一、安培力及其方向1．填一填(1)安培力：磁場對 的作用力。(2)決定安培力方向的因素：①磁場的方向；② 的方向。(3)左手定則：伸開 ，使大拇指與四指 ，且都與手掌在同一個平面內(nèi)。讓磁感線垂直穿入 ，并使四指指向 的方向，這時 所指方向就是通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向。
2．判一判(1)安培力的方向與磁場方向相同。( )(2)安培力的方向與電流方向一定垂直。( )(3)安培力的方向與磁場方向一定垂直。( )3．想一想為什么接通電源之后，會觀察到原來靜止的導(dǎo)體棒發(fā)生擺動？提示：因為通電導(dǎo)體棒在磁場中受到了安培力的作用。
二、安培力的大小1．填一填(1)當(dāng)通電直導(dǎo)線與磁場方向平行時，如圖(a)所示，通電直導(dǎo)線所受安培力的大小F＝ 。(2)當(dāng)通電直導(dǎo)線與磁場方向垂直時，如圖(b)所示，通電直導(dǎo)線所受安培力的大小F＝BIL。
(3)當(dāng)通電直導(dǎo)線與磁場方向成θ角時，如圖(c)所示，可以將原磁場的磁感應(yīng)強度B分解為與直導(dǎo)線垂直的分量B1和與直導(dǎo)線平行的分量B2，如圖(d)所示。通電直導(dǎo)線所受安培力的大小F＝B1IL＝ 。2．判一判(1)若勻強磁場中磁感應(yīng)強度為B＝1 T，導(dǎo)線中電流L＝1 A，導(dǎo)線長度L＝1 m，則導(dǎo)線所受安培力F＝1 N。( )(2)若通電導(dǎo)線在某處不受安培力，則該處磁感應(yīng)強度一定為0。( )(3)同樣情況下，當(dāng)導(dǎo)線垂直于磁場放置時，安培力最大。( )
3．想一想在磁場越強的地方通電導(dǎo)線受到的安培力一定越大嗎？提示：不一定，通電導(dǎo)線受安培力的大小與B、I、L及θ有關(guān)，當(dāng)θ＝0°(B∥I)時，無論B如何，總有F＝0。
三、安培力的應(yīng)用1．填一填(1)電流天平①原理圖：
(2)磁電式電表①結(jié)構(gòu)：磁體、軟鐵、線圈、螺旋彈簧、指針等。②物理學(xué)原理：通電線圈因受 而轉(zhuǎn)動。
③工作原理：a．線圈中不通電流時，螺旋彈簧處于自然狀態(tài)，線圈處于水平位置，指針指向 。b．當(dāng)線圈中通入電流時，線圈左右兩邊受到大小相等、方向相反的一對安培力，線圈在安培力作用下轉(zhuǎn)動，導(dǎo)致螺旋彈簧被扭轉(zhuǎn)，產(chǎn)生一個阻礙線圈轉(zhuǎn)動的阻力。當(dāng)安培力與螺旋彈簧阻力作用效果相當(dāng)時，線圈停在某一位置，電表指針指示表盤相應(yīng)刻度線，進而得到相應(yīng) 的大小。
c．改變通入線圈的電流方向， 的方向隨之改變，指針的偏轉(zhuǎn)方向也隨之改變。所以，根據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)方向，可以知道通過電表的 方向。④優(yōu)缺點a．優(yōu)點是 ，可以測出 的電流；b．缺點是線圈的導(dǎo)線 ，允許通過的電流 。(3)直流電動機①結(jié)構(gòu)：由蹄形磁鐵、線圈、電刷和換向器等部件組成。
②工作原理如圖(a)所示，線圈通電后，在安培力作用下轉(zhuǎn)動至位置(b)時，無安培力作用，但由于 作用，線圈仍按原方向繼續(xù)轉(zhuǎn)動；通過兩個半圓形銅環(huán)(換向器)和電刷，保證了線圈轉(zhuǎn)到(c)時線圈受到的 始終推動線圈往同一個方向轉(zhuǎn)動。③優(yōu)點：通過改變輸入電流的大小，就能直接調(diào)節(jié)電動機的 。
2．判一判(1)電流天平是利用等效替代法測量磁感應(yīng)強度的。( )(2)磁電式電表只能測定電流的大小，不能測定被測電流的方向。( )(3)直流電動機工作過程中線圈中的電流方向是不變的。( )3．選一選所謂電流表的靈敏度，是指在通入相同電流的情況下，指針偏轉(zhuǎn)角度的大小。偏角越大，靈敏度越高。下列關(guān)于提高磁電式電表靈敏度的方法不正確的是(　　)A．增強永久磁鐵的磁性　B．增大螺旋彈簧的勁度系數(shù)C．增大線圈的面積 D．增加線圈的匝數(shù)
解析：通電線圈在磁場中轉(zhuǎn)動時，螺旋彈簧變形，反抗線圈的轉(zhuǎn)動。電流越大，安培力就越大，螺旋彈簧的形變也就越大。要提高磁電式電表的靈敏度，就要在通入相同的電流時，讓指針的偏轉(zhuǎn)角度增大，所以要減小螺旋彈簧的勁度系數(shù)，同時使安培力變大，即增強永久磁鐵的磁性、增大線圈的面積、增加線圈的匝數(shù)。答案：B　
探究(一)　　安培力方向的判斷[問題驅(qū)動]如果磁場和電流的方向如圖所示，試判斷導(dǎo)體棒所受安培力的方向？提示：如圖所示可將磁感應(yīng)強度B分解為B1、B2兩個分量：平行于導(dǎo)線的分量B2不對通電導(dǎo)線產(chǎn)生作用力，通電導(dǎo)線所受作用力僅由B1決定，根據(jù)左手定則可判斷，導(dǎo)體棒所受安培力的方向垂直B、I所在平面向外?！　　　?
【重難釋解】1．安培力方向的特點(1)當(dāng)電流方向跟磁場方向垂直時，安培力的方向、磁場方向和電流方向兩兩相互垂直。應(yīng)用左手定則判斷時，磁感線從掌心垂直進入，拇指、其余四指和磁感線三者兩兩垂直。(2)當(dāng)電流方向跟磁場方向不垂直時，安培力的方向仍垂直于電流方向，也垂直于磁場方向。應(yīng)用左手定則判斷時，拇指與四指、拇指與磁感線均垂直，但磁感線與四指不垂直。
2．安培定則與左手定則對比理解
　典例1　在等邊三角形的三個頂點A、B、C處，各有一條長直導(dǎo)線垂直穿過紙面，導(dǎo)線中均通有大小相等的恒定電流，方向如圖所示。過C點的導(dǎo)線所受安培力的方向(　 )A．與AB邊平行，豎直向上B．與AB邊平行，豎直向下C．與AB邊垂直，指向左邊D．與AB邊垂直，指向右邊[解析]　根據(jù)通電直導(dǎo)線中電流相互作用的規(guī)律可知A處導(dǎo)線與C處導(dǎo)線相互吸引，B處導(dǎo)線與C處導(dǎo)線也相互吸引，且安培力大小相等，所以C處導(dǎo)線所受的合力方向一定指向左邊且與AB邊垂直，選項C正確。[答案]　C
安培力方向的判斷技巧(1)安培定則與左手定則的選取原則(2)兩平行通電直導(dǎo)線的相互作用規(guī)律：同向電流互相吸引，反向電流互相排斥。
【素養(yǎng)訓(xùn)練】1.(2021·濟南高二檢測)如圖所示是濟南某地標(biāo)性建筑，高度為303米，高聳的尖頂實質(zhì)是避雷針，當(dāng)帶有負電的烏云經(jīng)過避雷針上方時，避雷針開始放電形成瞬間電流，烏云所帶負電荷通過避雷針導(dǎo)入大地。則地磁場對避雷針的作用力的方向為 (　　)A．正東　　　　　　　B．正西C．正南 D．正北
解析：當(dāng)帶有負電的烏云經(jīng)過避雷針上方時，避雷針開始放電形成瞬間電流，負電荷從上而下通過避雷針，所以電流的方向為從下而上，地磁場的方向從南向北，根據(jù)左手定則，安培力的方向向西，故B正確，A、C、D錯誤。答案：B　
2．(2021·青島高二檢測)某同學(xué)畫的表示磁感應(yīng)強度B、電流I和安培力F的相互關(guān)系如下列選項圖所示，其中正確的是(　　)
解析：A圖中磁場方向和電流方向平行，導(dǎo)線不受安培力作用；根據(jù)左手定則可知，B圖中安培力的方向應(yīng)垂直于磁場方向向上，C圖中安培力的方向應(yīng)垂直于導(dǎo)線向下，D圖中安培力的方向垂直于導(dǎo)線向右。故選項D正確。答案：D　
3．畫出下圖中通電導(dǎo)體棒所受的安培力的方向。解析：題中A、B、C給出的立體圖，如果直接把通電導(dǎo)體棒受到的安培力畫在立體圖上則較為抽象。為了直觀，一般都畫成平面圖。對A、B、C中的各圖從外向內(nèi)看的正視平面圖如圖所示(此時通電導(dǎo)體棒是一個橫截面圖)。
探究(二)　　安培力大小的分析與計算[問題驅(qū)動]把盛有導(dǎo)電液體的玻璃器皿放在兩磁極中間，接通電源后，會看到液體旋轉(zhuǎn)起來。如果增大電流，將會看到什么現(xiàn)象？提示：增大電流，通電的液體受力變大，液體旋轉(zhuǎn)會加快?！　　　?
【重難釋解】1．F＝BILsin θ適用于勻強磁場中的通電直導(dǎo)線，求彎曲導(dǎo)線在勻強磁場中所受安培力時，L為有效長度，即導(dǎo)線兩端點所連直線的長度，相應(yīng)的電流方向沿L由始端流向末端，如圖所示。
2．同樣情況下，通電導(dǎo)線與磁場方向垂直時，所受的安培力最大；通電導(dǎo)線與磁場方向平行時，不受安培力；通電導(dǎo)線與磁場方向斜交時，所受的安培力介于0和最大值之間。3．在非勻強磁場中，只要長度為L的通電直導(dǎo)線所在位置的各點磁感應(yīng)強度B矢量相等(包括大小和方向)，則通電直導(dǎo)線所受安培力也能用公式F＝BILsin θ計算。4．當(dāng)電流同時受到幾個安培力時，則電流所受的安培力為這幾個安培力的矢量和。
典例2　如圖，由均勻的電阻絲組成的等邊三角形導(dǎo)體框，垂直勻強磁場放置，將M、N兩點接入電壓恒定的電源兩端，通電時，線框受到的安培力為1.2 N，若將MON邊移走，則余下線框受到的安培力大小為(　　)A．0.6 N　　　　　　　　B．0.8 NC．1.2 N D．1.6 N
應(yīng)用安培力公式F＝BILsin θ解題的技巧應(yīng)用公式F＝BILsin θ求安培力大小時不能死記公式，應(yīng)正確理解公式中各物理量的實質(zhì)，可將Bsin θ理解為有效磁感應(yīng)強度或?qū)sin θ理解為有效長度，θ為磁場方向與直導(dǎo)線中電流方向之間的夾角?！　　　?
【素養(yǎng)訓(xùn)練】1．長度為L、通有電流為I的直導(dǎo)線放入一勻強磁場中，電流方向與磁場方向如圖所示，已知磁感應(yīng)強度為B，對于下列各圖中，導(dǎo)線所受安培力的大小計算正確的是(　　)
解析：A圖中，導(dǎo)線不和磁場垂直，故將導(dǎo)線投影到垂直磁場方向上，故F＝BILcs θ，A正確；B圖中，導(dǎo)線和磁場方向垂直，故F＝BIL，B錯誤；C圖中導(dǎo)線和磁場方向垂直，故F＝BIL，C錯誤；D圖中導(dǎo)線和磁場方向垂直，故F＝BIL，D錯誤。答案：A　
解析：由題知B＝3×10－2 T，I＝10 A，L＝10 cm＝0.1 m。(1)導(dǎo)線繞O點順時針轉(zhuǎn)過60°角時，B與I的夾角為θ＝150°，安培力的大小F＝BILsin 150°＝1.5×10－2 N，安培力的方向垂直紙面向外。(2)導(dǎo)線繞O點向紙面外轉(zhuǎn)過30°角時，B與I仍垂直，安培力的大小F＝BIL＝3×10－2 N，安培力的方向與ab方向垂直斜向下指向紙面外。答案：(1)1.5×10－2 N　方向垂直紙面向外(2)3×10－2 N　方向與ab方向垂直斜向下指向紙面外
探究(三)　　安培力作用下導(dǎo)體的運動[問題驅(qū)動]如果將一根柔軟的彈簧懸掛起來，使它的下端剛好跟槽中的水銀接觸。(1)通電后，你會觀察到什么現(xiàn)象？(2)為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象？提示：(1)彈簧上下振動，電路交替通斷。(2)通電時，彈簧各相鄰線圈通有同向電流，線圈相互吸引，彈簧收縮；由于彈簧收縮，電路斷開，相互吸引力消失，電路又接通。這個過程反復(fù)出現(xiàn)，使得彈簧上下振動，電路交替通斷?！　　　?
【重難釋解】判斷通電導(dǎo)線在磁場中運動情況的方法不管是電流還是磁體，對通電導(dǎo)線的作用都是通過磁場來實現(xiàn)的，因此，要判定通電導(dǎo)線在安培力作用下的運動，首先必須要清楚導(dǎo)線所在位置的磁場分布情況，然后結(jié)合左手定則準(zhǔn)確判斷導(dǎo)線的受力情況，進而確定導(dǎo)線的運動情況，在實際操作過程中，往往采用以下五種方法：
典例3　如圖所示，將通電直導(dǎo)線AB用絲線懸掛在電磁鐵的正上方，直導(dǎo)線可自由轉(zhuǎn)動，則接通開關(guān)K的瞬間(　　)A．A端向上運動，B端向下運動，懸線張力不變B．A端向下運動，B端向上運動，懸線張力不變C．A端向紙外運動，B端向紙內(nèi)運動，懸線張力變小D．A端向紙內(nèi)運動，B端向紙外運動，懸線張力變大
[解析]　當(dāng)開關(guān)K接通時，根據(jù)安培定則知電磁鐵附近磁感線的分布如圖所示，由左手定則知通電直導(dǎo)線此時A端受力指向紙內(nèi)，B端受力指向紙外，故導(dǎo)線將轉(zhuǎn)動，由特殊位置法知當(dāng)導(dǎo)線轉(zhuǎn)到與磁感線垂直時，整根導(dǎo)線受到的磁場力方向豎直向下，故懸線張力變大，D正確。[答案]　D
判斷安培力作用下通電導(dǎo)體的運動方向的思路(1)首先應(yīng)畫出通電導(dǎo)體所在位置的磁感線方向。(2)根據(jù)左手定則確定通電導(dǎo)體所受安培力的方向。(3)由通電導(dǎo)體的受力情況判斷通電導(dǎo)體的運動方向。
【素養(yǎng)訓(xùn)練】1.用兩根細線把兩個完全相同的圓形導(dǎo)線環(huán)懸掛起來，讓二者等高平行放置，如圖所示，當(dāng)兩導(dǎo)線環(huán)中通入方向相同的電流I1、I2時，則有(　　)A．兩導(dǎo)線環(huán)相互吸引B．兩導(dǎo)線環(huán)相互排斥C．兩導(dǎo)線環(huán)無相互作用力D．兩導(dǎo)線環(huán)先吸引后排斥
解析：通電的導(dǎo)線環(huán)周圍能夠產(chǎn)生磁場，磁場的基本性質(zhì)是對放入其中的磁體或電流產(chǎn)生力的作用。由于導(dǎo)線環(huán)中通入的電流方向相同，二者同位置處的電流方向完全相同，相當(dāng)于通入同向電流的直導(dǎo)線，根據(jù)同向電流相互吸引的規(guī)律，可知兩導(dǎo)線環(huán)應(yīng)相互吸引，故A正確。答案：A　
2.(2021·廣州高二檢測)如圖所示，在條形磁鐵S極附近用絕緣輕繩懸掛一輕質(zhì)圓線圈時，磁鐵與圓線圈在同一平面內(nèi)，當(dāng)線圈中通有逆時針方向電流時，則線圈運動情況是(　　)A．從上向下看，線圈順時針旋轉(zhuǎn)，同時靠近S極B．從上向下看，線圈順時針旋轉(zhuǎn)，同時遠離S極C．從上向下看，線圈逆時針旋轉(zhuǎn)，同時靠近S極D．從上向下看，線圈逆時針旋轉(zhuǎn)，同時遠離S極解析：由安培定則可知，線圈的前面為N極，后面為S極；因為異名磁極相互吸引，因此從上往下看，線圈沿順時針方向轉(zhuǎn)動，同時靠近S極。答案：A　
3.(2021·寧波高二檢測)一直導(dǎo)線平行于通電螺線管的軸線，放置在螺線管的上方，如圖所示。如果直導(dǎo)線可以自由地運動且通以由a到b的電流，則導(dǎo)線ab受磁場力后的運動情況為(　　)A．從上向下看順時針轉(zhuǎn)動并靠近螺線管B．從上向下看順時針轉(zhuǎn)動并遠離螺線管C．從上向下看逆時針轉(zhuǎn)動并遠離螺線管D．從上向下看逆時針轉(zhuǎn)動并靠近螺線管
解析：通電螺線管的磁感線如圖所示，則由圖示可知：導(dǎo)線左側(cè)所處的磁場方向斜向上，導(dǎo)線右側(cè)所處的磁場方向斜向下。則由左手定則可知，導(dǎo)線左側(cè)受力方向向外，導(dǎo)線右側(cè)受力方向向里，故從上向下看，導(dǎo)線逆時針轉(zhuǎn)動；當(dāng)導(dǎo)線轉(zhuǎn)動后，由左手定則可得導(dǎo)線還受向下的力。即從上向下看，導(dǎo)線逆時針轉(zhuǎn)動且靠近通電螺線管，故D正確。答案：D　
探究(四)　　安培力作用下導(dǎo)體的平衡問題【重難釋解】1．安培力作用下的平衡問題與力學(xué)中的平衡問題分析方法是相同的，只不過多了安培力，關(guān)鍵仍是受力分析。2．視圖轉(zhuǎn)換：對于安培力作用下的力學(xué)問題，導(dǎo)體的電流方向及其受力方向往往分布在三維空間的不同方向上，這時應(yīng)利用俯視圖、剖面圖或側(cè)視圖等，變立體圖為二維平面圖。3．在剖面圖中，垂直剖面方向的電流可用“?”或“⊙”表示，垂直剖面方向的磁場可用“×”或“·”表示，但垂直剖面方向的力不能用“×”或“·”表示。
典例4　如圖所示，在傾角為α＝30°的斜面上，固定一寬l＝0.25 m的平行金屬導(dǎo)軌，在導(dǎo)軌上端接入電源和滑動變阻器R。電源電動勢E＝12 V，內(nèi)阻r＝1 Ω，一質(zhì)量m＝20 g的金屬棒ab與兩導(dǎo)軌垂直并接觸良好。整個裝置處于磁感應(yīng)強度B＝0.80 T、垂直于斜面向上的勻強磁場中(導(dǎo)軌與金屬棒的電阻不計)。金屬導(dǎo)軌是光滑的，g取10 m/s2，要保持金屬棒在導(dǎo)軌上靜止，求：(1)金屬棒所受到的安培力大小。(2)滑動變阻器R接入電路中的阻值。
[遷移·發(fā)散](1)保持[典例4]其他條件不變，并且已知R＝23 Ω，若裝置處于豎直向上的勻強磁場中，要使金屬棒在斜面導(dǎo)軌上保持靜止，則磁場的磁感應(yīng)強度B的大小為多大？(2)保持[典例4]其他條件不變，并且已知R＝23 Ω，若使金屬棒在斜面導(dǎo)軌上保持靜止且對斜面導(dǎo)軌的壓力恰好為0，則所加的磁場的磁感應(yīng)強度B為多大？方向如何？
(1)必須先將立體圖轉(zhuǎn)換為平面圖，然后對物體進行受力分析，要注意安培力方向的確定，最后根據(jù)平衡條件或物體的運動狀態(tài)列出方程。(2)注意靜摩擦力可以有不同的方向，因而求解結(jié)果是一個范圍。
【素養(yǎng)訓(xùn)練】1.如圖所示，一根質(zhì)量為m的金屬棒AC，用軟線懸掛在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，通入A→C方向的電流時，懸線張力不為0，欲使懸線張力為0，可以采用的辦法是(　　)A．不改變電流和磁場方向，適當(dāng)減小電流B．不改變磁場和電流方向，適當(dāng)增大磁感應(yīng)強度C．只改變電流方向，并適當(dāng)增加電流D．只改變電流方向，并適當(dāng)減小電流
解析：不改變電流和磁場方向，適當(dāng)減小電流，可減小安培力，不能使懸線張力為0，故A錯誤。不改變磁場和電流方向，金屬棒所受的安培力方向仍向上，適當(dāng)增大磁感應(yīng)強度，安培力增大，懸線張力可減小到0，故B正確。只改變電流方向，金屬棒所受安培力方向向下，懸線張力一定不為0，故C、D錯誤。答案：B　
3．(2021·佛山高二檢測)如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L＝0.4 m，金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角θ＝37°，在導(dǎo)軌所在平面內(nèi)分布著磁感應(yīng)強度B＝0.5 T、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強磁場。金屬導(dǎo)軌的一端接有電動勢E＝4.5 V，內(nèi)阻r＝0.5 Ω的直流電源。現(xiàn)把一個質(zhì)量m＝0.04 kg的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒恰好靜止，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良好，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點間的電阻R0＝2.5 Ω，金屬導(dǎo)軌電阻不計，g取10 m/s2，已知 sin 37°＝0.60，cs 37°＝0.80，求：(1)通過導(dǎo)體棒的電流大??；(2)導(dǎo)體棒受到的安培力大小；(3)導(dǎo)體棒受到的摩擦力的大小和方向。
一、培養(yǎng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維1．如圖所示，天平左盤放砝碼，右盤下懸掛線圈，線圈處于磁場中。當(dāng)線圈沒有通電時，天平處于平衡狀態(tài)。線圈通電后，在磁場中的導(dǎo)線a、b、c段分別受安培力作用。由左手定則可知，a、c段受到的安培力大小相等、方向相反，互相抵消，而b段導(dǎo)線受到的安培力方向向上，從而使天平的平衡被破壞。通過在右盤加砝碼(或移動游碼)使天平重新平衡，根據(jù)砝碼的質(zhì)量可推知線圈所受安培力的大小。(1)若在右盤加的砝碼的質(zhì)量為m，則線圈所受的安培力大小是多少？(2)若b段導(dǎo)線的長度為L，則b段導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強度大小是多少？
二、注重學(xué)以致用和思維建模2．(多選)如圖(a)所示，揚聲器中有一線圈處于輻射狀磁場中， 當(dāng)音頻電流信號通過線圈時，線圈帶動紙盆振動，發(fā)出聲音。俯視圖(b)表示處于輻射狀磁場中的線圈(線圈平面即紙面)，磁場方向如圖中箭頭所示。下列選項正確的是(　　)A．當(dāng)電流沿順時針方向時，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向里B．當(dāng)電流沿順時針方向時，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向外C．當(dāng)電流沿逆時針方向時，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向里D．當(dāng)電流沿逆時針方向時，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向外
解析：將環(huán)形導(dǎo)線分割成無限個小段，每一小段看成直導(dǎo)線，根據(jù)左手定則可以判斷，當(dāng)電流為順時針方向時，導(dǎo)線受到的安培力垂直紙面向外，當(dāng)電流為逆時針方向時，導(dǎo)線受到的安培力垂直紙面向里，故B、C選項正確，A、D選項錯誤。答案：BC　
3．(2021·煙臺高二檢測)(多選)在某次科技活動中，有人做了一個電磁“小車”實驗：如圖，用裸露的銅導(dǎo)線繞制成一根長螺線管，將螺線管固定在水平桌面上。用一節(jié)干電池和兩個磁鐵制成一個“小車”，兩磁鐵的同名磁極粘在電池的正、負兩極上。將這輛“小車”推入螺線管中(磁鐵與電極和銅線間均能良好導(dǎo)電)，“小車”就加速運動起來。關(guān)于“小車”的運動，以下說法正確的是(　　)A．圖中“小車”加速度方向向右B．圖中“小車”加速度方向向左C．只將“小車”上某一磁鐵改為S極與電池粘連，“小車”就不能加速運動D．只將“小車”上兩磁鐵均改為S極與電池粘連，“小車”的加速度方向不變
解析：兩磁極間的磁感線如圖甲所示，干電池與磁鐵及中間部分線圈組成了閉合回路，在兩磁極間的線圈中產(chǎn)生電流，左端磁極的左側(cè)線圈和右端磁極的右側(cè)線圈中沒有電流。其中線圈中電流方向的左視圖如圖乙所示，由左手定則可知中間線圈所受的安培力有向右的分力，根據(jù)牛頓第三定律有“小車”向左加速，A錯誤，B正確；如果只改變某一磁鐵S極與電池粘連，則磁感線不會向外發(fā)散，兩部分受到方向相反的力，合力為零，“小車”不能加速運動，C正確；將“小車”上兩磁鐵均改為S極與電池粘連，磁感線會向里聚集，受到的力與圖乙中方向相反，故“小車”的加速度方向?qū)l(fā)生改變，D錯誤。答案：BC
4．我國建造中的國產(chǎn)003型航母將采用電磁彈射技術(shù)，如圖甲所示為艦載機起飛示意圖，電磁彈射軌道可簡化為圖乙所示放在水平面上的平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間充滿勻強磁場，電流通過電磁彈射車MN時在安培力作用下推動艦載機加速運動。(1)請判斷圖中彈射器工作時磁場的方向。(2)若已知導(dǎo)軌間寬為l＝2 m，電流是I＝1×103 A，勻強磁場B＝1×102 T，設(shè)飛機總質(zhì)量m＝2×104 kg，起飛速度為v＝60 m/s，g取10 m/s2，不計摩擦及空氣阻力，求：飛機從靜止加速到60 m/s，飛行軌道至少要多長？

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高中物理粵教版 (2019)選擇性必修 第二冊電子課本

第二節(jié) 安培力的應(yīng)用

版本： 粵教版 (2019)

年級： 選擇性必修 第二冊

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