课时测评2 安培力的应用-【金版新学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册同步课堂高效讲义配套练习（粤教版）

课时测评2　安培力的应用 (时间：30分钟　满分：50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5分，共35分) 1.(2025·珠海市高二期中) 如图所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度。下列各选项所示的载流线圈匝数相同，边长MN相等，将它们分别挂在天平的右臂下方，线圈中通有大小相同的电流，天平处于平衡状态。若磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是(　　) 答案：A 解析：四个线圈在磁场中的等效长度不同，A中线圈等效长度最大，根据F＝nBIL可知，A中线圈所受磁场力最大，当磁场发生微小变化时，A中线圈对应的天平最容易失去平衡。故选A。 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)(2025·佛山市高二联考期中)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)(2025·汕头市高二校考期中)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)(2025·深圳市高二统考期中)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)(2024·佛山市高二统考期末)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．(15分)(2025·汕头市高二校考期中)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。 学科网（北京）股份有限公司 $