第一章 第二节 安培力的应用-【高中必刷题】2025-2026学年高中物理选择性必修2同步课件(粤教版)

物理 选择性必修 第二册 YJ 1 2 第二节 安培力的应用 刷基础 2 1.［广东广州越秀区2025高二上期末］如图所示为电流天平，可以用来测量匀强磁 场中的磁感应强度.它的右臂挂着矩形线圈，匝数为，线圈的水平边长为 ，处于 匀强磁场中，磁感应强度的方向与线圈平面垂直.当线圈中通过电流 时，调节砝 码使两臂达到平衡.下列说法中正确的是( ) D A.线圈受到的安培力大小为 B.线圈受到的安培力方向水平指向纸内 C.若发现右盘向上翘起，则应增大线圈中的电流 D.若电流大小不变而方向反向，则左盘向上翘起 题型1 电流天平 3 解析 线圈匝数为，在磁场中受到安培力大小为 ，故A错误；根据左手定则可知线圈受到的 安培力方向竖直向上，故B错误；当发现右盘向上翘起，再增大线圈中的电流，则线圈受到向上 的安培力增大，根据受力可知，不能使天平恢复平衡，故C错误；若电流大小不变而方向反向， 线圈受到的安培力方向向下，根据受力可知，左盘将向上翘起，故D正确. 题型1 电流天平 4 2.［山东百师联考2025高二上期中］磁电式电流表的构造如图甲所示，在蹄形磁铁的两极间有一 个可以绕轴转动的线圈，转轴上装有螺旋弹簧和指针.蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，如 图乙所示.当电流通过线圈时，线圈在安培力的作用下转动，螺旋弹簧被扭动，线圈停止转动时满 足 ，式中为线圈的匝数，为线圈的面积，为通过线圈的电流，为磁感应强度， 为线圈（指针）偏角， 是与螺旋弹簧有关的常量.不考虑电磁感应现象，由题中的信息可知 ( ) 题型2 磁电式电表 5 甲 乙 A.线圈转动过程中受到的安培力逐渐变大 B.若线圈中通以如图乙所示的电流，线圈将沿逆时针方向转动 C.线圈（指针）偏角 与通过线圈的电流 成正比 D.电流表的灵敏度定义为，更换 值更大的螺旋弹簧，可以增大电流表的灵敏度 √ 题型2 磁电式电表 6 解析 磁场均匀辐向分布,线圈转动过程中各个位置的磁感应强度大小相等,由安培力公式 可知,线圈受到的安培力大小不变,故A错误；若线圈中通以如题图乙所示的电流,根据左手定则,左 侧安培力向上,右侧安培力向下,线圈将沿顺时针方向转动,故B错误；根据题意,线圈停止转动时满 足 ,解得,可知线圈（指针）偏角 与通过线圈的电流 成正比,故C正确；根据 题意有 ,解得,可知更换值更大的螺旋弹簧, 减小,即电流表的灵敏度减小,故 D错误. 题型2 磁电式电表 7 注意说明 磁电式电流表内部磁场辐向分布,可保证线圈无论转到哪个位置,线圈平面总和磁场方向平行,线圈 左右两边所在之处的磁感应强度大小相等,故线圈受到的安培力大小不变. 题型2 磁电式电表 8 3.如果直流电动机转子线圈按如图所示方式连接，则闭合开关后( ) B 甲 乙 A.转子线圈能持续转动 B.应该使用换向器，转子线圈才会持续转动 C.电动机的线圈在甲图位置时不会转动 D.电动机的线圈在乙图位置时也能转动 题型3 直流电动机 9 解析 当转子线圈在题图甲位置时，由左手定则可知，从前往后看，转子线圈会顺时针转动，待 转过 后，由左手定则可知，转子线圈会逆时针转动，故转子线圈不能持续转动，需要换向 器才能持续转动，A、C错误，B正确；当转子线圈在题图乙位置时，由左手定则可知，线圈受到 的安培力合力为零，故转子线圈不能转动，D错误. 题型3 直流电动机 10 4.［广东领航高中联盟2025高二下联考］小明在课后用铜丝自制了一个“心”形的线圈，他把一 节干电池的正极朝上放在一个强磁铁上，强磁铁的极朝上， 极朝下，然后把制成的线圈按图示 方式放在电池上，顶端搁在电池的正极，下部分和磁铁 极接触，忽略各接触面上的摩擦力，从 上往下看，则( ) B A.线圈静止 B.线圈顺时针转动 C.线圈逆时针转动 D.线圈转动方向无法判断 题型4 通电导线在安培力作用下的运动 11 思路导引 题型4 通电导线在安培力作用下的运动 12 解析 “心”形的线圈，左半部分电流由上到下，磁场有方向向左的分量，根据左手定则可知， 安培力方向垂直于纸面向里；右半部分电流也是由上到下，磁场有方向向右的分量，根据左手定 则可知，安培力方向垂直于纸面向外，则从上往下看，线圈顺时针转动，B正确. 题型4 通电导线在安培力作用下的运动 13 5. ［广东东莞中学2025高二上段考］（多选）电磁炮的主要原理如图所示，两根平行长 直金属导轨沿水平方向固定，炮弹可沿导轨无摩擦滑行且始终与导轨保持良好接触.可控电源提供 强电流经导轨流入炮弹再流回电源，炮弹在磁场作用下发射.在发射过程中，炮弹所在位置的磁场 可以简化为磁感应强度大小为、方向垂直导轨平面的匀强磁场.已知两导轨内侧间距为 ，炮弹 的质量为，炮弹在导轨间的电阻为，炮弹滑行距离后获得的发射速度为 .不计空气阻力、导 轨电阻、电源内阻，不考虑电磁感应现象.下列说法正确的是( ) BC A.匀强磁场的方向竖直向下 B.炮弹所受安培力大小为 C.通过炮弹的电流为 D.通过炮弹的电流为 题型4 通电导线在安培力作用下的运动 14 解析 由题图可知，炮弹发射时受向右的安培力，通过炮弹的电流方向垂直纸面向里，根据左手 定则可知，匀强磁场方向竖直向上，A错误.根据题意，由 可得，炮弹发射过程中的加速 度为 ，对炮弹，水平方向上所受合力为安培力，由牛顿第二定律可得，炮弹所受安培力大 小为，B正确.根据题意，由安培力公式 可得，通过炮弹的电流为 ，C正确，D错误. 题型4 通电导线在安培力作用下的运动 15 教材变式 本题目由教材P11第1题演变而来，教材考查的是匀强磁场的磁感应强度和电磁炮的最大功率， 本题延伸考查了通过炮弹的电流. 题型4 通电导线在安培力作用下的运动 16 6.［河南部分名校2025高二上联考］（多选）如图所示，一种测量磁感应强度的磁场秤装置竖直 放置，边长为 的正方形区域内有垂直于竖直平面的匀强磁场，规定垂直纸面向里为磁场正方向. 质量为的细金属棒通过绝缘挂钩与竖直悬挂的弹簧相连，弹簧的劲度系数为 .金属棒的右端有 轻质指针，指针正对位置是竖直放置的刻度尺.通过轻细导线可以给金属棒供电.调整悬挂位置使 金属棒处于水平方向（不考虑轻细导线对金属棒的作用力），无磁场时金属棒处于静止状态且到 磁场上下边界等距，此时指针位置记为零.已知重力加速度为 .则( ) ACD A.当指针向上移动时，说明磁场为正方向 B.当电流表示数为时，指针向下移动，磁感应强度大小为 C.当电流表示数为时，该装置的量程为 D.增大电阻箱的阻值可以扩大该装置的量程 题型4 通电导线在安培力作用下的运动 17 解析 当指针向上移动,说明安培力向上,根据左手定则可知,磁场方向垂直纸面向里,为正方向，A 正确；指针向下移动,有,所以 ,B错误；当金属棒到达磁场边界时有最大测量 值,此时有,,C正确；增大电阻箱的阻值,电流 减小,则量程增大,D正确. 题型4 通电导线在安培力作用下的运动 18 7.［浙江浙南名校联盟2025高二上联考］某同学在学习了磁场对电流的作用后产生想法，设计了 一个简易的“电磁秤”.如图甲所示，两平行金属导轨、的间距为 ，与电动势为 且内阻不计的电源、电流表（量程）、开关、滑动变阻器 （阻值范围为 ）相连，质量为、电阻为的金属棒 垂直于导轨放置构成闭合回 路，回路平面与水平面成 角，垂直接在金属棒中点的轻绳与导轨平面平行，跨过定滑轮 后另一端接有秤盘，空间施加垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度为 ，在秤盘 中放入待测物体，闭合开关，调节滑动变阻器接入电路的阻值，当金属棒 平衡时，通过读取 电流表的读数就可以知道待测物体的质量.已知秤盘中不放物体时，使金属棒 静止时电流表读 数为.其余电阻及摩擦不计， 甲 乙 题型4 通电导线在安培力作用下的运动 19 （1）求秤盘的质量 ； [答案] 解析 对金属棒进行受力分析，由平衡条件得 ，对秤盘进行受力分析，由 平衡条件得，解得 . （2）求此“电磁秤”称量物体的最大质量及此时滑动变阻器接入电路的阻值； [答案] 解析 当电路中电流最大时，此“电磁秤”称得最大质量，电路中最大电流即为电流表的最大值， 即，解得 ；对金属棒及秤盘有 ，解 得 . 题型4 通电导线在安培力作用下的运动 20 （3）为了便于知道秤盘上物体质量 的大小，请在图乙中作出物体质量与电流表读数关系的 图像. [答案] 见解析 解析 电流与所称物体质量的关系式为 ，代入数据整理得 图像如图所示. 题型4 通电导线在安培力作用下的运动 21 $$