1.2 安培力的应用 （含解析）预习案 高二物理教科版（2019）选择性必修第二册

1.2 安培力的应用 预习案 高二物理教科版（2019）选择性必修第二册 1、认识直流电动机、电磁炮及磁电式电流表。 2、理解电动机、电磁炮及磁电式电流表的工作原理。 重点 理解电动机、电磁炮及磁电式电流表的工作原理。 难点 根据对电动机、电磁炮及磁电式电流表的工作模式的理解，解决一般问题。 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，否则易损换电表。 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 1.（多选）直流电动机的工作原理可以简化为如图所示的情景。两根平行的光滑金属导轨固定在同一绝缘水平面内。两轨道左端点间接有直流电源。一金属棒ab放在两导轨的最右端，且和两导轨垂直，金属棒ab的长度刚好和两导轨的间距相同，金属棒ab的两端分别用绝缘轻绳通过光滑轻环竖直悬挂在水平固定横梁上的，点。开始时，开关S是断开的，轻绳刚好拉直、且金属棒ab和两导轨接触良好。两导轨所在的平面处于方向竖直向下的匀强磁场中。当开关S闭合后，金属棒ab突然开始摆动，通过水平横梁的正上方后再摆动下来，如此不断进行下去。根据其工作原理，下列说法正确的是( ) A.当开关S闭合时，导体棒ab所受的安培力水平向右 B.当开关S闭合后，导体棒ab所受的安培力的冲量水平向左 C.当开关S闭合后，导体棒ab所受的安培力对导体棒ab做正功 D.当开关S闭合后，导体棒ab的动量增量方向水平向左 2.根据磁场对电流会产生作用力的原理，人们研制出一种新型的炮弹发射装置———电磁炮，它的基本原理如图所示，下列结论中错误的是( ) A.要使炮弹沿导轨向右发射，必须通以自M向N的电流 B.要想提高炮弹的发射速度，可适当增大电流 C.要想提高炮弹的发射速度，可适当增大磁感应强度 D.使电流和磁感应强度的方向同时反向，炮弹的发射方向亦将随之反向 3.电磁炮是利用电磁发射技术制成的新型武器，如图所示为电磁炮的原理结构示意图。若某水平发射轨道长，宽，发射的炮弹质量为，炮弹被发射时从轨道左端由静止开始加速。当电路中的电流恒为，轨道间匀强磁场时，不计空气及摩擦阻力。下列说法正确的是( ) A.磁场方向为竖直向下 B.炮弹的加速度大小为 C.炮弹在轨道中加速的时间为 D.炮弹发射过程中安培力的最大功率为 4.如图甲所示是磁电式电流表的结构示意图，蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐向分布的，线圈中a、b两条导线长均为L，分别通以图乙所示方向的电流I，两条导线处的磁感应强度大小均为B，则( ) A.该磁场是匀强磁场 ... ...