第一章 第2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(教科版)

物理 选择性必修 第二册 JK 1 2 第2节 安培力的应用 刷基础 2 1.［广东部分学校2025高二上联考］如图甲所示为市面上常见的一种电动自行车，图乙为其内部 电动机的工作原理图，两磁极间的磁场可近似看作匀强磁场，磁感应强度大小为 ，正方形线圈 的边长，匝数为，电动机电路两端的电压为，额定功率为 .下列说法正确的是( ) C 甲 电动自行车 乙 直流电动机工作原理图 A.线圈沿图乙方向顺时针转动，则该位置，电刷接入电路正极，电刷 接入电路负极 B.线圈转动过程中，点与 点间电流方向保持不变 C.在额定功率下运行时，电动机电路中的电流为 D.若电动机保持额定功率运行，则在图乙位置时，线圈边受到的安培力大小为 题型1 直流电动机 3 解析 线圈沿题图乙方向顺时针转动，根据左手定则可以判断，线圈中的电流由，则电刷 接入电路正极，故A错误；线圈转动过程中，经过与磁场垂直位置时点与 点间电流方向会改变， 故B错误；在额定功率下运行时，电动机电路中的电流为 ，故C正确；若电动机保持额定功 率运行，则在题图乙位置时，线圈边受到的安培力大小为 ，故D错误. 题型1 直流电动机 4 2. ［四川2025高二上联考］电磁炮是利用电磁发射技术制成的新型武器，如图所示为电 磁炮的原理结构示意图.若某水平发射轨道长，宽，发射的炮弹质量为 ，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，轨道间匀强磁场 时， 不计空气及摩擦阻力，不考虑电磁感应现象.下列说法正确的是( ) C A.磁场方向为竖直向下 B.炮弹的加速度大小为 C.炮弹在轨道中加速的时间为 D.炮弹发射过程中安培力的最大功率为 题型2 电磁炮 5 解析 炮弹向右加速，根据左手定则可知,磁场方向为竖直向上,故A错误；根据牛顿第二定律有 ,解得,故B错误；根据位移公式有 ,结合上述分析，解得 ,故C正确；炮弹发射过程中的最大速度 ,炮弹发射过程中安培力的最大功率 ,联立解得 ,故D错误. 题型2 电磁炮 6 教材变式 本题目由教材P11第3题演变而来，教材是根据弹体的运动参量求磁感应强度的大小，本题则已 知磁感应强度大小考查炮弹的运动参量. 题型2 电磁炮 7 3.［北京通州区2025期末］磁电式电流表的构造如图甲所示.极靴与软铁芯间的磁场都沿半径方向. 若线圈中通以如图乙所示的电流，则下列说法正确的是( ) B 甲 乙 A.在量程内指针转至任一角度，线圈平面都跟磁感线垂直 B.线圈转动时，螺旋弹簧被扭动，阻碍线圈转动 C.当线圈在如图乙所示的位置时， 端受到的安培力方向向上 D.当线圈在如图乙所示的位置时，安培力的作用使线圈沿逆时针方向转动 题型3 磁电式电流表 8 解析 磁场是辐向分布的，由于线圈与软铁芯共轴，线圈平面总是与磁感线平行，故A错误；无 论线圈向哪一方向转动都会使螺旋弹簧产生阻碍线圈转动的力，故B正确；由左手定则知， 端受 到的安培力方向向下， 端受到的安培力方向向上，安培力将使线圈沿顺时针方向转动，故C、D 错误. 题型3 磁电式电流表 9 4.［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3 磁电式电流表 10 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3 磁电式电流表 11 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3 磁电式电流表 12 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3 磁电式电流表 13 5.［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 安培力的其他应用 14 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 安培力的其他应用 15 6.［河北部分重点高中2024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，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 安培力的其他应用 16 （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 安培力的其他应用 17 （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 安培力的其他应用 18 $$