第1章 第2节 第2课时 安培力作用下的运动及其应用-课后达标检测-【优学精讲】2024-2025学年高中物理选择性必修第二册教用课件(教科版)

该高中物理课件聚焦磁场对电流的作用及应用，通过悬挂导线环、电磁炮发射等情境题导入，衔接电流产生磁场、左手定则等前序知识，搭建从具体情境到安培力规律的学习支架。 其亮点在于以情境化问题驱动，通过螺旋形弹簧通电跳动、电磁炮参数计算等实例，培养学生科学思维中的模型建构与科学推理能力。采用基础与综合分层练习，学生能深化物理观念，教师可高效检测教学效果。

课后达标检测 1 1．用两根细线把两个完全相同的圆形导线环悬挂起来，让二者等高平行放置，如图所示，当两导线环中通入方向相同的电流I1、I2时，则有(　　) A．两导线环相互吸引 B．两导线环相互排斥 C．两导线环无相互作用力 D．两导线环先吸引后排斥 √ 课后达标检测 4 5 6 7 1 2 3 解析：通电的导线环周围能够产生磁场，磁场的基本性质是对放入其中的磁体或通电导线产生力的作用。由于导线环中通入的电流方向相同，二者同位置处的电流方向完全相同，相当于通入同向电流的直导线，根据同向电流相互吸引的规律，可知两导线环应相互吸引。 课后达标检测 4 5 6 7 1 2 3 2．如图所示，通电直导线ab位于两平行导线横截面M、N连线的中垂线上。当平行导线M、N通以同向等值电流时，下列说法正确的是(　　) A．ab顺时针旋转 B．ab逆时针旋转 C．a端向外旋转，b端向里旋转 D．a端向里旋转，b端向外旋转 √ 4 5 6 7 2 3 1 课后达标检测 解析：首先分析出两个平行电流在直导线ab处产生的磁场情况，如图所示，两电流在直导线a端产生的磁感线方向都是从左向右，则a端受到的安培力方向垂直于纸面向外；b端的磁感线方向都是从右向左，故b端受到的安培力方向垂直于纸面向里。所以，导线的a端向外旋转，导线的b端向里旋转。 4 5 6 7 2 3 1 课后达标检测 3．把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来，使它的下端刚好跟杯里的导电液体的液面相接触，并使它组成如图所示的电路。当开关S接通后，将看到的现象是(　　) A．弹簧向上收缩 B．弹簧被拉长 C．弹簧上下跳动 D．弹簧仍静止不动 解析：因为通电后，弹簧中每一圈的电流都是同向的，互相吸引，弹簧缩短，电路就断开了，断开后没电流了，弹簧掉下来接通电路……如此通断通断，弹簧上下跳动。 √ 4 5 6 7 2 3 1 课后达标检测 4．(多选)如图所示，两个完全相同、所在平面互相垂直的导体圆环P、Q中间用绝缘细线连接，通过另一绝缘细线悬挂在天花板上，当P、Q中同时通有图示方向的恒定电流时，关于两圆环的转动(从上向下看)以及细线中张力的变化，下列说法正确的是(　　) A．P顺时针转动，Q逆时针转动 B．P逆时针转动，Q顺时针转动，转动时两细线张力均不变 C．P与天花板连接的细线张力不变 D．P与天花板连接的细线和与Q连接的细线张力均增大 √ √ 4 5 6 7 2 3 1 课后达标检测 解析：根据安培定则可知，P产生的磁场的方向垂直于纸面向外，Q产生的磁场方向水平向右，根据同名磁极相互排斥的特点可知，P将顺时针转动，Q逆时针转动；转动后P、Q两环靠近部分的电流的方向相同，所以两个圆环相互吸引，两环间细线张力减小。由整体法可知，P与天花板连接的细线张力总等于两环所受的重力之和，大小不变，A、C正确。 4 5 6 7 2 3 1 课后达标检测 5．(多选)(2024·广东深圳期末)如图甲所示是电磁炮发射过程的情境图，在发射过程中，可以简化为炮弹始终处于磁感应强度为B的竖直方向匀强磁场中。不计一切阻力，不考虑炮弹切割磁感线产生的感应电动势。下列说法正确的有(　　) A．匀强磁场方向为竖直向下 B．发射过程中安培力对炮弹做负功 C．若只增大电流，炮弹飞出速度将增大 D．若调换电源正负极并同时将磁场方向变为反向，则炮弹所受磁场力方向也会反向 √ √ 4 5 6 7 2 3 1 课后达标检测 解析：根据左手定则可知，匀强磁场方向为竖直向下，故A正确； 发射过程中安培力对炮弹做正功，炮弹的动能增加，若只增大电流，则根据F＝BIL，可知，安培力变大，则安培力做功变大，则炮弹飞出速度将增大，故B错误，C正确； 若调换电源正负极并同时将磁场方向变为反向，则炮弹所受磁场力方向不变，故D错误。 4 5 6 7 2 3 1 课后达标检测 6.(2024·江苏苏州校考)电磁轨道炮工作原理如图所示，待发射弹体可在两平行光滑轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触。电流I0从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回。轨道电流可在弹体处形成垂直于轨道平面的磁场(可视为匀强磁场)，弹体处磁感应强度的大小B＝kI0。通电的弹体在轨道上由于受到安培力的作用而高速射出。小明同学从网上购买了一个轨道炮模型，其轨道长度L＝50 cm，平行轨道间距d＝2 cm，弹体的质量m＝2 g，导轨中的电流I0＝10 A，系数k＝0.1 T/A。求： 4 5 6 7 2 3 1 课后达标检测 (1)弹体在轨道上运行的加速度大小a； 解析：弹体在轨道上所受安培力大小F安＝BI0d，B＝kI0 根据牛顿第二定律F安＝ma 解得a＝100 m/s2。 答案：100 m/s2　 4 5 6 7 2 3 1 课后达标检测 (2)弹体离开轨道过程中受到安培力的冲量大小I。 答案：0.02 N·s 4 5 6 7 2 3 1 课后达标检测 7.绝缘水平桌面有一竖直向上的匀强磁场B＝1 T，间距L＝1 m的平行金属导轨固定在桌面上，左端连接电源的电动势E＝15 V，内阻r＝1 Ω。质量m＝0.5 kg 的金属棒垂直于导轨放置，与导轨间的动摩擦因数μ＝0.5。细线一端系在金属棒的中点，另一端通过桌边光滑定滑轮挂一重物时，金属棒恰处于静止状态且刚好不向右滑，细线水平且与金属棒垂直。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10 m/s2，金属棒接入电路的电阻R＝2 Ω，导轨电阻不计，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6。 4 5 6 7 2 3 1 课后达标检测 (1)求悬挂重物的质量M。 答案：0.75 kg 4 5 6 7 2 3 1 课后达标检测 (2)若锁定金属棒，保持磁感应强度大小不变，将磁场方向顺时针旋转过53°后解锁金属棒的瞬间，求重物加速度a的大小。 解析：设磁场旋转后轨道对金属棒的支持力为FN， BIL sin 53°＋FN＝mg 磁场旋转后，安培力水平方向分量减小，金属棒向右加速，有Mg－BIL cos 53°－μFN＝(m＋M)a 解得a＝3.2 m/s2。 答案：3.2 m/s2 4 5 6 7 2 3 1 课后达标检测 $