金屬軌道，兩部分導(dǎo)軌之間用絕緣材料連接，AA′BB′軌道間存在著方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1，且其大小可調(diào)。CC′EE′軌道的DD′EE′部分存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B2＝5T、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。在A(yíng)A′BB′金屬軌道的左側(cè)接有電容大小C＝8.0F的電容器，在CC′EE′金屬軌道的右側(cè)接有R＝0.6Ω的定值電阻。一個(gè)用木制橫梁連接的兩金屬棒ab、cd固定在兒童車(chē)的底部，并將其放在如圖示位置。用電動(dòng)勢(shì)E＝15V的電源（圖中未畫(huà)出）為電容器充電完畢后斷開(kāi)電源，電容器的帶電情況如圖所示，然后閉合開(kāi)關(guān)S，兒童車(chē)開(kāi)始從AA′位置向右加速?gòu)椛?。已知乘坐一名幼兒時(shí)，幼兒和兒童車(chē)的總質(zhì)量；m＝50.0kg，兩金屬棒ab、cd及木制橫梁的長(zhǎng)度均為L(zhǎng)＝1.0mm，兩金屬棒的電阻均為r＝0.3Ω，CC′DD′部分的金屬軌道長(zhǎng)度（d1＞L，整個(gè)軌道之間各處均光滑且平滑連接，AA′BB′金屬軌道足夠長(zhǎng)，重力加速度g取10m/s2，不計(jì)空氣阻力。求：（1）電容器充電完畢后所帶的電荷量Q；（2）要使兒童車(chē)在A(yíng)A′BB′軌道上能獲得最大的速度，B1應(yīng)設(shè)置為多大？最大速度為多少？（3）兒童車(chē)在A(yíng)A′BB′軌道上獲得最大速度后，離開(kāi)B1磁場(chǎng)區(qū)域，要使金屬棒cd恰好停在EE′處，DD′EE′部分金屬軌道長(zhǎng)度d2為多長(zhǎng)。15．（2023秋?通州區(qū)期末）“電磁炮”是現(xiàn)代軍事研究中的一項(xiàng)尖端科技研究課題。其工作原理是將炮架放入強(qiáng)磁場(chǎng)中，并給炮架通入高強(qiáng)度電流，炮架相當(dāng)于放入磁場(chǎng)的通電直導(dǎo)線(xiàn)，在安培力的作用下加速運(yùn)動(dòng)，在較短的軌道上短時(shí)間內(nèi)獲得一個(gè)非常大的速度射出。如圖所示，已知加速軌道長(zhǎng)度為L(zhǎng)，軌道間距為d，炮架及炮彈的質(zhì)量為m，足夠大勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于軌道所在平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。炮架與水平軌道垂直。當(dāng)給炮架通以大小恒為I的電流后，炮架與炮彈一起向右加速運(yùn)動(dòng)，不計(jì)一切阻力。求：（1）通電時(shí)，炮架受到的安培力F的大小；（2）離開(kāi)軌道時(shí)，炮彈的速度v的大??；（3）采取哪些措施能提高炮彈的發(fā)射速度。（至少提三條）

2024-2025學(xué)年下學(xué)期高中物理教科版（2019）高二同步經(jīng)典題精練之安倍力的應(yīng)用參考答案與試題解析題號(hào)12345答案ACDBC一．選擇題（共5小題）1．（2024秋?龍華區(qū)期末）法拉第電動(dòng)機(jī)原理如圖，圓形水銀槽正下方豎直固定一強(qiáng)條形磁鐵，金屬桿斜插在水銀中，桿的上端與固定在水銀槽圓心正上方的鉸鏈相連。連接如圖的電源后，從上往下看，金屬桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）A．條形磁鐵的上端為N極 B．金屬桿上端改接電源正極，不會(huì)改變轉(zhuǎn)動(dòng)方向 C．改變電源電動(dòng)勢(shì)的大小，不會(huì)影響金屬桿轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢 D．此過(guò)程電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為100%【考點(diǎn)】直流電動(dòng)機(jī)．【專(zhuān)題】定性思想；推理法；磁場(chǎng)磁場(chǎng)對(duì)電流的作用；理解能力．【答案】A【分析】根據(jù)金屬桿中產(chǎn)生的電流方向和金屬桿運(yùn)動(dòng)的方向判斷磁場(chǎng)方向；轉(zhuǎn)動(dòng)方向與受力方向有關(guān)，改變電流方向會(huì)改變受力方向；改變電動(dòng)勢(shì)的大小會(huì)改變電路中電流大小，安培力會(huì)發(fā)生變化，故速度會(huì)變化；電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的效率永遠(yuǎn)不會(huì)達(dá)到100%?！窘獯稹拷猓篈、由題意可知，金屬桿中電流方向由下至上，根據(jù)左手定則，金屬桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，磁鐵的上端應(yīng)該是N極，故A正確；B、根據(jù)左手定則，安培力的方向?qū)⑴c之前相反，即從逆時(shí)針變?yōu)轫槙r(shí)針。因此，金屬桿的轉(zhuǎn)動(dòng)方向?qū)⒏淖?，故B錯(cuò)誤；C、安培力的大小與電流的大小成正比，因此，改變電源電動(dòng)勢(shì)的大小會(huì)直接影響金屬桿轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢，故C錯(cuò)誤；D、在實(shí)際應(yīng)用中，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的過(guò)程中，由于存在各種能量損失（如電阻發(fā)熱、摩擦等），轉(zhuǎn)化效率不可能達(dá)到100%，故D錯(cuò)誤。故選：A?！军c(diǎn)評(píng)】本題的關(guān)鍵在于理解法拉第電動(dòng)機(jī)的工作原理，即電磁感應(yīng)和安培力的應(yīng)用。通過(guò)分析金屬桿的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，可以判斷磁鐵的極性和電源的極性。同時(shí)，理解電源電動(dòng)勢(shì)的大小對(duì)金屬桿轉(zhuǎn)動(dòng)快慢的影響，以及電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率問(wèn)題，也是解答本題的關(guān)鍵。2．（2024秋?溫州期末）圖甲為磁電式電流表的結(jié)構(gòu)圖，極靴和鐵質(zhì)圓柱間的磁場(chǎng)分布如圖乙所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小只與到轉(zhuǎn)軸的距離有關(guān)。測(cè)量某恒定電流時(shí)，線(xiàn)圈a、b兩邊的電流方向如圖乙所示，則下列說(shuō)法正確的是（）A．線(xiàn)圈將逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) B．線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，a邊所受安培力方向不變 C．線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，a邊所受安培力大小不變 D．線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，a邊與b邊所受安培力方向始終相同【考點(diǎn)】磁電式電流表；左手定則判斷安培力的方向．【專(zhuān)題】定性思想；推理法；磁場(chǎng)磁場(chǎng)對(duì)電流的作用；推理論證能力．【答案】C【分析】由安培力的公式F＝BIl可判斷安培力大小；根據(jù)磁電式電流表的構(gòu)造，結(jié)合左手定則進(jìn)行分析。【解答】解：A.根據(jù)左手定則可知線(xiàn)圈將順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；B.根據(jù)左手定則可知，線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，a邊所受安培力方向改變，故B錯(cuò)誤；C.線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不變，電流大小不變，根據(jù)F＝BIl可判斷a邊所受安培力大小不變，故C正確；D.根據(jù)左手定則可知，線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，a邊與b邊所受安培力方向始終相反，故D錯(cuò)誤。故選：C。【點(diǎn)評(píng)】在學(xué)過(guò)的測(cè)量工具或設(shè)備中，每個(gè)工具或設(shè)備都有自己的制成原理；對(duì)不同測(cè)量工具的制成原理，是一個(gè)熱點(diǎn)題型，需要重點(diǎn)掌握。3．（2024秋?東城區(qū)期末）如圖甲所示是磁電式電流表的結(jié)構(gòu)示意圖，蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場(chǎng)是均勻輻向分布的，線(xiàn)圈中a、b兩條導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)均為L(zhǎng)，分別通以圖乙所示方向的電流I，兩條導(dǎo)線(xiàn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，則（）A．該磁場(chǎng)是勻強(qiáng)磁場(chǎng) B．在輻向磁場(chǎng)中磁感線(xiàn)總是與線(xiàn)圈平面垂直 C．線(xiàn)圈將逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng) D．a(chǎn)、b導(dǎo)線(xiàn)各自受到的安培力大小總為ILB【考點(diǎn)】磁電式電流表；左手定則判斷安培力的方向．【專(zhuān)題】定量思想；推理法；磁場(chǎng)磁場(chǎng)對(duì)電流的作用；推理論證能力．【答案】D【分析】由圖中磁感線(xiàn)的分布確定該磁場(chǎng)是否為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，再由左手定則判斷出安培力的方向，最后再計(jì)算安培力的大小?！窘獯稹拷猓篈、圖中磁場(chǎng)為輻狀磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)不是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線(xiàn)是平行等間距的直線(xiàn)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和方向相同，故A錯(cuò)誤；B、由圖可知，線(xiàn)圈與磁感線(xiàn)一直平行，故B錯(cuò)誤；C、根據(jù)左手定則可知，a端受力向上，b受受力向下，故線(xiàn)圈將順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；D、a、b導(dǎo)線(xiàn)始終與磁感線(xiàn)垂直，故受到的安培力大小總為BIL，故D正確。故選：D?！军c(diǎn)評(píng)】本題主要考查了磁電式電表的原理，當(dāng)表通電之后，由于線(xiàn)圈中的兩根導(dǎo)線(xiàn)置于磁場(chǎng)之中，兩者均受到安培力的作用，從而帶動(dòng)指針的轉(zhuǎn)動(dòng)。4．（2023秋?鄂爾多斯期末）如圖所示，某單量程磁電式電表的基本組成部分是磁鐵（極靴）、線(xiàn)圈、鐵芯等，下列關(guān)于該磁電式電表的說(shuō)法中正確的是（）A．磁鐵極靴與鐵芯間的磁場(chǎng)是勻強(qiáng)磁場(chǎng) B．電表中通的電流越大，指針偏轉(zhuǎn)角度越大 C．電表里面的鐵芯是為了減小線(xiàn)圈與磁場(chǎng)間的作用 D．改變電流方向，指針偏轉(zhuǎn)方向不變【考點(diǎn)】磁電式電流表．【專(zhuān)題】定性思想；推理法；磁場(chǎng)磁場(chǎng)對(duì)電流的作用；推理論證能力．【答案】B【分析】根據(jù)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的定義進(jìn)行分析判斷；電表里面的鐵芯是為增大線(xiàn)圈與磁場(chǎng)間的作用；電表中通的電流越大，指針偏轉(zhuǎn)角度越大；改變電流方向，根據(jù)左手定則判定指針的偏轉(zhuǎn)方向?！窘獯稹拷猓篈．電表內(nèi)的磁場(chǎng)是均勻輻向分布磁場(chǎng)，不是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，故A錯(cuò)誤；B．電表中通的電流越大，指針偏轉(zhuǎn)角度越大，因?yàn)榫€(xiàn)圈所受安培力的大小隨電流增大而增大，故B正確；C．鐵芯被磁化變成了磁鐵，它的磁場(chǎng)和線(xiàn)圈的磁場(chǎng)同向、相互疊加加強(qiáng)，增大線(xiàn)圈與磁場(chǎng)間的作用，故C錯(cuò)誤；D．改變電流方向，線(xiàn)圈所受安培力的方向發(fā)生變化，指針偏轉(zhuǎn)方向發(fā)生改變，故D錯(cuò)誤。故選：B。【點(diǎn)評(píng)】本題考查電磁式儀表的原理，要注意在學(xué)過(guò)的測(cè)量工具或設(shè)備中，每個(gè)工具或設(shè)備都有自己的制成原理；對(duì)不同測(cè)量工具的制成原理要注意體會(huì)。5．（2023秋?普寧市期末）電磁軌道炮發(fā)射的基本原理圖如圖所示，兩條平行的金屬導(dǎo)軌充當(dāng)傳統(tǒng)火炮的炮管，彈丸放置在兩導(dǎo)軌之間，并與導(dǎo)軌保持良好接觸，當(dāng)電磁炮中通過(guò)如圖虛線(xiàn)所示的強(qiáng)電流時(shí)，軌道電流在彈丸處形成垂直于軌道平面的磁場(chǎng)，彈丸獲得很大的加速度，最終高速發(fā)射出去，下列說(shuō)法正確的是（）A．電磁炮的本質(zhì)是一種大功率的發(fā)電機(jī) B．若通入與圖示方向相反的電流，彈丸不能發(fā)射出去 C．其他條件不變的情況下，彈丸的質(zhì)量越小，發(fā)射速度越大 D．兩導(dǎo)軌中的強(qiáng)電流（如圖示）在導(dǎo)軌之間產(chǎn)生的磁場(chǎng)，方向豎直向下【考點(diǎn)】電磁炮．【專(zhuān)題】信息給予題；定性思想；推理法；電磁感應(yīng)中的力學(xué)問(wèn)題；理解能力．【答案】C【分析】AD.根據(jù)安培定則分析作答；B.入與圖示方向相反的電流，磁場(chǎng)方向相應(yīng)的發(fā)生變化，彈丸所受的安培力方向不變，據(jù)此分析作答；C.根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式分析作答?！窘獯稹拷猓篈．電磁炮的本質(zhì)是電磁發(fā)射技術(shù)，是大功率的電動(dòng)機(jī)，故A錯(cuò)誤；B．若通入與圖示方向相反的電流，磁場(chǎng)方向相應(yīng)的發(fā)生變化，彈丸所受的安培力方向不變，因此改變電流方向彈丸也能發(fā)射出去，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)牛頓第二定律F安＝ma加速度a根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v因此在其他條件不變的情況下，彈丸的質(zhì)量越小，發(fā)射速度越大，故C正確；D．兩導(dǎo)軌中的通過(guò)如圖所示的強(qiáng)電流，根據(jù)安培定則可知，在導(dǎo)軌之間產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向豎直向上，故D錯(cuò)誤。故選：C?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了磁場(chǎng)對(duì)電流的作用，知道電磁炮的工作原理，掌握安培定則的運(yùn)用。二．多選題（共4小題）（多選）6．（2024秋?吉林期末）實(shí)驗(yàn)室經(jīng)常使用的電流表是磁電式儀表，其原理示意圖如圖所示，兩磁極裝有極靴，極靴中間還有一個(gè)用軟鐵制成的圓柱形鐵芯，兩者之間有可轉(zhuǎn)動(dòng)的線(xiàn)圈。極靴與圓柱形鐵芯間的磁感線(xiàn)（部分）己畫(huà)出，a、b、c和d為磁場(chǎng)中的四個(gè)點(diǎn)，左、右兩側(cè)通電導(dǎo)線(xiàn)中的電流方向已標(biāo)出，下列說(shuō)法正確的是（）A．極靴與圓柱形鐵芯間的磁場(chǎng)是勻強(qiáng)磁場(chǎng) B．c、d兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相同 C．圖示左側(cè)通電導(dǎo)線(xiàn)受到的安培力向上 D．因?yàn)榇鸥芯€(xiàn)是閉合的，所以有大量磁感線(xiàn)通過(guò)圓柱形鐵芯【考點(diǎn)】磁電式電流表；左手定則判斷安培力的方向．【專(zhuān)題】定性思想；推理法；磁場(chǎng)磁場(chǎng)對(duì)電流的作用；推理論證能力．【答案】BD【分析】根據(jù)左手定則判斷安培力方向；磁感線(xiàn)是閉合的曲線(xiàn)，磁感線(xiàn)越密集，磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，且磁感應(yīng)強(qiáng)度具有方向?！窘獯稹拷猓篈．極靴與圓柱間的磁場(chǎng)大小、方向并非總是相同，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線(xiàn)是一條條距離相等的平行直線(xiàn)，所以該磁場(chǎng)不是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，故A錯(cuò)誤；B．由圖可得c、d兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相同，故B正確；C．根據(jù)左手定則可知，圖示左側(cè)通電導(dǎo)線(xiàn)受到的安培力向下，故C錯(cuò)誤；D．因?yàn)榇鸥芯€(xiàn)是閉合的，所以有大量磁感線(xiàn)通過(guò)圓柱形鐵芯，故D正確。故選：BD?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查的是磁電式電表原理，題型較簡(jiǎn)單。（多選）7．（2023秋?十堰期末）電磁軌道炮彈體發(fā)射的工作原理如圖所示，待發(fā)射彈體可在兩平行軌道之間自由移動(dòng)，并與軌道保持良好接觸，恒定電流從一條軌道流入，通過(guò)導(dǎo)電彈體后從另一條軌道流回，軌道電流在彈體處可形成垂直于軌道面的磁場(chǎng)（可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)），磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與I成正比，靜止的通電彈體在軌道上受到安培力的作用而高速射出。現(xiàn)欲使彈體的出射速度增加至原來(lái)的2倍，理論上可采用的辦法是（）A．將彈體質(zhì)量減至原來(lái)的一半，有效軌道長(zhǎng)度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，其他量不變 B．只將電流增加至原來(lái)的2倍 C．只將彈體質(zhì)量減至原來(lái)的一半 D．只將軌道長(zhǎng)度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍【考點(diǎn)】電磁炮；動(dòng)能定理的簡(jiǎn)單應(yīng)用．【專(zhuān)題】定量思想；比例法；磁場(chǎng)磁場(chǎng)對(duì)電流的作用；推理論證能力．【答案】AB【分析】對(duì)彈體應(yīng)用動(dòng)能定理，可得到其出射速度表達(dá)式，根據(jù)表達(dá)式，即可知分析使其速度變?yōu)樵瓉?lái)2倍的條件?！窘獯稹拷猓喝糗壍篱g距為d，有效長(zhǎng)度為L(zhǎng)，彈體的質(zhì)量為m，出射速度為v，則對(duì)彈體應(yīng)用動(dòng)能定理BIdL=12而磁感應(yīng)強(qiáng)度B與I成正比，故其出射速度可表示為：v=若質(zhì)量m變?yōu)樵瓉?lái)的一半，有效長(zhǎng)度L變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，其他量不變，則速度變?yōu)樵瓉?lái)2倍；只將電流增加至原來(lái)的2倍，則速度變?yōu)樵瓉?lái)2倍；只將彈體質(zhì)量減至原來(lái)的一半，則速度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍；只將軌道長(zhǎng)度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則速度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，故AB正確，CD錯(cuò)誤。故選：AB?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查電磁炮分析，關(guān)鍵是根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度與電流的關(guān)系，得到速度表達(dá)式，再結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)分析。（多選）8．（2023秋?鹽田區(qū)校級(jí)期末）如圖甲所示是電磁炮發(fā)射過(guò)程的情境圖，在發(fā)射過(guò)程中，可以簡(jiǎn)化為炮彈始終處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的豎直方向勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。不計(jì)一切阻力、不考慮炮彈切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。下列說(shuō)法中正確的有（）A．勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向?yàn)樨Q直向下 B．發(fā)射過(guò)程中安培力對(duì)炮彈做負(fù)功 C．若只增大電流，炮彈飛出速度將增大 D．若調(diào)換電源正負(fù)極并同時(shí)將磁場(chǎng)方向變?yōu)榉聪?，則炮彈所受磁場(chǎng)力方向也會(huì)反向【考點(diǎn)】電磁炮；左手定則判斷安培力的方向；安培力的計(jì)算公式及簡(jiǎn)單應(yīng)用．【專(zhuān)題】定性思想；推理法；電磁感應(yīng)中的力學(xué)問(wèn)題；理解能力．【答案】AC【分析】本題考查電磁炮發(fā)射過(guò)程中的物理原理，主要涉及安培力的方向、做功情況以及磁場(chǎng)力與電流方向的關(guān)系。根據(jù)題目描述，電磁炮發(fā)射過(guò)程中，炮彈在豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，不考慮阻力和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的影響。需要根據(jù)左手定則判斷磁場(chǎng)方向，分析安培力對(duì)炮彈的作用，以及電流和磁場(chǎng)方向變化對(duì)炮彈運(yùn)動(dòng)的影響【解答】解：A、根據(jù)左手定則可知，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向?yàn)樨Q直向下，故A正確；B、發(fā)射過(guò)程中安培力對(duì)炮彈做正功，使炮彈動(dòng)能增加，故B錯(cuò)誤；C、若只增大電流，則根據(jù)F＝BIL可知，安培力變大，則安培力做功變大，加速度變大，則炮彈飛出速度將增大，故C正確；D、若調(diào)換電源正負(fù)極并同時(shí)將磁場(chǎng)方向變?yōu)榉聪?，根?jù)左手定則可判斷，炮彈所受磁場(chǎng)力方向不變，故D錯(cuò)誤。故選：AC。【點(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵在于理解電磁炮發(fā)射過(guò)程中安培力的作用原理，以及如何利用左手定則判斷安培力的方向。同時(shí)，需要明確電流、磁場(chǎng)方向變化對(duì)安培力方向的影響，以及安培力做功與炮彈動(dòng)能變化的關(guān)系。正確理解這些原理，是解答此類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵。（多選）9．（2024?荔灣區(qū)校級(jí)三模）“電磁炮”是利用電磁力對(duì)彈體加速的新型武器，具有速度快效率高等優(yōu)點(diǎn)。如圖是“電磁炮”的原理結(jié)構(gòu)示意圖。光滑水平導(dǎo)軌電阻不計(jì)，寬為L(zhǎng)．在導(dǎo)軌間有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B．“電磁炮”彈體總質(zhì)量為m，其中彈體在軌道間的電阻為R．可控電源的內(nèi)阻為r，電源的電壓能自行調(diào)節(jié)，以保證“電磁炮”勻加速發(fā)射。在某次試驗(yàn)發(fā)射時(shí)，電源為加速?gòu)楏w提供的電流是I，不計(jì)空氣阻力。則（）A．彈體所受安培力大小為BIL B．彈體從靜止加速到v，軌道長(zhǎng)度至少為2mC．彈體從靜止加速到v的過(guò)程中電源提供的總能量為mvBLD．可控電源的電壓應(yīng)隨時(shí)間均勻增加，才能保證“電磁炮”勻加速發(fā)射【考點(diǎn)】電磁炮；牛頓第二定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用；常見(jiàn)力做功與相應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化．【專(zhuān)題】定量思想；推理法；磁場(chǎng)磁場(chǎng)對(duì)電流的作用．【答案】ACD【分析】A、彈體所受安培力根據(jù)安培力公式可求得；B、當(dāng)導(dǎo)軌上通入電流后，炮彈在安培力的作用下，做初速度為零勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)能定理或根據(jù)牛頓第二定律求出加速度然后利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出軌道長(zhǎng)度；C、消耗的總能量轉(zhuǎn)化為彈體的動(dòng)能和熱量；分別求出動(dòng)能和焦耳熱即可；D、由于彈體的速度增大，彈體切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，電源的電壓應(yīng)增大，抵消產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，以保證電源為加速?gòu)楏w提供恒定的電流，使電磁炮勻加速發(fā)射?！窘獯稹拷猓篈、在導(dǎo)軌通有電流I時(shí)，炮彈作為導(dǎo)體受到磁場(chǎng)施加的安培力為：F＝ILB，故A正確；B、由動(dòng)能定理：Fx=12mv2，解得：C、由F＝ma，v＝at，發(fā)射過(guò)程產(chǎn)生的熱量：Q＝I2（R+r）t，彈體的動(dòng)能：EK=12mv2，電源提供的總能量為E聯(lián)立解得：E=mvBL(D、由于彈體的速度增大，彈體切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，電源的電壓應(yīng)增大，抵消產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，以保證電源為加速?gòu)楏w提供恒定的電流，使電磁炮勻加速發(fā)射，故D正確。故選：ACD?！军c(diǎn)評(píng)】本題實(shí)質(zhì)上就是借助安培力問(wèn)題考查了力與運(yùn)動(dòng)，因此解決這類(lèi)題目的基本思路是對(duì)研究對(duì)象正確進(jìn)行受力分析，弄清功能轉(zhuǎn)化關(guān)系，然后依據(jù)相應(yīng)規(guī)律求解。三．填空題（共3小題）10．（2024秋?松江區(qū)校級(jí)月考）如圖所示是一種磁電式儀表的原理圖。P是帶指針繞在鐵芯上可轉(zhuǎn)動(dòng)的線(xiàn)圈，線(xiàn)圈置于磁場(chǎng)中，A、B為兩個(gè)接線(xiàn)柱。線(xiàn)圈所在的是磁場(chǎng)是非勻強(qiáng)磁場(chǎng)（選填“勻強(qiáng)磁場(chǎng)”或“非勻強(qiáng)磁場(chǎng)”）；如指針向右偏轉(zhuǎn)，電流從哪個(gè)接線(xiàn)柱流入電表？A。（選填“A”或“B”）【考點(diǎn)】磁電式電流表．【專(zhuān)題】定性思想；歸納法；磁場(chǎng)磁場(chǎng)對(duì)電流的作用；理解能力．【答案】非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，A?！痉治觥扛鶕?jù)磁場(chǎng)的特點(diǎn)分析；根據(jù)右手螺旋定則分析?！窘獯稹拷猓壕€(xiàn)圈所在位置是帶有極靴的磁鐵的磁場(chǎng)之中，是輻射性磁場(chǎng)，在線(xiàn)圈所在位置處磁感應(yīng)強(qiáng)度大小都是相等的，但方向不通，但磁場(chǎng)方向總是和線(xiàn)圈平面垂直，這樣保證線(xiàn)圈在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中所受安培力大小不變；若指針向右偏轉(zhuǎn)，則線(xiàn)圈的下端為N極，根據(jù)右手螺旋定則可知電流是從A接線(xiàn)柱流入電流表的。故答案為：非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，A。【點(diǎn)評(píng)】本題考查了對(duì)磁電式電流表的認(rèn)識(shí)以及右手螺旋定則的應(yīng)用，基礎(chǔ)題。11．（2024?松江區(qū)校級(jí)三模）圖是磁電式電表內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，該電表利用的物理原理是通電線(xiàn)圈因受安培力而轉(zhuǎn)動(dòng)，寫(xiě)出一條能提高該電表的靈敏度措施是：增加線(xiàn)圈的匝數(shù)?！究键c(diǎn)】磁電式電流表．【專(zhuān)題】定性思想；推理法；電磁感應(yīng)中的力學(xué)問(wèn)題；推理論證能力．【答案】通電線(xiàn)圈因受安培力而轉(zhuǎn)動(dòng)；增加線(xiàn)圈的匝數(shù)?！痉治觥客娋€(xiàn)圈在磁場(chǎng)中受到安培力的作用，因而發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，改變線(xiàn)圈受力即可改變電表的靈敏度?！窘獯稹拷猓寒?dāng)有電流流過(guò)線(xiàn)圈時(shí)，在磁場(chǎng)的作用下線(xiàn)圈受到安培力，因而發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，如果增加線(xiàn)圈的匝數(shù)，那么在流過(guò)相同電流的情況下線(xiàn)圈的受力會(huì)變大，轉(zhuǎn)動(dòng)更明顯，因此靈敏度更高。故答案為：通電線(xiàn)圈因受安培力而轉(zhuǎn)動(dòng)；增加線(xiàn)圈的匝數(shù)?！军c(diǎn)評(píng)】本題需要對(duì)線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中的受力進(jìn)行分析。12．（2023秋?黃浦區(qū)校級(jí)月考）某同學(xué)搬運(yùn)如圖所示的磁電式電流表時(shí)，發(fā)現(xiàn)表針晃動(dòng)劇烈。按照老師建議，該同學(xué)在兩接線(xiàn)柱間接一根導(dǎo)線(xiàn)后再次搬運(yùn)，發(fā)現(xiàn)表針晃動(dòng)明顯減弱。接上導(dǎo)線(xiàn)后，表內(nèi)線(xiàn)圈受到（選填“受到”或“不受”）安培力的作用；未接導(dǎo)線(xiàn)時(shí)，表內(nèi)線(xiàn)圈產(chǎn)生（選填“產(chǎn)生”或“不產(chǎn)生”）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。【考點(diǎn)】磁電式電流表．【專(zhuān)題】定性思想；推理法；電磁感應(yīng)與電路結(jié)合；理解能力．【答案】受到；產(chǎn)生?！痉治觥扛鶕?jù)電磁阻尼進(jìn)行分析；未接導(dǎo)線(xiàn)時(shí)，表針晃動(dòng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)?！窘獯稹拷猓航由蠈?dǎo)線(xiàn)后，表內(nèi)線(xiàn)圈在晃動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生感應(yīng)電流，使得線(xiàn)圈受到安培力產(chǎn)生阻尼作用，而使表針晃動(dòng)減弱；未接導(dǎo)線(xiàn)時(shí)，表針晃動(dòng)過(guò)程中表內(nèi)線(xiàn)圈切割磁感線(xiàn)，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。故答案為：受到；產(chǎn)生?！军c(diǎn)評(píng)】本題主要是考查法拉第電磁感應(yīng)定律，解答本題的關(guān)鍵是知道線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，知道電磁阻尼的應(yīng)用。四．解答題（共3小題）13．（2024秋?河?xùn)|區(qū)期末）甲圖所示電磁炮是一種先進(jìn)的武器，乙圖為某同學(xué)模擬電磁炮的原理圖。為了研究方便，將炮彈視為一個(gè)與導(dǎo)軌間距等長(zhǎng)的導(dǎo)體棒，其質(zhì)量m＝0.1kg、電阻R＝1Ω，固定在電阻不計(jì)、間距L＝0.5m的兩根平行傾斜導(dǎo)軌上。已知導(dǎo)軌平面與水平地面的夾角θ＝37°，導(dǎo)軌下端電源電動(dòng)勢(shì)E＝18V、內(nèi)阻r＝1Ω，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B＝0.2T、方向垂直于導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。將導(dǎo)體棒由靜止釋放，它最終從導(dǎo)軌上端發(fā)射出去。若導(dǎo)體棒的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.25，重力加速度大小g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：（1）導(dǎo)體棒釋放時(shí)所受安培力F的大小和方向；（2）導(dǎo)體棒釋放時(shí)加速度a的大小和方向。【考點(diǎn)】電磁炮；閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式；安培力作用下的運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題（力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系）．【專(zhuān)題】定量思想；推理法；磁場(chǎng)磁場(chǎng)對(duì)電流的作用；推理論證能力．【答案】（1）導(dǎo)體棒釋放時(shí)所受安培力F的大小為0.9N，方向沿斜面向上；（2）導(dǎo)體棒釋放時(shí)加速度a的大小為1m/s2，方向沿斜面向上。【分析】（1）根據(jù)閉合電路歐姆定律得出電流的大小，結(jié)合安培力的計(jì)算公式得出安培力的大小，結(jié)合左手定則分析出安培力的方向；（2）分析導(dǎo)體棒釋放時(shí)的受力，由牛頓第二定律得出導(dǎo)體棒的加速度。【解答】解：（1）導(dǎo)體棒剛放在導(dǎo)軌上時(shí)，根據(jù)閉合電路歐姆定律有：I=解得：I＝9A導(dǎo)體棒剛放在導(dǎo)軌上時(shí)所受安培力的大?。篎＝BIL解得：F＝0.9N根據(jù)左手定則可知，導(dǎo)體棒所受安培力方向沿斜面向上。（2）導(dǎo)體棒剛放在導(dǎo)軌上時(shí)，對(duì)導(dǎo)體棒進(jìn)行受力分析，根據(jù)牛頓第二定律有：F﹣mgsinθ﹣f＝ma，其中f＝μN(yùn)＝μmgcosθ解得：a＝1m/s2，方向沿斜面向上。答：（1）導(dǎo)體棒釋放時(shí)所受安培力F的大小為0.9N，方向沿斜面向上；（2）導(dǎo)體棒釋放時(shí)加速度a的大小為1m/s2，方向沿斜面向上?！军c(diǎn)評(píng)】本題主要考查了安培力作用下物體的運(yùn)動(dòng)，熟悉歐姆定律和安培力的計(jì)算公式，同時(shí)結(jié)合牛頓第二定律即可完成分析。14．（2023秋?安徽期末）某公園的游樂(lè)場(chǎng)中引進(jìn)了電磁彈射兒童車(chē)項(xiàng)目，其裝置簡(jiǎn)化示意圖如圖所示。AA′BB′與CC′EE′是兩個(gè)寬度均為L(zhǎng)＝1.0m的水平平行金屬軌道，兩部分導(dǎo)軌之間用絕緣材料連接，AA′BB′軌道間存在著方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1，且其大小可調(diào)。CC′EE′軌道的DD′EE′部分存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B2＝5T、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。在A(yíng)A′BB′金屬軌道的左側(cè)接有電容大小C＝8.0F的電容器，在CC′EE′金屬軌道的右側(cè)接有R＝0.6Ω的定值電阻。一個(gè)用木制橫梁連接的兩金屬棒ab、cd固定在兒童車(chē)的底部，并將其放在如圖示位置。用電動(dòng)勢(shì)E＝15V的電源（圖中未畫(huà)出）為電容器充電完畢后斷開(kāi)電源，電容器的帶電情況如圖所示，然后閉合開(kāi)關(guān)S，兒童車(chē)開(kāi)始從AA′位置向右加速?gòu)椛?。已知乘坐一名幼兒時(shí)，幼兒和兒童車(chē)的總質(zhì)量；m＝50.0kg，兩金屬棒ab、cd及木制橫梁的長(zhǎng)度均為L(zhǎng)＝1.0mm，兩金屬棒的電阻均為r＝0.3Ω，CC′DD′部分的金屬軌道長(zhǎng)度（d1＞L，整個(gè)軌道之間各處均光滑且平滑連接，AA′BB′金屬軌道足夠長(zhǎng)，重力加速度g取10m/s2，不計(jì)空氣阻力。求：（1）電容器充電完畢后所帶的電荷量Q；（2）要使兒童車(chē)在A(yíng)A′BB′軌道上能獲得最大的速度，B1應(yīng)設(shè)置為多大？最大速度為多少？（3）兒童車(chē)在A(yíng)A′BB′軌道上獲得最大速度后，離開(kāi)B1磁場(chǎng)區(qū)域，要使金屬棒cd恰好停在EE′處，DD′EE′部分金屬軌道長(zhǎng)度d2為多長(zhǎng)?！究键c(diǎn)】電磁炮；動(dòng)量定理的內(nèi)容和應(yīng)用；平行板電容器的相關(guān)參數(shù)與計(jì)算．【專(zhuān)題】定量思想；推理法；動(dòng)量定理應(yīng)用專(zhuān)題；電磁感應(yīng)中的力學(xué)問(wèn)題；推理論證能力．【答案】（1）電容器充電完畢后所帶的電荷量Q為120C；（2）要使兒童車(chē)在A(yíng)A′BB′軌道上能獲得最大的速度，B1應(yīng)設(shè)置為2.5T，最大速度為3m/s；（3）兒童車(chē)在A(yíng)A′BB′軌道上獲得最大速度后，離開(kāi)B1磁場(chǎng)區(qū)域，要使金屬棒cd恰好停在EE′處，DD′EE′部分金屬軌道長(zhǎng)度d2為4m?！痉治觥浚?）根據(jù)Q＝CU計(jì)算；（2）根據(jù)動(dòng)量定理寫(xiě)出速度的表達(dá)式，進(jìn)而根據(jù)數(shù)學(xué)關(guān)系得到磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和速度大小；（3）金屬棒cd進(jìn)入DD'右側(cè)磁場(chǎng)后，同時(shí)切割磁感線(xiàn)相當(dāng)于電源，金屬棒ab與電阻R并聯(lián)，對(duì)兒童車(chē)根據(jù)動(dòng)量定理寫(xiě)出對(duì)應(yīng)的方程；金屬棒ab進(jìn)入右側(cè)磁場(chǎng)后，再運(yùn)動(dòng)d2﹣L后兒童車(chē)停下，金屬棒ab、cd并聯(lián)同時(shí)切割磁感線(xiàn)相當(dāng)于電源，再與電阻R串聯(lián)，再次對(duì)兒童車(chē)根據(jù)動(dòng)量定理寫(xiě)出對(duì)應(yīng)的方程計(jì)算?！窘獯稹拷猓海?）由題知，用電動(dòng)勢(shì)E＝15V的電源（圖中未畫(huà)出）為電容器充電，則有Q＝CU解得Q＝120C（2）閉合開(kāi)關(guān)S后，兒童車(chē)先做加速度變小的加速運(yùn)動(dòng)，達(dá)到最大速度后做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，設(shè)此時(shí)的速度為v1，電容器電壓為U，金屬棒ab、cd并聯(lián)，可看作一根金屬棒，受到安培力的沖量作用，規(guī)定向右的方向?yàn)檎较?，?duì)兒童車(chē)由動(dòng)量定理得B1q1其中q1＝C（E﹣U1）U1＝B1Lv1聯(lián)立解得v當(dāng)mB1=B1L2Cv1＝3m/s（3）金屬棒cd進(jìn)入DD'右側(cè)磁場(chǎng)后，同時(shí)切割磁感線(xiàn)相當(dāng)于電源，金屬棒ab與電阻R并聯(lián)，設(shè)電路中總電阻為R總1，金屬棒ab進(jìn)入右側(cè)磁場(chǎng)時(shí)速度變?yōu)関2，對(duì)兒童車(chē)，根據(jù)動(dòng)量定理有-B其中I2=E2R總1解得v2＝2m/s金屬棒ab進(jìn)入右側(cè)磁場(chǎng)后，再運(yùn)動(dòng)d2﹣L后兒童車(chē)停下，金屬棒ab、cd并聯(lián)同時(shí)切割磁感線(xiàn)相當(dāng)于電源，再與電阻R串聯(lián)，設(shè)電路中的總電阻為R總2，規(guī)定向右為正方向，速度變化量為﹣v2，對(duì)兒童車(chē)根據(jù)動(dòng)量定理有-B其中I3=E3R總2解得d2＝4m答：（1）電容器充電完畢后所帶的電荷量Q為120C；（2）要使兒童車(chē)在A(yíng)A′BB′軌道上能獲得最大的速度，B1應(yīng)設(shè)置為2.5T，最大速度為3m/s；（3）兒童車(chē)在A(yíng)A′BB′軌道上獲得最大速度后，離開(kāi)B1磁場(chǎng)區(qū)域，要使金屬棒cd恰好停在EE′處，DD′EE′部分金屬軌道長(zhǎng)度d2為4m。【點(diǎn)評(píng)】知道在It的乘積表示電荷量，在計(jì)算電荷量時(shí)要用到平均電流，而平均電流的計(jì)算要用平均電動(dòng)勢(shì)，平均電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算要根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律計(jì)算。本題綜合性較強(qiáng)，具有一定的難度。15．（2023秋?通州區(qū)期末）“電磁炮”是現(xiàn)代軍事研究中的一項(xiàng)尖端科技研究課題。其工作原理是將炮架放入強(qiáng)磁場(chǎng)中，并給炮架通入高強(qiáng)度電流，炮架相當(dāng)于放入磁場(chǎng)的通電直導(dǎo)線(xiàn)，在安培力的作用下加速運(yùn)動(dòng)，在較短的軌道上短時(shí)間內(nèi)獲得一個(gè)非常大的速度射出。如圖所示，已知加速軌道長(zhǎng)度為L(zhǎng)，軌道間距為d，炮架及炮彈的質(zhì)量為m，足夠大勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于軌道所在平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。炮架與水平軌道垂直。當(dāng)給炮架通以大小恒為I的電流后，炮架與炮彈一起向右加速運(yùn)動(dòng)，不計(jì)一切阻力。求：（1）通電時(shí)，炮架受到的安培力F的大?。唬?）離開(kāi)軌道時(shí)，炮彈的速度v的大小；（3）采取哪些措施能提高炮彈的發(fā)射速度。（至少提三條）【考點(diǎn)】電磁炮；動(dòng)能定理的簡(jiǎn)單應(yīng)用．【專(zhuān)題】定量思想；推理法；動(dòng)能定理的應(yīng)用專(zhuān)題；磁場(chǎng)磁場(chǎng)對(duì)電流的作用；理解能力．【答案】（1）通電時(shí)，炮架受到的安培力F的大小為BId；（2）離開(kāi)軌道時(shí)，炮彈的速度v的大小是2BIdL（3）可以通過(guò)增加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，可以增大通電電流，也可以增加軌道的長(zhǎng)度L，來(lái)提高炮彈的發(fā)射速度。【分析】（1）根據(jù)安培力公式計(jì)算；（2）根據(jù)動(dòng)能定理計(jì)算；（3）根據(jù)速度的表達(dá)式分析即可?！窘獯稹拷猓海?）炮架受到的安培力為F＝BId（2）根據(jù)動(dòng)能定理有FL=解得：v=（3）要提高炮彈的發(fā)射速度，需要增加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，可以增大通電電流，也可以增加軌道的長(zhǎng)度L。答：（1）通電時(shí)，炮架受到的安培力F的大小為BId；（2）離開(kāi)軌道時(shí)，炮彈的速度v的大小是2BIdL（3）可以通過(guò)增加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，可以增大通電電流，也可以增加軌道的長(zhǎng)度L，來(lái)提高炮彈的發(fā)射速度?！军c(diǎn)評(píng)】熟練掌握安培力公式和動(dòng)能定理，不難正確解答。

考點(diǎn)卡片1．牛頓第二定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】牛頓第二定律的表達(dá)式是F＝ma，已知物體的受力和質(zhì)量，可以計(jì)算物體的加速度；已知物體的質(zhì)量和加速度，可以計(jì)算物體的合外力；已知物體的合外力和加速度，可以計(jì)算物體的質(zhì)量。【命題方向】一質(zhì)量為m的人站在電梯中，電梯加速上升，加速度大小為13g，gA、43mgB、2mgC、mgD分析：對(duì)人受力分析，受重力和電梯的支持力，加速度向上，根據(jù)牛頓第二定律列式求解即可。解答：對(duì)人受力分析，受重力和電梯的支持力，加速度向上，根據(jù)牛頓第二定律N﹣mg＝ma故N＝mg+ma=4根據(jù)牛頓第三定律，人對(duì)電梯的壓力等于電梯對(duì)人的支持力，故人對(duì)電梯的壓力等于43mg故選：A。點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)鍵對(duì)人受力分析，然后根據(jù)牛頓第二定律列式求解。【解題方法點(diǎn)撥】在應(yīng)用牛頓第二定律解決簡(jiǎn)單問(wèn)題時(shí)，要先明確物體的受力情況，然后列出牛頓第二定律的表達(dá)式，再根據(jù)需要求出相關(guān)物理量。2．動(dòng)能定理的簡(jiǎn)單應(yīng)用【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.動(dòng)能定理的內(nèi)容：合外力做的功等于動(dòng)能的變化量。2.表達(dá)式：W合＝ΔEk＝Ek末﹣Ek初3.本考點(diǎn)針對(duì)簡(jiǎn)單情況下用動(dòng)能定理來(lái)解題的情況?！久}方向】如圖所示，質(zhì)量m＝10kg的物體放在水平地面上，物體與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，g＝10m/s2，今用F＝50N的水平恒力作用于物體上，使物體由靜止開(kāi)始做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，作用時(shí)間t＝6s后撤去F，求：（1）物體在前6s運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中的加速度；（2）物體在前6s運(yùn)動(dòng)的位移（3）物體從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)直到最終靜止的過(guò)程中克服摩擦力所做的功。分析：（1）對(duì)物體受力分析知，物體做勻加速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律就可求出加速度；（2）用勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的位移公式即可求得位移的大?。唬?）對(duì)全程用動(dòng)能定理，可以求得摩擦力的功。解答：（1）對(duì)物體受力分析，由牛頓第二定律得F﹣μmg＝ma，解得a＝3m/s2，（2）由位移公式得X=12at2=12×3×6（3）對(duì)全程用動(dòng)能定理得FX﹣Wf＝0Wf＝FX＝50×54J＝2700J。答：（1）物體在前6s運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中的加速度是3m/s2；（2）物體在前6s運(yùn)動(dòng)的位移是54m；（3）物體從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)直到最終靜止的過(guò)程中克服摩擦力所做的功為2700J。點(diǎn)評(píng)：分析清楚物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，直接應(yīng)用牛頓第二定律和勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求解即可，求摩擦力的功的時(shí)候?qū)θ虘?yīng)用動(dòng)能定理比較簡(jiǎn)單。【解題思路點(diǎn)撥】1．應(yīng)用動(dòng)能定理的一般步驟（1）選取研究對(duì)象，明確并分析運(yùn)動(dòng)過(guò)程。（2）分析受力及各力做功的情況①受哪些力？②每個(gè)力是否做功？③在哪段位移哪段過(guò)程中做功？④做正功還是負(fù)功？⑤做多少功？求出代數(shù)和。（3）明確過(guò)程始末狀態(tài)的動(dòng)能Ek1及Ek2。（4）列方程W總＝Ek2﹣Ek1，必要時(shí)注意分析題目潛在的條件，補(bǔ)充方程進(jìn)行求解。注意：①在研究某一物體受到力的持續(xù)作用而發(fā)生狀態(tài)改變時(shí)，如涉及位移和速度而不涉及時(shí)間時(shí)應(yīng)首先考慮應(yīng)用動(dòng)能定理，而后考慮牛頓定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，如涉及加速度時(shí)，先考慮牛頓第二定律。②用動(dòng)能定理解題，關(guān)鍵是對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行準(zhǔn)確的受力分析及運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析，并畫(huà)出物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程的草圖，以便更準(zhǔn)確地理解物理過(guò)程和各物理量的關(guān)系。有些力在物體運(yùn)動(dòng)全過(guò)程中不是始終存在的，在計(jì)算外力做功時(shí)更應(yīng)引起注意。3．常見(jiàn)力做功與相應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1．內(nèi)容（1）功是能量轉(zhuǎn)化的量度，即做了多少功就有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化。（2）做功的過(guò)程一定伴隨著能量的轉(zhuǎn)化，而且能量的轉(zhuǎn)化必通過(guò)做功來(lái)實(shí)現(xiàn)。2．高中物理中幾種常見(jiàn)的功能關(guān)系功能量的變化合外力做正功動(dòng)能增加重力做正功重力勢(shì)能減少?gòu)椈蓮椓ψ稣椥詣?shì)能減少電場(chǎng)力做正功電勢(shì)能減少其他力（除重力、彈力）做正功機(jī)械能增加一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做的總功為負(fù)功系統(tǒng)的內(nèi)能增加【解題思路點(diǎn)撥】如圖所示，質(zhì)量為m的物體靜止在地面上，物體上面連著一個(gè)輕彈簧，用手拉住彈簧上端上移H，將物體緩緩提高h(yuǎn)，拉力F做功WF，不計(jì)彈簧的質(zhì)量，則下列說(shuō)法正確的是（）A、重力做功﹣mgh，重力勢(shì)能減少mghB、彈力做功﹣WF，彈性勢(shì)能增加WFC、重力勢(shì)能增加mgh，彈性勢(shì)能增加FHD、重力勢(shì)能增加mgh，彈性勢(shì)能增加WF﹣mgh分析：重力勢(shì)能的變化量等于負(fù)的重力所做的功，物體緩緩提高說(shuō)明速度不變，拉力F做的功等于物體重力勢(shì)能的變化量與彈簧彈性勢(shì)能增加量之和．解答：重力勢(shì)能的變化量等于負(fù)的重力所做的功，即ΔEP＝﹣WG＝﹣（﹣mgh）＝mgh物體緩緩提高說(shuō)明速度不變，所以物體動(dòng)能不發(fā)生變化，ΔE彈＝WF+WG＝WF﹣mgh故選：D。點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了重力勢(shì)能的變化量與重力做功的關(guān)系以及能量轉(zhuǎn)化關(guān)系，難度不大，屬于基礎(chǔ)題．【解題思路點(diǎn)撥】1.常見(jiàn)的功能關(guān)系：合力做功——?jiǎng)幽茏兓?；重力做功——重力?shì)能變化；彈力做功——彈性勢(shì)能變化；摩擦力做功——內(nèi)能變化；其他力做功——機(jī)械能變化。2.判斷和計(jì)算做功或能量變化時(shí)，可以反其道而行之，通過(guò)計(jì)算能量變化或做功多少來(lái)進(jìn)行。4．動(dòng)量定理的內(nèi)容和應(yīng)用【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1．內(nèi)容：物體在一個(gè)過(guò)程始末的動(dòng)量變化量等于它在這個(gè)過(guò)程中所受力的沖量．2．表達(dá)式：p′﹣p＝I或mv﹣mv0＝Ft．3．用動(dòng)量概念表示牛頓第二定律：由mv﹣mv0＝Ft，得到F=mv-mv0【命題方向】籃球運(yùn)動(dòng)員通常要伸出兩臂迎接傳來(lái)的籃球，接球時(shí)，兩臂隨球迅速收縮至胸前，這樣可以（）A、減小籃球?qū)κ值臎_量B、減小籃球?qū)θ说臎_擊力C、減小籃球的動(dòng)量變化量D、增大籃球的動(dòng)量變化量分析：分析接球的動(dòng)作，先伸出兩臂迎接，手接觸到球后，兩臂隨球引至胸前，這樣可以增加球與手接觸的時(shí)間，根據(jù)動(dòng)量定理即可分析。解答：A、先伸出兩臂迎接，手接觸到球后，兩臂隨球引至胸前，這樣可以增加球與手接觸的時(shí)間，根據(jù)動(dòng)量定理得：﹣Ft＝0﹣mv，解得：F=mvt，當(dāng)時(shí)間增大時(shí)，作用力就減小，而沖量和動(dòng)量的變化量都不變，故A錯(cuò)誤C、運(yùn)動(dòng)員接球過(guò)程，球的末動(dòng)量為零，球的初動(dòng)量一定，則球的動(dòng)量的變化量一定，故CD錯(cuò)誤。故選：B。點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了動(dòng)量定理的直接應(yīng)用，應(yīng)用動(dòng)量定理可以解題，解題時(shí)要注意，接球過(guò)程球的動(dòng)量變化量一定，球與手受到的沖量一定，球動(dòng)量的變化量與沖量不會(huì)因如何接球而改變。【解題方法點(diǎn)撥】1．動(dòng)量、動(dòng)量的變化量、沖量、力都是矢量．解題時(shí)，先要規(guī)定正方向，與正方向相反的，要取負(fù)值．2．恒力的沖量用恒力與力的作用時(shí)間的乘積表示，變力的沖量計(jì)算，要看題目條件確定．如果力隨時(shí)間均勻變化，可取平均力代入公式求出；力不隨時(shí)間均勻變化，就用I表示這個(gè)力的沖量，用其它方法間接求出．3．只要涉及了力F和力的作用時(shí)間t，用牛頓第二定律能解答的問(wèn)題、用動(dòng)量定理也能解答，而用動(dòng)量定理解題，更簡(jiǎn)捷．5．平行板電容器的相關(guān)參數(shù)與計(jì)算【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】綜合應(yīng)用電容的定義式C=QU和平行板電容器電容的決定式可以計(jì)算平行板電容器的相關(guān)參數(shù)，如極板電荷量、電壓、板間距離，進(jìn)一步結(jié)合電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系E=Ud計(jì)算兩板之間的電場(chǎng)強(qiáng)度以及應(yīng)用電場(chǎng)力與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系F＝【命題方向】某平行板電容器的電容為C，帶電量為Q，相距為d，今在板間中點(diǎn)放一電量為q的點(diǎn)電荷，則它所受到的電場(chǎng)力的大小為（）A、2kQdd2B、4kQdd2分析：由電容的定義式C=QU求出兩極板間的電壓，由板間電壓與場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系式U＝Ed求出板間場(chǎng)強(qiáng)，點(diǎn)電荷所受的電場(chǎng)力大小為F＝qE。解答：由電容的定義式C=QU得，板間電壓為U=QC．板間場(chǎng)強(qiáng)大小為E=Ud故選：C。點(diǎn)評(píng)：本題考查對(duì)于電容、板間電壓、場(chǎng)強(qiáng)等物理量之間關(guān)系的掌握情況。基礎(chǔ)題?！窘忸}思路點(diǎn)撥】電容的定義式與決定式的比較1.C=QU是電容的定義式，對(duì)某一電容器來(lái)說(shuō)，Q∝U，但C2.C=?rS4πkd是平行板電容器電容的決定式，C∝?r，C∝S6．閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.內(nèi)容：閉合電路的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比。2.表達(dá)式：I=ER+r，E表示電動(dòng)勢(shì)，I表示干路總電流，3.閉合電路中的電壓關(guān)系：閉合電路中電源電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電路電勢(shì)降落之和E＝U外+U內(nèi)。4.由E＝U外+U內(nèi)可以得到閉合電路歐姆定律的另一個(gè)變形U外＝E﹣Ir?！久}方向】在已接電源的閉合電路里，關(guān)于電源的電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)電壓、外電壓的關(guān)系應(yīng)是（）A、如外電壓增大，則內(nèi)電壓增大，電源電動(dòng)勢(shì)也會(huì)隨之增大B、如外電壓減小，內(nèi)電阻不變，內(nèi)電壓也就不變，電源電動(dòng)勢(shì)必然減小C、如外電壓不變，則內(nèi)電壓減小時(shí)，電源電動(dòng)勢(shì)也隨內(nèi)電壓減小D、如外電壓增大，則內(nèi)電壓減小，電源的電動(dòng)勢(shì)始終為二者之和，保持恒量分析：閉合電路里，電源的電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)電壓與外電壓之和．外電壓變化時(shí)，內(nèi)電壓也隨之變化，但電源的電動(dòng)勢(shì)不變．解答：A、如外電壓增大，則內(nèi)電壓減小，電源電動(dòng)勢(shì)保持不變。故A錯(cuò)誤。B、如外電壓減小，內(nèi)電阻不變，內(nèi)電壓將增大，電源電動(dòng)勢(shì)保持不變。故B錯(cuò)誤。C、如外電壓不變，則內(nèi)電壓也不變。故C錯(cuò)誤。D、根據(jù)閉合電路歐姆定律得到，電源的電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)電壓與外電壓之和，如外電壓增大，則內(nèi)電壓減小，電源的電動(dòng)勢(shì)保持恒量。故D正確。故選：D。點(diǎn)評(píng)：本題要抓住電源的電動(dòng)勢(shì)是表征電源的本身特性的物理量，與外電壓無(wú)關(guān)．【解題思路點(diǎn)撥】閉合電路的幾個(gè)關(guān)系式的對(duì)比7．左手定則判斷安培力的方向【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.安培力的方向：通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中所受安培力的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向、電流方向都垂直。2.左手定則：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(xiàn)從掌心垂直進(jìn)人，并使四指指向電流的方向，這時(shí)拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中所受安培力的方向。如下圖所示：【命題方向】如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一通電直導(dǎo)線(xiàn)，電流方向垂直紙面向里，則直導(dǎo)線(xiàn)受到安培力的方向是（）A、向上B、向下C、向左D、向右分析：通電直導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中受到的安培力方向利用左手定則判斷．讓磁感線(xiàn)穿過(guò)左手手心，四指指向電流方向，拇指指向安培力方向．解答：根據(jù)左手定則：伸開(kāi)左手，拇指與手掌垂直且共面，磁感線(xiàn)向下穿過(guò)手心，則手心朝上。四指指向電流方向，則指向紙里，拇指指向安培力方向：向左。故選：C。點(diǎn)評(píng)：本題考查左手定則的應(yīng)用能力．對(duì)于左手定則的應(yīng)用，要搞清兩點(diǎn)：一是什么時(shí)候用；二是怎樣用．【解題思路點(diǎn)撥】安培力方向的特點(diǎn)安培力的方向既垂直于電流方向，也垂直于磁場(chǎng)方向，即安培力的方向垂直于電流I和磁場(chǎng)B所決定的平面。（1）當(dāng)電流方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，安培力方向、磁場(chǎng)方向、電流方向兩兩垂直，應(yīng)用左手定則時(shí)，磁感線(xiàn)垂直穿過(guò)掌心。（2）當(dāng)電流方向與磁場(chǎng)方向不垂直時(shí)，安培力的方向仍垂直于電流方向，也垂直于磁場(chǎng)方向。應(yīng)用左手定則時(shí)，磁感線(xiàn)斜著穿過(guò)掌心。8．安培力的計(jì)算公式及簡(jiǎn)單應(yīng)用【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，垂直磁場(chǎng)放置的長(zhǎng)度為l的導(dǎo)體，所通電流為I，導(dǎo)體所受的安培力大小為F＝BIl；若將導(dǎo)體轉(zhuǎn)過(guò)90°，即電流與磁場(chǎng)平行，此時(shí)導(dǎo)體所受的安培力的大小為F＝0.2.如圖所示，當(dāng)電流方向與磁場(chǎng)方向夾角為θ時(shí)，安培力的大小為F＝BIlsinθ【命題方向】一根長(zhǎng)0.20m、通有2.0A電流的通電直導(dǎo)線(xiàn)，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.50T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，受到的最大安培力是多少？分析：當(dāng)通電導(dǎo)線(xiàn)與磁場(chǎng)垂直時(shí)，導(dǎo)線(xiàn)所受的磁場(chǎng)力最大；根據(jù)安培力的公式計(jì)算安培力的大小．解答：當(dāng)通電導(dǎo)線(xiàn)與磁場(chǎng)垂直時(shí)，導(dǎo)線(xiàn)所受的磁場(chǎng)力最大，為：Fmax＝BIL＝0.50×2.0×0.20N＝0.2N答：受到的最大安培力是0.2N．點(diǎn)評(píng)：本題只要掌握安培力大小的計(jì)算公式F＝BILsinα，就能正確解答，基本題．【解題思路點(diǎn)撥】1、電流方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，導(dǎo)線(xiàn)不受安培力的作用。2、電流方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，導(dǎo)線(xiàn)受到安培力的大小為F＝BIl。3、電流方向與磁場(chǎng)方向夾角為θ時(shí)，導(dǎo)線(xiàn)受到安培力的大小為F＝BIlsinθ。9．安培力作用下的運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題（力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系）【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.設(shè)導(dǎo)體受到的安培力大小為F＝BIl，安培力產(chǎn)生的加速度為a=2.如果導(dǎo)體棒在安培力作用下運(yùn)動(dòng)的距離為x，則安培力做功為W＝BIlx。x等于力方向上的位移?！久}方向】如圖，水平放置的光滑的金屬導(dǎo)軌M、N，平行地置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，間距為d，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向與導(dǎo)軌平面夾為α，金屬棒ab的質(zhì)量為m，放在導(dǎo)軌上且與導(dǎo)軌垂直．電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)電阻r，定值電阻為R，其余部分電阻不計(jì)．則當(dāng)電鍵調(diào)閉合的瞬間，棒ab的加速度為多大？分析：根據(jù)閉合電路歐姆定律可以計(jì)算電鍵閉合瞬間，電路中電流I的大小和方向，已知電流的大小可以算出此時(shí)ab棒受到的安培力的大小和方向，對(duì)導(dǎo)體棒進(jìn)行受力分析知，導(dǎo)體棒受到的安培力在水平方向的分力使導(dǎo)體棒ab產(chǎn)生加速度，根據(jù)牛頓第二定律可以算得導(dǎo)體棒的加速度．解答：由題意知，電鍵閉合時(shí)，導(dǎo)體棒中通過(guò)的電流方向是從a到b，根據(jù)左手定則知，導(dǎo)體棒受到的安培力方向如圖所示因?yàn)閷?dǎo)體棒受三個(gè)力作用下在水平方向運(yùn)動(dòng)，故導(dǎo)體棒在豎直方向所受合力為0由題意得：F＝BIL則導(dǎo)體棒所受的合力F合＝F合x(chóng)＝Fsinα根據(jù)牛頓第二定律，棒產(chǎn)生的加速度a在電路中，根據(jù)閉合電路歐姆定律I=E所以導(dǎo)體棒產(chǎn)生的加速度a=答：棒ab的加速度大小為：a=點(diǎn)評(píng)：能通過(guò)左手定則確定安培力的大小和方向，并對(duì)導(dǎo)體棒正確的受力分析得出導(dǎo)體棒所受的合力，根據(jù)牛頓第二定律解得．主要考查左手定則和閉合回路的歐姆定律的運(yùn)用．【解題思路點(diǎn)撥】解決與安培力有關(guān)的力學(xué)綜合問(wèn)題時(shí)要注意：1．安培力的大小安培力常用公式F＝BIL，要求兩兩垂直，應(yīng)用時(shí)要滿(mǎn)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．如彎曲導(dǎo)線(xiàn)的有效長(zhǎng)度L等于兩端點(diǎn)所連直線(xiàn)的長(zhǎng)度（如圖所示），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(xiàn)圈，其有效長(zhǎng)度為零，所以閉合線(xiàn)圈通電后在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，受到的安培力的矢量和為零．2．通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中的平衡和加速問(wèn)題的分析思路（1）選定研究對(duì)象；（2）變?nèi)S為二維，如側(cè)視圖、剖面圖或俯視圖等，并畫(huà)出平面受力分析圖，其中安培力的方向要注意F安⊥B、F安⊥I；（3）列平衡方程或牛頓第二定律的方程式進(jìn)行求解．10．電磁炮【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】電磁炮是以安培力為動(dòng)力發(fā)射炮彈的一種裝置。如圖是一種簡(jiǎn)化的電磁炮原理圖：設(shè)炮彈所受到安培力大小為F＝BIl，從開(kāi)始加速到離開(kāi)加速軌道運(yùn)動(dòng)的距離為x，離開(kāi)加速軌道時(shí)的速度為v。不考慮任何阻力時(shí)，根據(jù)動(dòng)能定理BIlx=以此可以求出電磁炮射出瞬間的速度。并且通過(guò)控制磁場(chǎng)、電流等因素可以很容易使炮彈獲得較高的速度。根據(jù)磁場(chǎng)對(duì)電流會(huì)產(chǎn)生作用力的原理，人們研制出一種新型的炮彈發(fā)射裝置﹣﹣電磁炮，它的基本原理如圖所示，下列結(jié)論中正確的是（）A、要使炮彈沿導(dǎo)軌向右發(fā)射，必須通以自N向M的電流B、要想提高炮彈的發(fā)射速度，可適當(dāng)增大電流C、使電流和磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向同時(shí)反向，炮彈的發(fā)射方向亦將隨之反向D、要想提高炮彈的發(fā)射速度，可適當(dāng)增大磁感應(yīng)強(qiáng)度分析：正確應(yīng)用左手定則是解答本題的關(guān)鍵，在應(yīng)用時(shí)為防止手忙腳亂，可以先讓四指和電流方向一致，然后通過(guò)旋轉(zhuǎn)手讓磁感線(xiàn)穿過(guò)手心，從而進(jìn)一步確定大拇指的指向即安培力方向．其大小由公式F＝BIL可知．解答：A、要使炮彈沿導(dǎo)軌向右發(fā)射，即為安培力