1.2 安培力的应用 课件高二下学期物理教科版选择性必修第二册

第一章磁场对电流的作用2安培力的应用Highschoolphysics能用安培力解释一些物理现象，了解安培力在生产生活中的应用。0201难点了解直流电动机、电磁炮、磁电式电流表的工作原理。重点直流电动机01电动机是安培力的重要应用，电动机使电能转化为机械能，关键部件由电源，电刷，换向器和线圈组成。那么电动机怎样持续转动呢？直流电动机由磁场(磁体)、转动线圈、滑环、电刷等组成，由直流电源供电，工作模型如图所示。直流电动机的组成当线圈通电后，由于受到安培力的作用，线圈在磁场中旋转起来，并且每转半圈，线圈内电流方向就变换一次，从而可以连续转动。直流电动机的工作原理电动机是利用安培力做功把电能转化为机械能。电动机的能量转化直流电动机滑环的作用是什么？答案滑环分成两个相互绝缘的半圆环A与B，当电流由A流入时，则从B流出；当电流由B流入时，则从A流出。因此，滑环在其中起到了一个换向器的作用。1.(多选)某同学自制的简易电动机示意图如图所示。矩形线圈由一根漆包线绕制而成，漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出，并作为线圈的转轴。将线圈架在两个金属支架之间，线圈平面位于竖直面内，永磁体置于线圈下方。为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来，该同学应将A.左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉B.左、右转轴上、下两侧的绝缘漆都刮掉C.左转轴上侧的绝缘漆刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉D.左转轴上、下两侧的绝缘漆都刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉√√为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来，若将左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉，这样当线圈在题图所示位置时，线圈的上、下边受水平方向的安培力而转动，由于惯性，转过一周后再次受到同样的安培力而使其转动，选项A正确；若将左、右转轴上、下两侧的绝缘漆都刮掉，则当线圈在题图所示位置时，线圈的上、下边受水平方向的安培力而转动，转过半周后所受安培力为阻力，不能保证线圈持续转动，选项B错误；若将左转轴上侧的绝缘漆刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉，电路不能接通，选项C错误；若将左转轴上、下两侧的绝缘漆都刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉，这样当线圈在题图所示位置时，线圈的上、下边受水平方向的安培力而转动，转过半周后电路不导通，由于惯性，线圈回到竖直平面，此时线圈再次受到同样的安培力而使其转动，选项D正确。电磁炮02也叫作轨道炮，是利用电磁系统中的安培力发射弹丸的一种先进的动能杀伤性武器。电磁炮电磁炮的原理导轨作为炮管两条平行的金属导轨A和B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。电流产生磁场当两导轨接入电源时，强大的电流I从导轨A流入，经弹丸从导轨B流回，两导轨中的强电流在两导轨间产生强磁场。弹丸加速发射弹丸在安培力作用下以很大的加速度做加速运动，最终高速发射出去。弹丸体积小，重量轻，方便携带。飞行时的空气阻力小，发射稳定性好，初速度大，射程远，射击精度高。安全性高。电磁炮的优点

√

3.(2024·眉山市仁寿县高二期末)电磁炮是一种理想的兵器，如图所示，利用此装置可将质量m＝2kg的弹体(包括金属杆EF在内)加速到一个较大速度。若这种装置的轨道间距L＝2m，长s＝100m，通过金属杆EF的电流恒为I＝1000A，轨道间匀强磁场磁感应强度B的大小为20T，轨道摩擦忽略不计，求：(1)弹体能加速到的最大速度；答案

(1)2000m/s

(2)4×107

W(2)弹体加速过程安培力的平均功率。(1)根据牛顿第二定律BIL＝ma，又v2＝2as，联立解得弹体能加速到的最大速度为v＝2000m/s

磁电式电流表03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）。磁电式电流表的结构磁场内同一圆周上的任何位置，磁感应强度的大小都相等，方向总是沿半径方向。特点:所有磁感线延长线都通过铁芯的中心线圈平面与磁感线夹角为0以铁芯为中心的同心圆上各点磁感应强度大小相等该磁场不是匀强磁场辐向磁场磁电式电流表的工作原理(1)优点：灵敏度高，可以测出很弱的电流。(2)缺点：线圈的导线很细，允许通过的电流很弱(几十微安到几毫安)，如果通过的电流超过允许值，则很容易烧坏电流表。注意：如果要用它测量较大的电流，需根据电表改装方法扩大其量程。磁电式电流表的优缺点4.(多选)以下关于磁电式电流表的说法正确的是A.线圈平面跟磁感线平行B.通电线圈中的电流越大，指针偏转角度也越大C.在线圈转动的范围内，各处的磁场都是匀强磁场D.在线圈转动的范围内，线圈所受安培力大小与电流有关，而与所处位

置无关√√√磁电式电流表内磁场是辐向磁场，不管线圈转到什么位置，它的平面都跟磁感线平行，线圈所在各处磁场的磁感应强度大小相等、方向不同，所以安培力大小与电流大小有关而与所处位置无关，电流越大，安培力越大，指针转过的角度越大，选项A、B、D正确。5.(2024·绵阳市高二检测)如图甲是磁电式电流表的结构示意图，蹄形磁体和铁芯间的磁场均匀辐向分布，如图乙所示，边长为L的正方形线圈中通以电流I，线圈中的a导线电流方向垂直纸面向外，b导线电流方向垂直纸面向里，a、b两条导线所在处的磁感应强度大小均为B，则A.该磁场的磁感应强度大小处处相等，方向不同B.该线圈的磁通量为BL2C.a导线受到的安培力方向向下D.线圈转动时，游丝被扭动，阻碍线圈转动√根据磁感线疏密代表磁感应强度强弱可知，并非处处大小相等，故A错误；线圈与磁感线平行，故磁通量为零，故B错误；a导线电流向外，磁场向右，根据左手定则，安培力向上，故C错误；线圈转动时，游丝被扭动，阻碍线圈转动，故D正确。安培力的应用磁电式电流表电动机的能量转化电能转化为机械能工作原理：通电导线受到安培力的作用结构: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）组成：磁体、转动线圈、滑环、电刷等优缺点：灵敏度高，但允许通过的电流小辐向