第一章 第二节 安培力的应用-【金版新学案】2024-2025学年新教材高二物理选择性必修第二册同步课堂高效讲义教师用书word（粤教版2019）

第二节　安培力的应用 【素养目标】　1．知道电流天平、磁电式电表、直流电动机的基本构造及工作原理。2．进一步熟练掌握安培力的公式及其方向的判断。 知识点一　电流天平 [情境导学]　如图所示，等臂电流天平右端挂一矩形线圈，线圈匝数为n，底边长为L，线圈的下半部分在磁感应强度为B的匀强磁场中。当线圈没有通电时，天平处于平衡状态。线圈中通入图示方向的电流I时，在磁场中的线圈a、b、c 段分别受安培力作用。 (1)由左手定则可知，a、c 段的安培力大小、方向有什么关系？ (2)线圈通电后， b 段线圈受到向上的安培力，该安培力多大？ (3)若使天平重新平衡，需在右盘边天平中增加砝码，则增加砝码的质量多大？ 提示：(1)等大反向。(2)安培力F＝nBIL。(3)根据mg＝nBIL，解得m＝。 (阅读教材P8完成下列填空) 1．普通天平是应用杠杆原理把被测物与已知质量的砝码进行力学平衡。利用等效替代法测量出被测物体的质量。 2．电流天平同样运用等效替代法，结合安培力的相关知识和现代电子技术，通常用于实验室中测量两平行通电导体之间的相互作用力和磁感应强度。 [问题探究]　相同电流下线圈所受的安培力越大，电流天平越灵敏，请写出一种增大电流天平灵敏度的方案。 提示：增加线圈的匝数、增大磁感应强度、增加线圈底边的边长等。 角度一　电流天平 (多选)(2023·广东中山高二统考期末)如图为电流天平，可以测量匀强磁场的磁感应强度B。它的右臂挂着矩形线圈，线圈匝数为n，b段线圈长为l，线圈a、b、c段处于匀强磁场中，磁感应强度方向与线圈平面垂直。当线圈没有通电时，天平处于平衡状态。当线圈中通入电流I时，在右盘加质量为m的砝码可使天平重新平衡。下列说法正确的是(　　) A．线圈受到的安培力方向竖直向下 B．在右盘加质量为m的砝码后，若同时将磁场和电流反向，天平仍然平衡 C．由以上测量数据可以求出磁感应强度B＝ D．若仅将电流反向，可在右盘加质量为2m的砝码使天平重新平衡 答案：BC 解析：根据左手定则可知线圈受到的安培力方向竖直向上，故A错误；在右盘加质量为m的砝码后，若同时将磁场和电流反向，此时安培力的大小和方向都不变，所以天平仍然平衡，故B正确；根据题意可知nBIL＝mg，解得B＝，故C正确；若仅将电流反向，安培力竖直向下，在右盘加质量为2m的砝码，无法使天平重新平衡，故D错误。故选B、C。 当电流反向时，安培力反向，安培力变化量为2nILB，若天平仍平衡，则安培力变化量与砝码的重力变化量相等。 学生用书↓第6页 针对练．电流天平是一种测量磁场力的装置，如图所示。两相距很近的多匝通电平行线圈Ⅰ和Ⅱ，线圈Ⅰ固定，线圈Ⅱ置于天平托盘上。当两线圈均无电流通过时，天平示数恰好为零。下列说法正确的是(　　) A．两线圈电流方向相同时，天平示数为正数 B．两线圈电流方向相反时，天平示数为负数 C．线圈Ⅰ的匝数越少，天平越灵敏 D．线圈Ⅱ的匝数越多，天平越灵敏 答案：D 解析：当天平示数为负时，说明两线圈相互吸引，两线圈电流方向相同，当天平示数为正时，说明两线圈相互排斥，两线圈电流方向相反，故A、B错误；由于线圈Ⅱ放在天平托盘上，线圈Ⅱ受到线圈Ⅰ的作用力为F＝n2BI2L，线圈Ⅰ的匝数越多，B越大，相同情况下的作用力越大，则天平越灵敏，线圈Ⅱ的匝数越多，相同情况下的作用力越大，则天平越灵敏，故C错误，D正确。 角度二　电磁炮 (2023·广东广州高二期中)电磁炮是利用电磁发射技术制成的新型武器，如图为电磁炮的原理结构示意图。若某水平发射轨道长7.5 m，宽1.5 m，发射的炮弹质量为50 g，炮弹被发射时从轨道左端由静止开始加速。当电路中的电流恒为20 A 时，炮弹被发射后的最大速度可达3×103 m/s，轨道间磁场为匀强磁场，不计空气及摩擦阻力。下列说法正确的是(　　) A．磁场方向为竖直向下 B．磁场方向为水平向右 C．磁场的磁感应强度大小为1×103 T D．炮弹的加速度大小为3×105 m/s2 答案：C 解析：由题意可知，炮弹所受的安培力水平向右，根据左手定则可判断出磁场方向为竖直向上，A、B错误；由v2＝2as可得a＝6×105 m/s2，D错误；由BIL＝ma可得B＝1×103 T，C正确。 应用安培力解决实际问题的一般步骤 1．确定研究对象，一般为导体棒或线框。 2．对导体棒、线框进行受力分析和运动分析 (1)若研究对象处于静止或匀速直线运动状态，则需利用平衡方程解题。 (2)若研究对象处于非平衡状态，则利用牛顿第二定律解题。 针对练．(2023·广东佛山高二校联考)电磁轨道炮是指以电能为发射能源，利用电磁导轨之间流过的大功率瞬态电流产生强大磁场作用力驱动弹体的一种杀伤武器，其工作原理如图所示。轨道电流在弹体处形成垂直于轨道面的磁场(可视为匀强磁场)，磁感应强度B＝kI(k为常数)。电流I从一条轨道流入质量为m的弹体后从另一条轨道流回，弹体在磁场力作用下在两平行轨道之间无阻尼加速运动，并与轨道保持良好接触。轨道有效长度为L、宽度为d，则弹体的出射速度约为(　　) A．I B．I C．I D．I 答案：A 解析：根据动能定理可知BIdL＝mv2－0，解得v＝I ，故选A。 知识点二　磁电式电表 [情境导学]　如图是磁电式电表的内部结构示意图，其测量原理：利用磁场对通电小线圈的安培力使线圈偏转带动指针指示示数。不通电时，线圈不受力，指针指在表盘正中间。 学生用书↓第7页 (1)通电后，电流越大，线圈受到的安培力如何变化，螺旋弹簧的形变如何变化，指针偏转角度如何变化？ (2)电流反向，安培力方向如何变化，指针偏转方向呢？该表能否判断电流的方向？ 提示：(1)安培力越大，弹簧形变越大，指针偏转角度越大。 (2)安培力反向，指针反向偏转，能。 (阅读教材P9完成下列填空) 1．装置：磁电式电表的蹄形磁铁的两极间有一个固定的圆柱形铁芯，铁芯外面套有一个可以绕轴转动的铝框，在铝框上绕有铜线圈。电表指针固定在线圈上，可与线圈一起转动。线圈的两端分别接在两个螺旋弹簧上，被测电流经过这两个弹簧流入线圈。 2．工作原理 当线圈通入电流时，根据左手定则，可知线圈的两对边受到大小相等、方向相反的一对安培力作用。在安培力作用下，线圈绕中心轴转动。线圈的转动导致螺旋弹簧被扭转，产生一个阻碍线圈转动的阻力。当安培力与螺旋弹簧阻力作用效果相当时，线圈停在某一位置，电表指针指示表盘相应刻线，进而得到相应电流的大小。改变通入线圈的电流方向，安培力的方向通之改变，指针的偏转方向也随之改变。所以，根据指针的偏转方向，可以知道通过电表的电流方向。 3．优缺点：优点是灵敏度高，能够测出很弱的电流；缺点是线圈的导线很细，允许通过很弱的电流。如果要用它测量较大的电流值，需要根据电表改装方法扩大其量程。 [问题探究]　如何提高磁电式电表的灵敏度？(写出一种方案即可) 提示：增加线圈的匝数、增大磁感应强度、换劲度系数更小的弹簧。 (多选)(2023·汕尾华中师范大学海丰附属学校高二月考)实验室经常使用的电流表是磁电式电表。这种电流表的构造如图甲所示。蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐射分布的。当线圈通以如图乙所示的电流，下列说法正确的是(　　) A．线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行 B．线圈转动时，螺旋弹簧被扭动，阻碍线圈转动 C．当线圈转到如图乙所示的位置，b端受到的安培力方向向上 D．当线圈转到如图乙所示的位置，安培力的作用使线圈沿顺时针方向转动 答案：ABD 解析：磁场是均匀辐射分布的，所以磁感线始终与线圈平面平行，故A正确；当通电后，处于磁场中的线圈受到安培力作用，使其转动，螺旋弹簧被扭动，产生一个阻力从而阻碍线圈转动，故B正确；由左手定则可判定，当线圈转到如题图乙所示的位置，b端受到的安培力方向向下，a端受到的安培力方向向上，因此安培力使线圈沿顺时针方向转动，故D正确，C错误。 针对练．(2023·广东珠海第一中学高二期中)如图甲为实验室里某型号磁电式电流表结构。矩形线圈匝数为n，电阻为R。矩形线圈处在均匀辐射状磁场中，如图乙所示，线圈左右两边所在之处的磁感应强度大小均为B。若线圈受到的安培力和螺旋弹簧的弹力达到平衡时，指针达到稳定。下列说法正确的是(　　) A．如图甲所示，线圈顺时针转动过程中，穿过铝框的磁通量减少 B．在线圈转动范围内，线圈所受安培力大小与电流大小有关，而与所处位置无关 C．通电线圈中的电流越大，电流表指针偏转角度就越小 D．更换劲度系数更小的螺旋弹簧，可以减小电流表的灵敏度(灵敏度即) 答案：B 解析：顺时针旋转的过程中，穿过铝框的磁感线条数增加，磁通量增加，故A错误；线圈左右两边所在之处的磁感应强度大小均为B，无论什么位置磁感应强度大小都相等，根据安培力的表达式F＝BIL可知，安培力的大小只与电流大小相关，与所在位置无关，故B正确；线圈中的电流越大，线圈受到的安培力越大，电流表指针偏转也就越大，故C错误；更换劲度系数更小的螺旋弹簧，电流变化量相等时，安培力变化量相等，但转动角度变化量大，故灵敏度增加，故D错误。故选B。 学生用书↓第8页 知识点三　直流电动机 [情境导学]　如图甲为给出一个直流电动机的工作模型，它由磁场(磁体)、转动线圈、滑环、电刷等组成，由直流电源供电。其中，滑环分成两个半圆环A与B，它们相互绝缘，称为换向器。 (1)转向器的作用是什么？ (2)当线圈处于如图乙所示位置时，ab边正向上转动，其所受安培力方向如何？ (3)当ab边转到右侧时，其速度方向向下，其所受安培力方向如何？ 提示：(1)线圈每转半圈，电流方向变化一次。 (2)ab边受向上的安培力。 (3)ab边受向下的安培力。 (阅读教材P10－P11完成下列填空) 1．直流电动机：是利用安培力使通电线圈转动的典型应用。从能量的角度看，它是将电能转换成机械能的旋转电机。 2．结构：直流电动机由蹄形磁铁、线圈、电刷和换向器等部件组成。 3．工作过程：如图所示，当电流通过线圈时，右边线框受到的安培力方向向下，左边线框受到的安培力向上，在安培力作用下线框转动起来。为了让线圈能够持续转动下去，技术人员巧妙地安装了一个换向器，确保安培力始终推动线圈向同一个方向持续转动。 [问题探究]　如图的直流电动机，若需要将线圈转速提高，需怎样调节滑动变阻器的滑片？ 提示：向左滑动滑片，减小滑动变阻器的电阻。 如图是直流电动机的模型，闭合开关后线圈顺时针转动。现要使线圈逆时针转动，下列方法中可行的是(　　) A．对调电源的正负极 B．只改变电流大小 C．换用磁性更强的磁铁 D．对换磁极同时改变电流方向 答案：A 解析：直流电动机的转动方向与线圈中的电流方向和磁场方向有关，若使通入直流电动机的电流方向改变或磁场的方向改变，它的转动方向将改变，但是如果同时改变电流的方向和磁场的方向，线圈的转动方向将不变，故A正确。 针对练．图甲为市面上常见的一种电动车，图乙为这种电动车的电动机的工作示意图。电动机电路两端电压为10 V，额定功率为200 W，A、B为线圈上的两点。下列选项中不正确的是(　　) A．在额定功率下运行时，电动机电路中的电流大小为20 A B．电刷a接入电路正极，电刷b接入电路负极 C．A点与B点间电流方向在不断变化 D．直流电源可以驱动该电动机正常工作 答案：B 解析：电动机的电功率表达式为P＝UI，代入数据解得I＝20 A，A正确；磁场方向在磁体外部由N极指向S极，由电动机运转方向可知，AB段受力方向向上，由左手定则可知，电流方向由A指向B，故b接正极，a接负极，B错误；电动机转过180°后两半铜环所接电刷互换，A、B间电流方向改变，依次类推可知，A点与B点间电流方向不断改变，C正确；直流电源可以驱动该电动机正常工作，D正确。 学生用书↓第9页 1．(2023·广东佛山高二联考)如图是等臂电流天平的原理图，在天平的右端挂一质量为m矩形线圈，线圈匝数为n，边cd长为L，放在与纸面垂直的匀强磁场中。当线圈通入如图所示的电流时，在天平左右两边加上质量分别为m1、m2(m1＞m2＋m)的砝码使天平平衡，则(　　) A．磁场方向垂直纸面向里 B．磁感应强度的大小为 C．取走全部砝码，仅改变电流大小，天平可以重新平衡 D．取走全部砝码，仅改变电流，天平重新平衡，电流与原电流大小之比为 答案：D 解析：在天平左右两边加上质量分别为m1、m2(m1＞m2＋m)的砝码使天平平衡，可知，安培力方向向下，根据左手定则可以判断，磁场方向垂直纸面向外，故A错误；根据平衡条件，有m1g＝m2g＋nBIL＋mg，解得B＝g，故B错误；取走全部砝码，仅改变电流大小，安培力方向仍向下，天平不可能平衡，故C错误；取走全部砝码，仅改变电流，天平重新平衡，根据平衡条件，有mg＝nBI′L，电流与原电流大小之比为＝，故D正确。故选D。 2．(粤教版选择性必修第二册P26T2改编)超导电磁船是一种不需要螺旋桨推进的新型动力船只，如图是电磁船的简化原理图，MN、PQ为固定在船上的平行金属板，直流电源接在M、P之间，船上装有产生强磁场的装置，可在两平行金属板间海水中的虚线框内产生强磁场。闭合开关S后，电流通过海水从N流向Q，若船受到海水的反冲向西运动，虚线框中的磁场方向应该(　　) A．竖直向下 B．竖直向上 C．向东 D．向北 答案：A 解析：根据题意可知，船受到海水的反冲向西运动，则海水受作用力向东运动，由左手定则可知，虚线框中的磁场方向应该垂直纸面向里，即竖直向下，故选A。 3．(2023·深圳市高二期末)如图所示，某磁电式电表的矩形线圈处在均匀辐射状磁场中，线圈左右两边所在之处的磁感应强度大小均相等。线圈受到的安培力和螺旋弹簧的弹力达到平衡时，指针稳定，下列说法正确的是(　　) A．该辐射状磁场为匀强磁场 B．线圈顺时针转动过程中，穿过线圈的磁通量减少 C．通电线圈中的电流越大，线圈所受的安培力就越大 D．更换劲度系数更小的螺旋弹簧，可增大电流的量程 答案：C 解析：该磁场方向改变，所以不是匀强磁场，A错误；线圈处在如图所示位置时，线圈与磁感线平行，磁通量为零，线圈顺时针转动过程中，穿过线圈的磁通量增大，B错误；安培力与电流成正比，所以通电线圈中的电流越大，线圈所受的安培力就越大，C正确；线圈受到的安培力和螺旋弹簧的弹力达到平衡时，指针稳定，更换劲度系数更小的螺旋弹簧，相同弹力(安培力)弹簧形变量更大，电表的量程减小，D错误。 4．某物理兴趣小组利用课外活动时间制作了一部温控式电扇(室温较高时，电扇就会启动)，其设计图分为温控开关、转速开关及电动机三部分，如图所示，其中温控开关为甲、乙两种金属材料制成的双金属片。对电动机而言，电扇启动后，下列判断正确的是(　　) A．要使电扇转速加大，滑动片P应向B移动 B．面对电扇，电扇沿顺时针方向转动 C．面对电扇，电扇沿逆时针方向转动 D．电扇有时顺时针方向转动，有时逆时针方向转动 答案：B 解析：滑动片P向B移动时，线圈中电流减小，电扇转速减小；由左手定则可判断线圈各边所受安培力的方向，可知电扇沿顺时针转动，故B正确。 课时测评2　安培力的应用 (时间：30分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－7题，每题6分，共42分) 1．(2023·广东汕尾高二统考期末)如图所示，整个装置悬挂在弹簧测力计下，装置下端是单匝线框，线框下边处于一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直。接通直流电源，线框中的电流方向为逆时针方向，此时弹簧测力计有拉力示数。为了增大弹簧测力计的示数，下列方法可以实现的是(　　) A．磁场方向不变，增加磁感应强度的大小 B．电流方向不变，增加电流大小 C．电流方向和磁场方向同时反向 D．磁场方向反向，电流方向不变 答案：D 解析：由左手定则可知线框的安培力方向向上，安培力大小F＝BIL，磁场方向不变，增加磁感应强度的大小，则安培力增大，弹簧测力计示数减小，故A错误；电流方向不变，增加电流大小，则安培力增大，弹簧测力计示数减小，故B错误；电流方向和磁场方向同时反向，安培力方向不变，弹簧测力计示数不变，故C错误；磁场方向反向，电流方向不变，安培力方向向下，弹簧测力计示数变大，故D正确。故选D。 2．如图所示，在等臂电流天平的右端托盘下固定一矩形线圈，线圈匝数为n，底边cd长为L，调平衡后放在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直；当线圈中通入图示方向的电流I时，在天平左、右两边加上质量分别为m1、m2的砝码使天平再次平衡，重力加速度为g，则以下关系式正确的是(　　) A．nBIL＝(m1－m2)g B．nBIL＝(m2－m1)g C．BIL＝(m2－m1)g D．BIL＝(m1＋m2)g 答案：B 解析：根据左手定则可知线圈所受安培力方向竖直向上，根据平衡条件有m2g－nBIL＝m1g，解得nBIL＝(m2－m1)g，故选B。 3．(多选)(2023·广东佛山高二联考期中)航空母舰舰载机如果安装辅助起飞的电磁弹射系统(如图甲所示)能迅速达到起飞速度。电磁弹射系统的一种设计可简化为图乙所示，图中MN、PQ是光滑平行金属直导轨(电阻忽略不计)，AB是电磁弹射车，回路PBAM中电流恒定，且可当长直导线处理。该电流产生的磁场对弹射车施加力的作用，从而带动舰载机由静止开始向右加速起飞，不计空气阻力，关于该系统，下列说法正确的是(　　) A．MN、PQ间的磁场是匀强磁场 B．弹射车所受的安培力与电流的大小成正比 C．弹射车的速度与运动的时间成正比 D．若改变回路PBAM中的电流方向，弹射车也能正常加速 答案：CD 解析：根据左手定则可知，MN、PQ间有竖直向上的磁场，且离导线越远磁场越弱，不是匀强磁场，故A错误；导轨间的磁场由电流产生，可看成正比于电流，由F＝BIL可知，弹射车所受的安培力与电流的平方是正比关系，故B错误；沿导轨方向磁场不变，且回路PBAM中电流恒定，导轨间距不变，由F＝BIL可知，安培力大小不变，由牛顿第二定律F＝ma可知，加速度不变，由v＝at可知弹射车的速度与运动的时间成正比，故C正确；根据右手定则可知电流方向沿回路PBAM时，导轨之间产生竖直向上的磁场，结合左手定则可知电磁弹射车所受安培力方向向右，当电流方向沿回路MABP时，根据右手定则可知导轨之间产生竖直向下的磁场，结合左手定则可知电磁弹射车所受安培力方向依然向右，所以改变回路PBAM中的电流方向，电磁弹射车所受安培力不变，仍能正常加速，故D正确。故选C、D。 4．(多选)(2023·广东汕头高二校考期中)如图甲为磁电式电表的结构，图乙为极靴和铁质圆柱间的磁场分布，线圈a、b两边通以图示方向电流，线圈两边所在处的磁感应强度大小相等。则下列选项正确的是(　　) A．该磁场为匀强磁场 B．线圈将顺时针转动 C．线圈平面总与磁场方向垂直 D．图示位置线圈b边受安培力方向竖直向下 答案：BD 解析：根据磁感线分布可知，该磁场不是匀强磁场，故A错误；根据左手定则，图示位置a边所受安培力竖直向上，b边所受安培力竖直向下，则a向上转动，b向下转动，即线圈将顺时针转动，故B、D正确；根据磁感线分布可知，线圈平面总与磁场方向平行，故C错误。故选B、D。 5．半径为R的环形金属圆线圈位于水平面上，共有n匝，处于某一匀强磁场中，如图所示，图中虚线左侧区域充满磁场，圆线圈处于磁场外的那部分圆弧对应圆心角为60°，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于水平面向下。当线圈中通以大小为I的电流时，线圈受到的安培力的大小为(　　) A．BIR B．nBIR C．BIR D．nBIR 答案：D 解析：由几何关系可知圆线圈的有效长度为L＝R，故n匝线圈受到的安培力为F＝nBIR，故选D。 6．(多选)(2023·广东深圳高二统考期中)如图甲是我国研制的高速磁浮交通系统成功下线的情景。常导磁吸式(EMS)利用装在车辆两侧转向架上的常导电磁线圈和铺设在线路导轨上的磁铁，在两者的相互作用下产生的吸引力使车辆浮起，轨道磁铁受列车速度影响，速度大，磁性强，轨道磁铁外部磁感应强度随距离增大而减小。车体运行时，通过精确控制车身线圈中的电流I，形成稳定的吸引力，使车体与轨道之间始终保持10 mm的悬浮间隙，如图乙所示。下列选项正确的是(　　) A．车身悬浮时受到的竖直方向安培力大于重力 B．当悬浮间隙小于10 mm时，应增大电流I使之回复 C．车体满载时悬浮较空载所需的电流I较小 D．列车高速时更容易悬浮 答案：BD 解析：车身悬浮时受到的安培力大小等于重力，故A错误；当悬浮间隙小于10 mm时，应增大电流I，从而增大向上的安培力，使之回复到车体与轨道之间的10 mm，故B正确；车体满载时会使车重增加，要增大安培悬浮力稳定悬浮，根据F＝BIL可知，应增大电流，故C错误；轨道磁铁受列车速度影响，速度大，磁性强，根据F＝BIL可知，列车高速时B更强，安培力增大，更容易磁悬浮，故D正确。故选B、D。 7．(多选)(2023·广东佛山高二统考期末)如图为某种电磁弹射系统的简化示意图，金属弹射杆横架在两根水平放置且足够长的平行金属导轨上。使用时先把开关拨到a侧给储能电容充电，然后开关拨到b侧让电容器放电。回路瞬间产生巨大电流，从而产生超强磁场，弹射杆在磁场力的作用下被快速弹出。若忽略空气阻力，下列说法正确的是(　　) A．要使图中弹射杆向右弹射，则电源必须上正下负 B．要使图中弹射杆向右弹射，对电源正负极的连接没要求 C．弹射杆将沿轨道做变加速运动 D．若导轨摩擦不计，电容器储存的电能全部转化为弹射杆的机械能 答案：BC 解析：当电源上正下负时，可知充电后电容器上极板带正电，下极板带负电，则电容器放电时，回路电流为顺时针方向，产生垂直纸面向里的磁场，根据左手定则可知，弹射杆受到向右的安培力，使弹射杆向右弹射，当电源上负下正时，可知充电后电容器下极板带正电，上极板带负电，则电容器放电时，回路电流为逆时针方向，产生垂直纸面向外的磁场，根据左手定则可知，弹射杆受到向右的安培力，使弹射杆向右弹射，故要使题图中弹射杆向右弹射，对电源正负极的连接没要求，故A错误，B正确；电容器放电过程，回路电流逐渐减小，产生的磁场逐渐减小，弹射杆受到的安培力逐渐减小，弹射杆将沿轨道做变加速运动，故C正确；若导轨摩擦不计，当弹射杆产生的感应电动势大小等于电容器两端电压时，电容器不再放电，电容器仍储存有一定的电能，故电容器储存的电能不会全部转化为弹射杆的机械能和焦耳热，故D错误。故选B、C。 8．(18分)(2023·广东汕头高二校考期中)电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进的动能杀伤性武器。如图甲为电磁炮工作原理示意图，可简化为图乙模型。某电磁炮导轨长10 m，两导轨之间的距离为0.5 m。导轨间的磁场可认为是方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为1.5 T，电流方向如图所示，电流大小为6×106 A。质量为10 kg的炮弹收到安培力的作用从导轨右端静止开始一直做匀加速直线运动，到达最左端离开导轨发射出去。整个电磁炮固定在水平面上，忽略炮弹与导轨间的摩擦力。求： (1)炮弹在导轨中所受安培力的大小。 (2)炮弹到达左端时离开导轨的速度大小。 答案：(1)4.5×106 N　(2)3 000 m/s 解析：(1)炮弹在导轨中所受安培力F安＝BIL 代入数据解得F安＝4.5×106 N。 (2)炮弹在安培力的作用下的加速度a＝ 解得a＝4.5×105 m/s2 根据运动学公式有v2＝2as 解得v＝3 000 m/s。 学生用书↓第10页 学科网（北京）股份有限公司 $$