第1章 2. 安培力的应用-2026-2027学年高中物理选择性必修第二册课堂重点&课时训练合集（教科版）

教科版·选择性必修第二册·第一章磁场对电流的作用 安培力的应用 课时重点&课堂同步 模块1 本小节知识重点梳理 序号 核心知识点 关键内容 安培力方向 用左手定则判定：伸开左手，使拇指与其余四指垂直且在同一平面内，让磁感 线从掌心穿入，四指指向电流方向，则拇指所指方向即为安培力方向。 2 安培力大小 当B⊥I时，F=BlL;当B1时，F=0;当B与I成0角时，F=BILsin0。 公式适用条件 适用于匀强磁场中直导线；L为导线在磁场中的有效长度（两端点连线在垂直 3 于B方向上的投影长度)。 安培力方向特点 安培力F⊥B,且F⊥山，即F垂直于B与I所决定的平面。 直流电动机原理 利用安培力使线圈在磁场中转动，通过换向器改变电流方向，使线圈持续同向 转动，实现电能→机械能的转化。 磁电式电表原理 通电线圈在磁场中受安培力作用发生偏转，游丝提供恢复力矩，指针偏转角与 6 电流大小成正比。 电流天平 利用安培力与重力平衡测量磁感应强度：BIL=mg(或力矩平衡)，可求B。 扬声器原理 通电线圈（音圈）在永磁场中受安培力驱动，带动纸盆振动发声，实现电信号 8 →声信号转化。 电磁炮/电磁驱动 利用安培力对通电导体产生巨大推力，使导体（炮弹）高速运动；电磁驱动利 9 用安培力使导体随磁场运动。 安培力做功 安培力可以做正功、负功或不做功；安培力做正功时，电能→机械能；做负功 10 时，机械能→电能。 核心公式速记 ★F=BlL(B⊥I);F=BILsin0(一般情况)；方向判定：左手定则。 模块2 课堂同步提升习题 一、单选题 (每题只有一个正确选项) 1.关于安培力的方向，下列说法正确的是 A.安培力方向一定与电流方向相同 B.安培力方向一定与磁感应强度方向相同 C,安培力方向一定既垂直于电流方向又垂直于磁感应强度方向 D.安培力方向一定与电流方向和磁感应强度方向都平行 2.一根长为L的直导线放在匀强磁场中，导线与磁场方向垂直，导线中通有电流1，磁感应强度为B,则导线所受安 培力大小为 A.BIL B.BILsin30C.0 D.BILcos 3.在赤道上方水平放置一根通有自西向东电流的直导线，该处地磁场方向水平向北，则导线所受安培力的方向为 A竖直向上B.竖直向下C.水平向北D.水平向南 4,关于公式F=BL,下列说法正确的是 A.该公式适用于任何磁场 B.该公式只适用于匀强磁场中垂直于磁场方向的直导线 C.该公式中L一定等于导线的总长度 D.该公式中B一定等于导线所在处的磁感应强度大小 5.直流电动机中换向器的作用是 A增大线圈中的电流B.改变线圈中的电流方向 C.增大磁场对线圈的作用力D.减小线圈转动时的摩擦 6.磁电式电流表中，游丝的主要作用是 A.增大通电线圈所受的安培力 B.产生恢复力矩，使指针偏转角与电流成正比 C,改变线圈中的电流方向 D.增大线圈所在处的磁感应强度 7.一段通电直导线放在匀强磁场中，导线与磁场方向平行，则导线受到的安培力为 A.BILB.BILsin45° C.0D.BILcos45° 8.关于安培力做功，下列说法正确的是 A安培力一定不做功 B.安培力一定做正功 C,安培力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功 D.安培力一定做负功 9.电流天平可以用来测量 A.电流的大小B.磁感应强度的大小 C.导线的长度 D.重力加速度的大小 10.扬声器中音圈在磁场中受力振动的原理是 A.电磁感应B.安培力C.库仑力D.洛伦兹力 二、多选题（每题有多个正确选项） 11.关于安培力，下列说法正确的是 A.安培力是磁场对通电导线的作用力 B.安培力的方向可以用左手定则判定 C.安培力的大小一定等于BL D.当导线与磁场方向平行时，安培力为零 12.下列设备中，利用了安培力原理工作的有 A直流电动机B.磁电式电流表C,扬声器 D.电磁铁 13.一根直导线垂直于磁场方向放入匀强磁场中，下列措施中能使导线所受安培力增大为原来2倍的有 A.将导线长度变为原来的2倍 B.将电流变为原来的2倍 C.将磁感应强度变为原来的2倍 D.将导线与磁场方向的夹角变为30° 14.关于安培力公式F=BILsin0,下列说法正确的是 A.日是电流方向与磁场方向的夹角 B.当0=90°时，F=BLC.当0=0°或180°时，F=0 D.该公式只适用于匀强磁场 15.关于直流电动机，下列说法正确的是 A.电动机工作时将电能转化为机械能 B.换向器每半周改变一次线圈中的电流方向 C,线圈在磁场中转动是因为受到了安培力 D.电动机的转速与电流大小无关 三、填空题 16.左手定则的内容：伸开左手，使拇指与其余四指垂直且在同一平面内，让磁感线从 穿入，四指指向 方向，则拇指所指方向即为安培力方向。 17.当通电直导线与匀强磁场方向垂直时，安培力大小的计算公式为「=；当导线与磁场方向平行时，安培 力大小为 18.一根长0.5的直导线垂直放入磁感应强度为0.4T的匀强磁场中，通以2A的电流，则导线所受安培力大小为 N。 19.直流电动机中， 的作用是每半周自动改变线圈中的电流方向，使线圈能够持续转动。 20.磁电式电流表中，通电线圈在磁场中受到 作用发生偏转， 产生恢复力矩，使指针的偏转角与 电流大小成正比。 四、判断题（正确写""，错误写"×"） 21.安培力的方向既垂直于电流方向，又垂直于磁场方向。 22.通电导线在磁场中一定受到安培力的作用。 23.公式F=BIL中的L是导线在磁场中的有效长度。 24.安培力只能做正功，不能做负功。 25.扬声器的工作原理是通电线圈在磁场中受安培力作用而振动。 五、简答题 26.简述直流电动机的工作原理。 27.简述电流天平测量磁感应强度的基本原理。 六、计算题 28.一根长为0.4m的直导线垂直放入匀强磁场中，导线中通有3A的电流，导线所受安培力为0.6N。求： (1)该匀强磁场的磁感应强度B的大小； (2)若将导线与磁场方向的夹角改为30°，其他条件不变，导线所受安培力的大小。 29.一根长为0.2的直导线放在匀强磁场中，磁场方向与导线成60°角，磁感应强度为0.5T,导线中通有4A的电 流。求导线所受安培力的大小。 30.在电流天平实验中，一根长为0.1m的直导线水平放置且垂直于匀强磁场，导线中通有2A的电流时，需要在导 线另一端施加0.04N的力才能使天平平衡。求该匀强磁场的磁感应强度大小。 模块3 参考答案 一、单选题 1.C解析：安培力方向既垂直于电流方向，又垂直于磁感应强度方向，即垂直于B与1所决定的平面。 2.A解析：导线与磁场垂直，F=BL。 3.A解析：电流自西向东，磁场水平向北，根据左手定则，安培力方向竖直向上。 4.B解析：公式F=BL适用于匀强磁场中导线与磁场方向垂直的情况；L为有效长度；B为导线所在处的磁感应强度。 5.B解析：换向器的作用是每半周改变线圈中的电流方向，使线圈持续同向转动。 6.B解析：游丝产生恢复力矩，使指针偏转角与电流大小成正比。 7.C解析：导线与磁场方向平行时，安培力为零。 8.C解析：安培力可以做正功（电能→机械能）、负功（机械能→电能）或不做功。 9.B解析：电流天平利用安培力与重力平衡，可以测量磁感应强度的大小。 10.B解析：扬声器中音圈在磁场中受安培力作用而振动。 二、多选题 11.ABD解析：安培力是磁场对通电导线的作用力，方向由左手定则判定；当导线与磁场平行时安培力为零；安培力大 小一般情况下为F=BILsin0,不一定等于BIL,故C错误。 12.ABC解析：直流电动机、磁电式电流表、扬声器均利用安培力原理工作；电磁铁利用电流的磁效应工作，不是安培 力。 13.ABC解析：F=BIL,当L、【、B分别变为原来的2倍时，F均变为原来的2倍；D选项中夹角变为30时， F=BlLsin30°=0.5BIL,变为原来的一半。 14.ABCD解析：日为电流方向与磁场方向的夹角；0=90°时F=BIL;日=0°或180°时F=0;公式适用于匀强磁场。 15.ABC解析：电动机将电能转化为机械能；换向器每半周改变电流方向；线圈转动是因为受到安培力；转速与电流大小 有关，D错误。 三、填空题 16.掌心；电流解析：左手定则：磁感线从掌心穿入，四指指向电流方向，拇指指向安培力方向。 17.BIL;0解析：B⊥I时F=BIL;B∥1时F=0。 18.0.4解析：F=BIL=0.4×2×0.5N=0.4N。 19.换向器解析：换向器每半周自动改变线圈中的电流方向。 20.安培力；游丝解析通电线圈受安培力偏转，游丝产生恢复力矩。 四、判断题 21.「解析：安培力方向垂直于B与1所决定的平面。 22.×解析：当导线与磁场方向平行时，安培力为零。 23.√厂解析：L为导线在磁场中的有效长度。 24.×解析：安培力可以做正功、负功或不做功。 25.「厂解析：扬声器利用通电线圈在磁场中受安培力作用而振动发声。 五、简答题 26.答：直流电动机的工作原理是：通电线圈在磁场中受到安培力的作用，安培力使线圈发生转动；当线圈转过半周后， 换向器自动改变线圈中的电流方向，使线圈受到的安培力方向再次与转动方向一致，从而保证线圈能够持续同向转动。电 动机工作时将电能转化为机械能。 27.答：电流天平的基本原理是：将一段已知长度的直导线水平放置在匀强磁场中，且导线与磁场方向垂直。当导线中通 入电流I时，导线受到安培力F=BL的作用；通过调节天平另一端的砝码或力使天平重新平衡，由平衡条件可得BL=mg (或BL=F),从而求出磁感应强度B的大小。 六、计算题 28. (1)导线与磁场垂直，由F=BIL得：B=F/L)=0.6/3×0.4)T=0.6/1.2T=0.5T。 (2)当导线与磁场方向夹角为30°时：F'=BlLsin30°=0.5×3×0.4×0.5N=0.3N。 答：(1)磁感应强度B的大小为0.5T;(2)安培力的大小为0.3N。 29. 由安培力公式F=BILsin6得：F=0.5×4×0.2×sin60°=0.5×4×0.2×(W厂3/2)N=0.2,√厂3N≈0.346N。 答：导线所受安培力的大小约为0.346N。 30. 导线与磁场垂直，由平衡条件得：BIL=F,B=F/(L)=0.04/八2×0.1)T=0.04/0.2T=0.2T。 答：该匀强磁场的磁感应强度大小为02T。