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1.2安培力的应用——高二物理教科版（2019）选修二期末易错题集训
一、直流电动机
（1）构造：磁场（磁体）、转动线圈、电刷、电源。其中，滑环在其中起了一个①________的作用。
（2）原理：当电流通过线圈时，导线受到②________的作用而转动，并且每转③________，线圈内电流方向就变换一次，从而可以连续转动。
（3）除直流电动机外还有交流电动机。例如家用的电风扇、洗衣机、抽油烟机等使用的都是交流电动机。
（4）能量转换：④________转化为⑤________。
二、电磁炮
（1）构造：金属导轨和弹丸.
（2）原理：两条平行的金属导轨充当传统火炮的炮管，弹丸放置在两导轨间，它与两导轨间接触良好且摩擦很小。当两导轨接入电源时，强大的电流 I 从其中一个导轨流入，经弹丸从另一导轨流回，两导轨中的强电流在两导轨间产生强磁场，磁场方向竖直向上。利用左手定则可以判定，弹丸受到的安培力方向水平向右，它将在导轨上以很大的加速度做加速运动，最终高速发射出去。
（3）优点：电磁炮弹体积小、重量轻、安全隐患低；电磁炮发射稳定性好，初速度大，射程远，射击精度高。
三、磁电式电流表
（1）构造：刻度盘、指针、蹄形磁铁、极靴（软铁制成）、螺旋弹簧、线圈、圆柱形铁芯（软铁制成）.
（2）原理：当电流通过线圈时，导线受到⑥________的作用而转动。
（3）优点：⑦________高。注意：在测量较大电流时，请勿超过电表量程，否则易损坏电表。
答案：
①换向器 ②安培力 ③半圈 ④电能 ⑤机械能 ⑥安培力 ⑦灵敏度
一、单选题
1.某磁电式电流表结构如图甲所示，矩形线圈匝数为n，长边长度为l。矩形线圈放在均匀辐射状磁场中如图乙所示，两条长边经过的位置磁感应强度大小为B。当线圈长边中电流为I时，电流表指针偏转的角度为θ，则当电流表指针偏转的角度为时，线圈一侧长边受到的安培力大小为( )
A. B. C. D.
2.将一段通电直导线abc从中点b折成120°，分别放在甲、乙所示的匀强磁场中，甲图中导线所在平面与磁场的磁感线平行，乙图中导线所在平面与磁场的磁感线垂直，若两图中两导线所受的安培力大小相等，则甲、乙两图中磁场的磁感应强度大小之比为( )
A. B. C. D.
3.在“探究影响通电导体所受磁场力大小的因素”实验中，某同学设计了如图所示的电路，他在光滑导体棒MN的左右两侧各安装了力传感器，用以测量安培力的大小和方向。导体棒MN的周围存在匀强磁场，闭合开关后，下列说法正确的是( )
A.仅将滑动变阻器的滑片P向下滑动，安培力变小
B.仅改变导体棒MN中电流方向，安培力方向不变
C.仅将磁场方向反向，安培力方向不变
D.仅增大磁感应强度，安培力变大
4.如图所示，一段导线abcd弯成半径为R、圆心角为90°的部分扇形形状，置于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向（垂直于纸面向里）垂直.线段ab和cd的长度均为.流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示.则导线abcd受到的安培力方向和大小分别为( )
A.沿纸面向上， B.沿纸面向上，
C.沿纸面向下， D.沿纸面向下，
5.如图所示，由相同金属导线绕成正方形导线框ABCD，将线框ABCD放入垂直于纸面向里的匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，将两端点接在电源两端，若线框AB边所受安培力大小为，则整个线框ABCD所受的安培力大小为( )
A. B. C. D.
二、多选题
6.实验室经常使用的电流表是磁电式仪表，其原理示意图如图所示，两磁极装有极靴，极靴中间还有一个用软铁制成的圆柱形铁芯，两者之间有可转动的线圈。极靴与圆柱形铁芯间的磁感线（部分）已画出，和d为磁场中的四个点，左、右两侧通电导线中的电流方向已标出。下列说法正确的是( )
A.极靴与圆柱形铁芯间的磁场是匀强磁场
B.两点的磁感应强度方向相同
C.图示左侧通电导线受到的安培力向上
D.因为磁感线是闭合的，所以有大量磁感线通过圆柱形铁芯
7.下列关于磁电式电流表（结构如图所示）的说法正确的是( )
A.磁电式电流表最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈
B.表盘的刻度是不均匀的
C.根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向
D.优点是灵敏度高，缺点是允许通过的电流很弱
8.磁场对电流的作用力通常称为安培力.关于安培力，下列说法正确的是( )
A.通电直导线在匀强磁场中受到的安培力的方向总是垂直于磁场的方向
B.放在匀强磁场中的通电导线一定受磁场的作用力
C.通电直导线跟磁场方向平行时安培力最大
D.将处在匀强磁场中的通电直导线从中点折成直角，安培力的大小可能变为原来的
9.如图所示，通电导体棒静止于水平导轨上，棒的质量为m，长为L，通过的电流大小为I且垂直纸面向外，匀强磁场的磁感应强度B的方向（平行于纸面）与导轨平面成θ角，则导体棒受到的( )
A.安培力大小为 B.安培力大小为
C.摩擦力大小为 D.支持力大小为
三、计算题
10.如图所示,两光滑平行金属导轨间的距离,金属导轨所在的平面与水平面夹角,在导轨所在平面内,分布着方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场.现把一个质量的导体棒垂直放在金属导轨上,当接通电源后,导轨中通过的电流,导体棒恰好静止,g取.已知,求:
(1)磁场的磁感应强度大小;
(2)若突然只将磁场方向变为竖直向上,其他条件不变,则磁场方向改变后的瞬间,导体棒的加速度大小.
答案以及解析
1.答案：A
解析：磁电式电流表偏转角度与通电电流成正比，当线圈长边中电流为I时，电流表指针偏转的角度为θ，则当电流表指针偏转的角度为时，线圈长边中电流为，根据安培力公式可得，线圈一侧长边受到的安培力大小为
BCD错误，A正确。
故选A。
2.答案：B
解析：设导线的总长为2L，通过导线的电流为I，图甲中导线受到的安培力大小为；图乙中导线受到的安培力的大小为，根据题意有，则有；
故选B。
3.答案：D
解析：仅将滑动变阻器的滑片P向下滑动，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据电流可知流过导体棒MN的电流变大，由安培力，可知安培力变大，A错误；根据左手定则，当仅改变导体棒MN中电流方向或仅将磁场方向反向时，安培力方向会发生改变，BC错误；根据安培力，仅增大磁感应强度，安培力变大，D正确。
4.答案：A
解析：题图中导线的有效长度为a到d的直线距离，由几何关系可知，有效长度，由安培力计算公式可得导线adcd受到的安培力大小，由左手定则可知，安培力方向沿纸面向上，选项A正确.
5.答案：B
解析：由题图可知，CD边与CBAD边并联，设通过AB的电流为I，由电阻定律知，并联电路两端电压相等，则通过CD的电流为边所受安培力大小边所受安培力大小，由左手定则知，边所受安培力大小相等、方向相反，边所受安培力方向相同，则整个线框ABCD所受的安培力大小，B正确.
6.答案：BD
解析：A.极靴与圆柱间的磁场大小、方向并非总是相同，不是匀强磁场，故A错误；
B.两点的磁感应强度方向相同，故B正确；
C.根据左手定则可知，图示左侧通电导线受到的安培力向下，故C错误；
D.因为磁感线是闭合的，所以有大量磁感线通过圆柱形铁芯，故D正确。
故选BD。
7.答案：ACD
解析：磁电式电流表最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈，优点是灵敏度高，缺点是允许通过的电流很弱，AD正确；极靴与铁芯之间的磁场都沿半径方向，线圈无论转到什么位置，它的平面都跟磁感线平行，分析受力可知刻度盘的刻度是均匀的，B错误；线圈中电流方向改变时，安培力的方向随着改变，指针的偏转方向跟着改变，可知C正确。
8.答案：AD
解析：根据左手定则可知，通电直导线在匀强磁场中所受的安培力的方向垂直于电流与磁场确定的平面，则安培力方向与磁场方向一定垂直，选项A正确.放在匀强磁场中的通电导线，如果电流与磁场方向平行，则不受磁场的作用力，选项B错误.当通电直导线跟磁场方向垂直时安培力最大，选项C错误.假设初始时导线与磁场垂直，将导线从中点折成直角后，若弯折部分与磁场平行，则导线的有效长度为原来的一半，安培力变为原来的一半；若弯折部分与磁场仍垂直，则导线的有效长度为原来的，安培力变为原来的，选项D正确.
9.答案：AC
解析：根据安培力计算公式，，A正确，B错误；导体棒受力如图所示，根据平衡条件，，C正确；，D错误。
10.答案：(1)0.4 T
(2)
解析：(1)导体棒静止时受力情况如图甲所示,根据平衡条件得,而,解得.
(2)改变磁场方向后,导体棒受力情况如图乙所示,根据牛顿第二定律得,,解得.

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