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高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第二册第一章 磁场第一节 安培力精品随堂练习题
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这是一份高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第二册第一章 磁场第一节 安培力精品随堂练习题，共21页。试卷主要包含了单选题，填空题，解答题等内容，欢迎下载使用。
粤教版（2019）选择性必修二 1.2 安培力的应用
一、单选题
1．一新型电磁船的船体上安装了用于产生强磁场的超导线圈，在两船舷之间装有电池，导电的海水在磁场力作用下即可推动该船前进。如图是电磁船的简化原理图，其中MN和PQ是与电池相连的导体，MN、PQ、电池与海水构成闭合回路，且与船体绝缘，要使该船水平向左运动，则超导线圈在MNPQ所在区域产生的磁场方向是（ ）
A．竖直向上 B．竖直向下 C．水平向左 D．水平向右
2．磁电式电流表的蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐射分布的，目的是
A．使磁场成圆柱形，以便框转动
B．使线圈平面在水平位置与磁感线平行
C．使线圈平面始终与磁感线平行
D．为了使磁场分布规则
3．下列关于磁电式电流表的说法中不正确的是（ ）
A．指针稳定后，螺旋弹簧形变产生的阻力与线圈所受的安培力方向相反
B．通电线圈中的电流越大，电流表指针的偏转角度越大
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大小有关，与所处位置无关
4．如图，是磁电式电流表的结构，蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐向分布，线圈中a、b两导线通以图示方向的电流，则下列说法正确的是
A．该磁场是匀强磁场
B．线圈平面总与磁场方向垂直
C．线圈将顺时针方向转动
D．磁电式电流表的优点是灵敏度很高，而且可以通过很大的电流
5．美国研发的强力武器轨道电磁炮在试射中，将炮弹以5倍音速，击向200公里外目标，射程为海军常规武器的10倍，且破坏力惊人．电磁炮原理如图所示，若炮弹质量为m，水平轨道长L，宽为d，轨道摩擦不计，炮弹在轨道上做匀加速运动．要使炮弹达到5倍音速(设音速为v)，则
A．炮弹在轨道上的加速度为 B．磁场力做的功为
C．磁场力做功的最大功率为 D．磁场力的大小为
6．如图甲所示为某磁电式电流表的原理图，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，如图乙所示，其磁感应强度的大小处处相等，都为B，一边长为L的正方形线圈处在磁场中，方向如图乙，当通有大小为I的电流时，下列正确的是( )
A．由于磁感应强度的大小处处相同，则该磁场为匀强磁场
B．穿过正方形线圈的磁通量大小为BL2
C．正方形线圈的左边导线受到大小为BIL、方向向上的安培力
D．正方形线圈的右边导线受到大小为BIL、方向向上的安培力
7．电磁轨道炮工作原理如图4所示。待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触。电流I从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回。轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场（可视为匀强磁场），磁感应强度的大小与I成正比。通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出。现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的办法是（ ）
A．只将轨道长度L变为原来的2倍
B．只将电流I减为原来的一半
C．只将弹体质量减至原来的一半
D．将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L变为原来的2倍，其他量不变
8．如图，等腰梯形线框是由相同材料、相同横截面积的导线制成，梯形上底和腰长度均为，且腰与下底成。整个线框处在与线框平面垂直的匀强磁场中。现给线框通入图示电流，若下底受到的安培力为，则上底受到的安培力为（ ）
A． B． C． D．
9．2019年12月18日，我国首艘自主建造的国产航母山东舰入列服役，我国也成了双航母国家。舰载机是航空母舰的主要武装力量，其性能决定航空母舰的战斗力。舰载机在起飞的过程中，光靠自身发动机喷气不足以在飞行甲板的短距离上达到足够的速度，如果安装辅助起飞的电磁弹射系统（如图甲所示）就能达到要求。电磁弹射系统的一种设计可简化为如图乙所示情境，图中MN、PQ是光滑平行金属直导轨（电阻忽略不计），AB是电磁弹射车。当M、P两端加载恒定电压时，在回路PBAM中就会有电流，电流产生的磁场对弹射车施加磁场力的作用，从而带动舰载机由静止开始向右加速起飞。关于该系统，下列说法正确的是（ ）
A．MN、PQ间的磁场是匀强磁场
B．弹射车做匀加速直线运动
C．弹射车的动能与电压的大小成正比
D．在M、P两端加载交变电压，电磁弹射系统不能正常工作
10．据外界报道，中国曾在内蒙古炮兵靶场对电磁大炮进行了首次试验：25kg的弹丸被发射到250km以外的预定区域，试验获得成功。导轨式电磁炮的原理结构示意图如图所示。两根平行长直金属导轨沿水平方向固定，其间安放炮弹。炮弹可沿导轨无摩擦滑行，且始终与导轨保持良好接触。内阻为r的可控电源提供的强大电流从一根导轨流入，经过炮弹，再从另一导轨流回电源。炮弹被导轨中的电流形成的磁场推动而发射。在发射过程中，该磁场在炮弹所在位置始终可以简化为磁感应强度为B的匀强磁场，方向竖直向上。已知两导轨内侧间距为L，炮弹的质量为m，炮弹在导轨间的电阻为R。若炮弹滑行s后获得的发射速度为v，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．a为电源正极
B．电磁炮所受安培力的大小F=
C．可控电源此时的电动势
D．这一过程中系统消耗的总能量是mv2+
11．实验室经常使用的电流表是磁电式电流表。这种电流表的构造如图甲所示。极靴与软铁芯间的磁场都沿半径方向。若线圈中通以如图乙所示的电流，则下列说法正确的是（ ）
A．在量程内指针转至任一角度，线圈平面都跟磁感线垂直
B．线圈转动时，螺旋弹簧被扭动，阻碍线圈转动
C．当线圈在如图乙所示的位置时，b端受到的安培力方向向上
D．当线圈在如图乙所示的位置时，安培力的作用使线圈沿逆时针方向转动
12．某电磁轨道炮的简化模型如图所示，两圆柱形固定导轨相互平行，其对称轴所在平面与水平面的夹角为θ，两导轨长为L，间距为d，一质量为m的金属弹丸置于两导轨间，弹丸直径为d，电阻为R，与导轨接触良好且不计摩擦阻力，导轨下端连接理想恒流电源，电流大小恒为I，弹丸在安培力作用下从导轨底端由静止开始做匀加速运动，加速度大小为a。下列说法正确的是（ ）
A．将弹丸弹出过程中，安培力做的功为maL+mgLsinθ
B．将弹丸弹出过程中，安培力做的功为I2R
C．将弹丸弹出过程中，安培力的功率先增大后减小
D．将弹丸弹出过程中，安培力的功率不变
13．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发射炮弹的装置——电磁炮，其原理如图所示：把待发炮弹(导体)放置在强磁场中的两平行导轨上，给导轨通以大电流，使炮弹作为一个通电导体在磁场作用下沿导轨加速运动，并以某一速度发射出去．现要提高电磁炮的发射速度，你认为下列方案在理论上不可行的是( )
A．增大电流I的值
B．增大磁感应强度B的值
C．增大两平行导轨间的距离
D．改变磁感应强度B的方向，使之与炮弹前进方向平行
14．用一节电池、一块强磁铁和铜导线可以做成如图所示的“简易电动机”，其中干电池负极吸附有一块圆柱形强磁铁，铜导线下面两端与磁铁接触，铜导线组成的线框就能转动起来．关于该“简易电动机”，下列说法正确的是（ ）
A．如果强磁铁上表面是N极，那么从上往下看，线框逆时针转动
B．如果强磁铁上表面是S极，那么从上往下看，线框逆时针转动
C．线框转动是由于受到洛伦兹力作用
D．不管强磁铁N极向上或者向下放置，从上往下看线框总是做顺时针运动
15．下列关于磁电式电流表的说法中错误的是（ ）
A．磁电式电流表内部的蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐向分布的；
B．磁电式电流表的指针偏转角度的大小与被测电流的大小成正比；
C．磁电式电流表的优点是灵敏度高，缺点是允许通过的电流很弱；
D．磁电式电流表只能测定电流的强弱，不能测定电流的方向．
二、填空题
16．如图所示的天平可用来测定磁感应强度。天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，宽度为L，共N匝，线圈下端悬在匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面。当线圈中通有电流I时（方向如图所示），在天平左、右两边分别加上质量为m1、m2的砝码，天平平衡；当电流反向（大小不变）时，右边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡。重力加速度为g，则磁感应强度的大小为__________。
17．判断下列说法的正误。
（1）安培力的方向与磁感应强度的方向相同。( )
（2）应用左手定则时，四指指向电流方向，拇指指向安培力方向。( )
（3）对于磁电式电流表，指针稳定后，线圈受到的螺旋弹簧的阻力与线圈受到的安培力方向是相反的。( )
（4）对于磁电式电流表，通电线圈中的电流越大，电流表指针偏转角度也越大。( )
（5）对于磁电式电流表，在线圈转动的范围内，线圈所受安培力与电流有关，而与所处位置无关。( )
18．简单的直流电动机有定子和_________子两部分组威，其中一个是永久磁铁，那么另一个就是________。安装在电动机转轴上用来改变电流方向的装置叫______，它必须通过_______与电源相连接。
19．直流电动机是在接通电源后，线圈受磁场力作用，便会带动__________不停地转动，从而将动力通过__________向外输出。
三、解答题
20．如图所示，、为水平放置的平行导轨，通电导体棒垂直放置在导轨上，已知导体棒质量，长，通过的电流，方向如图所示，导体棒与导轨间的动摩擦因数，空间有与导体棒垂直的匀强磁场，现导体棒水平向右匀速运动，取。则：
(1)若磁场沿水平方向，求磁感应强度的大小和方向；
(2)若磁场在竖直面内沿左斜向上与水平方向夹角60°的方向，求磁感应强度大小。
21．如图所示，不变形的通电矩形线圈adcb，通以方向为b→c→d→a的电流，电流为5A，此时线圈平面与竖直方向夹角30°静止，已知cd长6cm，bc长8cm，每厘米导线质量0.1g，保持ab水平。不计摩擦。
(1)如果线框处于竖直向下的磁场中，求磁感应强度。
(2)如果磁场方向垂直纸面向外，为使线框静止在原位，求磁感应强度。
22．下图是导轨式电磁炮实验装置示意图，两根平行长直金属导轨沿水平方向固定，其间安放金属滑块，滑块可沿导轨无摩擦滑行，且始终与导轨保持良好接触。电源提供的强大电流从一根导轨流入，经过滑块，再从另一导轨流回电源，滑块被导轨中的电流形成的磁场推动而发射，随即沿水平方向击中放在水平面上的砂箱。在发射过程中，该磁场在滑块所在位置始终可以简化为匀强磁场，方向垂直于纸面，其强度与电流的关系为B=kI，比例常量k=2.5×10-6T/A，已知两导轨内侧间距l=1.5cm，滑块的质量m=30g，滑块沿导轨滑行5m后获得的发射速度v=3.0km/s （此过程视为匀加速运动），求发射过程中电源提供的电流强度。
23．如图是 “电磁炮”模型的原理结构示意图。光滑水平平行金属导轨M、N的间距L=0.2m，电阻不计，在导轨间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B=1×102T。装有弹体的导体棒ab垂直放在导轨M、N上的最左端，且始终与导轨接触良好，导体棒ab（含弹体）的质量m=0.2kg，在导轨M、N间部分的电阻R=0.8Ω，可控电源的内阻r=0.2Ω。在某次模拟发射时，可控电源为导体棒ab提供的电流恒为I=4×103A，不计空气阻力，导体棒ab由静止加速到v=4km/s后发射弹体。求：
(1)导体棒ab所受安培力大小；
(2)光滑水平导轨最小长度；
(3)该过程系统产生的焦耳热。
24．电磁轨道炮工作原理如图，待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触。电流从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回。轨道电流可在弹体处形成垂直于轨道平面的磁场（可视为匀强磁场），通电的弹体在轨道上由于受到安培力的作用而高速射出。小明同学从网上购买了一个轨道炮模型，其轨道长度为L=0.5m，平行轨道间距d=0.02m，弹体的质量m=0.02kg，导轨中的电流I=10A，磁感应强度的大小B=1T，不计一切阻力，求：
（1）弹体在轨道上运行的加速度大小；
（2）弹体的出射速度大小。
参考答案：
1．B
【解析】
【详解】
海水中电流方向从MN流向QP，且船向左运动，海水所受的安培力方向向右，根据牛顿第三定律可知，船体所受的安培力方向向左，再根据左手定则，可知，磁场方向竖直向下．故B正确，ACD错误．故选B．
2．C
【解析】
【详解】
磁电式电流表的蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐射分布的，目的是使线圈平面始终与磁感线平行，从而保证受安培力大小不变．故C正确，ABD错误．故选C．
3．C
【解析】
【详解】
螺旋弹簧形变产生的阻力与安培力引起的动力从转动角度来看二力方向相反；电流表内磁场是均匀辐射磁场，在线圈转动的范围内，不管线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行，线圈所在各处的磁场大小相等方向不同，所以安培力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，则ABD正确，不符合题意，C错误，符合题意。
故选C。
4．C
【解析】
【分析】
利用图示的装置分析出其制成原理，即通电线圈在磁场中受力转动，线圈的转动可以带动指针的偏转，由左手定则来确定安培力的方向可确定转动方向；
【详解】
A．该磁场明显不是匀强磁场，匀强磁场应该是一系列平行的磁感线，方向相同，故A错误；
B．由图可知，线圈平面总与磁场方向平行，故B错误；
C．由左手定则可知，a受到的安培力向上，b受到的安培力向下，故线圈顺时针旋转，故C正确；
D．磁电式电流表的优点是灵敏度很高，但是不可以通过很大的电流，故选项D错误．
【点睛】
在学过的测量工具或设备中，每个工具或设备都有自己的制成原理，对不同测量工具的制成原理，是一个热点题型，需要重点掌握．
5．C
【解析】
【详解】
根据，解得，故A错误；根据动能定理可知，磁场力做的功等于炮弹动能的增加量，即，故B错误；根据牛顿第二定律可知，磁场力的大小为，根据P=Fv，得最大的功率为，故C正确，D错误；故选C．
【点睛】炮弹在磁场力作用下做匀加速运动，根据牛顿第二定律可以求出磁场力，根据动能定理可以求出磁场力做的功；根据P=Fv可以求出最大功率．
6．C
【解析】
【分析】
由题意可知考查磁电式电流表的工作原理，根据磁场分布特点及左手定则分析可得．
【详解】
A．磁感应强度的大小相同，但方向不同，则该磁场不是匀强磁场，故A错误．
B．因磁感应强度和线圈平面平行，穿过正方形线圈的磁通量大小为零，故B错误．
C．正方形线圈的左边导线受到的安培力大小为BIL、由左手定则可知方向向上，故C正确．
D．正方形线圈的右边导线受到大小为BIL、方向向下的安培力，故D错误．
【点睛】
磁电式电流表内磁感应线辐射分布，因不同位置处磁场方向不同，故不是匀强磁场，当B、I相互垂直时，安培力大小为BIL，方向由左手定则分析可得．
7．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．通电的弹体在轨道上只受安培力作用，根据动能定理可得
因为磁感应强度的大小与I成正比，即
联立解得
若只将轨道长度L变为原来的2倍，则速度变为原来的倍，选项A错误；
B．若只将电流I减为原来的一半，则速度变为原来的四分之一，选项B错误；
C．若将弹体质量减至原来的一半，则速度变为原来的倍，选项C错误；
D．若将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L变为原来的2倍，则速度变为原来的2倍，选项D正确。
故选D。
8．A
【解析】
【分析】
【详解】
梯形上底和腰均为L且腰与下底成60°，由几何关系可知，梯形的下边dc长为2L；由电阻的决定式
可知梯形的边dabc的电阻等于下边dc的电阻的1.5倍，两者为并联关系，设dc中的电流大小为I，根据欧姆定律，则dabc中的电流为；由已知条件可知ab边与dc的电流方向相同，由题意知
所以边ab所受安培力为
方向与dc边所受安培力的方向相同；
故选A。
9．B
【解析】
【详解】
AB．根据左手定则可知两根相互平行的水平导轨内存在竖直向上的磁场，在平行的水平导轨内排列许多个小矩形磁场模块，当弹射车接触小矩形磁场模块时，通过M、P两端加载恒定电压为弹射车提供瞬间能量，离开后断电，不计模块与模块间切换时间，通过小矩形磁场模块能保证弹射车全过程做匀加速运动，所以MN、PQ间的磁场不是匀强磁场，故A错误，B正确；
C．设当M、P两端加载恒定电压时，电磁弹射车的电阻为，平行的水平导轨的宽度为，电磁弹射车沿水平导轨的运动的位移为，则有弹射车受到的安培力为
根据动能定理则有
由于M、P两端加载恒定电压，由此可知当电磁弹射车的电阻、水平导轨的宽度和磁场大小一定时，弹射车的动能随电磁弹射车沿水平导轨的运动的位移大小增大而增大，故C错误；
D．在M、P两端加载交变电压时，在平行的水平导轨内排列许多个小矩形磁场模块，小矩形磁场模块中的磁场方向周期性改变，且交变电压的周期等于小矩形磁场模块中的磁场方向周期，可以使电磁弹射系统能正常工作，故D错误；
故选B。
10．D
【解析】
【详解】
A．若电源a、b分别为负极、正极，根据左手定则可知，炮弹受到的安培力方向向右，则炮弹可在磁场中向右做加速运动；若电源a、b分别为正极、负极，根据左手定则可知，炮弹受到的安培力方向向左，则炮弹可在磁场中向左做加速运动；由题图知炮弹在磁场中向右做加速运动，A错误；
B．根据动能定理有
Fs=mv2
所以
F=
B错误；
C．由匀加速运动公式可得
a=
由安培力公式和牛顿第二定律有
F=BIL=ma
根据闭合电路欧姆定律有
联立以上三式解得
C错误；
D．这一过程中的时间
t=
系统产生的内能
Q=I2（R+r）t
而
联立解得
炮弹的动能
Ek=mv2
由能量守恒定律得，这一过程中系统消耗的总能量
E=Q+Ek=mv2+
D正确。
故选D。
11．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．由于线圈与软铁芯共轴，线圈平面总是与磁感线平行，故A错误；
B．电流表的调零使得当指针处于“0”刻线时，螺旋弹簧处于自然状态，所以无论线圈向哪一方向转动都会使螺旋弹簧产生阻碍线圈转动的力，故B正确；
CD．由左手定则知，b端受到的安培力方向向下，a端受到的安培力方向向上，安培力将使线圈沿顺时针方向转动，故CD错误；
故选B。
12．A
【解析】
【详解】
AB．对弹丸受力分析，根据牛顿第二定律
安培力做功
A正确，B错误；
CD．弹丸做匀加速直线运动，速度一直增大，根据
可知安培力的功率一直增大，CD错误。
故选A。
13．D
【解析】
【详解】
ABC.炮弹磁场作用下沿导轨加速运动，设导轨宽度为L，导轨长度x，由牛顿第二定律有
由匀变速直线运动规律有
知电磁炮的发射速度为
可见增大电流I的值，增大磁感应强度B的值，增大两平行导轨间的距离L，都能提高电磁炮的发射速度，在理论上是可行的，故ABC不合题意；
D.当磁感应强度方向与炮弹前进方向平行时，由左手定则可知，炮弹受垂直导轨方向的安培力，不会使炮弹加速，要提高电磁炮的发射速度，在理论上是不可行的，故D符合题意．
14．B
【解析】
【详解】
ABD．若强磁铁上表面是N极，则对于导线来说，磁感线从上往下斜穿过铜导线组成的线框，电流方向从上往下，由左手定则知，由上往下看（俯视），金属丝顺时针转动，若强磁铁上表面是S极，则对于导线来说，磁感线从下往上斜穿过铜导线组成的线框，电流方向从上往下，由左手定则知，由上往下看（俯视），金属丝逆时针转动， AD错误B正确；
C．而该装置的原理是电流在磁场中的受磁场力，线框转动是由于受到安培力的作用，C错误。
故选B。
15．D
【解析】
【详解】
A：磁电式电流表内部的蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐向分布的，故A项正确．
B：磁电式电流表内部的蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐向分布的，因此不管铜电线圈转到什么角度，它的平面都与磁感线平行．因此，磁力矩与线圈中电流成正比．当铜电线圈转动时，螺旋弹簧将被扭动，产生一个阻碍线圈转动的阻力矩，其大小与线圈偏转角度成正比，当磁力矩与螺旋弹簧中的阻力矩相等时，线圈停止转动，此时指针偏转角度的大小与被测电流的大小成正比．故B项正确．
C：磁电式电流表的优点是灵敏度高，缺点是允许通过的电流很弱．故C项正确．
D：磁电式电流表的工作原理是安培力对通电线框的转动作用，根据指针转动大小与方向可确定电流的大小与方向．故D项错误．
本题选错误的，答案是D．
【点睛】
在学过的测量工具或设备中，每个工具或设备都有自己的原理；对不同测量工具的制成原理，是一个热点题型，需要重点掌握．
16．
【解析】
【详解】
假设B的方向垂直纸面向外，开始线圈所受安培力的方向向上，电流方向相反，则安培力方向反向，变为竖直向下，相当于右边多了两倍的安培力大小，所以需要在左边加砝码，故该假设错误；当B的方向垂直纸面向里，开始线圈所受安培力的方向向下，电流方向相反，则安培力方向反向，变为竖直向上，相当于右边少了两倍的安培力大小，所以需要在右边加砝码。则有
所以
17． 错误 正确 正确 正确 正确
【解析】
【分析】
【详解】
略
18． 转 线圈 换向器 电刷
【解析】
【详解】
[1][2]．简单的直流电动机有定子和转子两部分组威，其中一个是永久磁铁，那么另一个就是线圈。
[3][4]．安装在电动机转轴上用来改变电流方向的装置叫换向器，它必须通过电刷与电源相连接。
19． 转轴 转轴
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2]直流电动机是在接通电源后，线圈受磁场力作用，便会带动转轴不停地转动，从而将动力通过转轴向外输出。
20．(1)，方向水平向左；(2)
【解析】
【详解】
(1)根据受力分析可知：磁场水平向左；
由
B1IL=mg
解得
B1=1T
(2) 对导体棒进行受力分析，如图所示，受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力、与运动方向相反的摩擦力，磁场方向与轨道平面成角向左斜向上，由左手定则可知安培力方向与磁场垂直斜向右上方，如图所示
则可得
21．(1)；(2)。
【解析】
【分析】
【详解】
当磁场向下时，如图（甲）所示，cd边受磁场力水平向右，而产生逆时针力矩，顺时针重力矩为。当磁场垂直纸面向外时，如图（乙）所示，cd边受磁场力竖直向上，产生逆时针力矩，重力矩不变。
(1)
重力矩
利用磁力矩
磁感应强度
(2)磁感线与线框平面夹角为60°
故
22．
【解析】
【详解】
选由匀变速直线运动规律求出加速度，再由安培力和牛顿第二定律求出电流．
由匀加速直线运动公式
由安培力公式和牛顿第二定律，有
因为
因此．
23．(1)N；(2)20m；(3)1.6
【解析】
【详解】
(1)ab受到的安培力
F安=BIL
代入数据得
F安=N
(2)根据动能定理，有
F安x=mv2－0
代入数据得
x=20m
(3)设导体棒经时间t加速到v，对导体棒由牛顿第二定律有
F安=ma，v=at
系统产生的焦耳热
Q=I2(R+r)t
联解上式，代入数据得
Q=1.6
24．(1)；(2)
【解析】
【详解】
(1)由牛顿第二定律得
解得
(2)由动能定理得
解得
粤教版（2019）选择性必修二 1.2 安培力的应用
一、单选题
1．一新型电磁船的船体上安装了用于产生强磁场的超导线圈，在两船舷之间装有电池，导电的海水在磁场力作用下即可推动该船前进。如图是电磁船的简化原理图，其中MN和PQ是与电池相连的导体，MN、PQ、电池与海水构成闭合回路，且与船体绝缘，要使该船水平向左运动，则超导线圈在MNPQ所在区域产生的磁场方向是（ ）
A．竖直向上 B．竖直向下 C．水平向左 D．水平向右
2．磁电式电流表的蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐射分布的，目的是
A．使磁场成圆柱形，以便框转动
B．使线圈平面在水平位置与磁感线平行
C．使线圈平面始终与磁感线平行
D．为了使磁场分布规则
3．下列关于磁电式电流表的说法中不正确的是（ ）
A．指针稳定后，螺旋弹簧形变产生的阻力与线圈所受的安培力方向相反
B．通电线圈中的电流越大，电流表指针的偏转角度越大
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大小有关，与所处位置无关
4．如图，是磁电式电流表的结构，蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐向分布，线圈中a、b两导线通以图示方向的电流，则下列说法正确的是
A．该磁场是匀强磁场
B．线圈平面总与磁场方向垂直
C．线圈将顺时针方向转动
D．磁电式电流表的优点是灵敏度很高，而且可以通过很大的电流
5．美国研发的强力武器轨道电磁炮在试射中，将炮弹以5倍音速，击向200公里外目标，射程为海军常规武器的10倍，且破坏力惊人．电磁炮原理如图所示，若炮弹质量为m，水平轨道长L，宽为d，轨道摩擦不计，炮弹在轨道上做匀加速运动．要使炮弹达到5倍音速(设音速为v)，则
A．炮弹在轨道上的加速度为 B．磁场力做的功为
C．磁场力做功的最大功率为 D．磁场力的大小为
6．如图甲所示为某磁电式电流表的原理图，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，如图乙所示，其磁感应强度的大小处处相等，都为B，一边长为L的正方形线圈处在磁场中，方向如图乙，当通有大小为I的电流时，下列正确的是( )
A．由于磁感应强度的大小处处相同，则该磁场为匀强磁场
B．穿过正方形线圈的磁通量大小为BL2
C．正方形线圈的左边导线受到大小为BIL、方向向上的安培力
D．正方形线圈的右边导线受到大小为BIL、方向向上的安培力
7．电磁轨道炮工作原理如图4所示。待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触。电流I从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回。轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场（可视为匀强磁场），磁感应强度的大小与I成正比。通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出。现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的办法是（ ）
A．只将轨道长度L变为原来的2倍
B．只将电流I减为原来的一半
C．只将弹体质量减至原来的一半
D．将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L变为原来的2倍，其他量不变
8．如图，等腰梯形线框是由相同材料、相同横截面积的导线制成，梯形上底和腰长度均为，且腰与下底成。整个线框处在与线框平面垂直的匀强磁场中。现给线框通入图示电流，若下底受到的安培力为，则上底受到的安培力为（ ）
A． B． C． D．
9．2019年12月18日，我国首艘自主建造的国产航母山东舰入列服役，我国也成了双航母国家。舰载机是航空母舰的主要武装力量，其性能决定航空母舰的战斗力。舰载机在起飞的过程中，光靠自身发动机喷气不足以在飞行甲板的短距离上达到足够的速度，如果安装辅助起飞的电磁弹射系统（如图甲所示）就能达到要求。电磁弹射系统的一种设计可简化为如图乙所示情境，图中MN、PQ是光滑平行金属直导轨（电阻忽略不计），AB是电磁弹射车。当M、P两端加载恒定电压时，在回路PBAM中就会有电流，电流产生的磁场对弹射车施加磁场力的作用，从而带动舰载机由静止开始向右加速起飞。关于该系统，下列说法正确的是（ ）
A．MN、PQ间的磁场是匀强磁场
B．弹射车做匀加速直线运动
C．弹射车的动能与电压的大小成正比
D．在M、P两端加载交变电压，电磁弹射系统不能正常工作
10．据外界报道，中国曾在内蒙古炮兵靶场对电磁大炮进行了首次试验：25kg的弹丸被发射到250km以外的预定区域，试验获得成功。导轨式电磁炮的原理结构示意图如图所示。两根平行长直金属导轨沿水平方向固定，其间安放炮弹。炮弹可沿导轨无摩擦滑行，且始终与导轨保持良好接触。内阻为r的可控电源提供的强大电流从一根导轨流入，经过炮弹，再从另一导轨流回电源。炮弹被导轨中的电流形成的磁场推动而发射。在发射过程中，该磁场在炮弹所在位置始终可以简化为磁感应强度为B的匀强磁场，方向竖直向上。已知两导轨内侧间距为L，炮弹的质量为m，炮弹在导轨间的电阻为R。若炮弹滑行s后获得的发射速度为v，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．a为电源正极
B．电磁炮所受安培力的大小F=
C．可控电源此时的电动势
D．这一过程中系统消耗的总能量是mv2+
11．实验室经常使用的电流表是磁电式电流表。这种电流表的构造如图甲所示。极靴与软铁芯间的磁场都沿半径方向。若线圈中通以如图乙所示的电流，则下列说法正确的是（ ）
A．在量程内指针转至任一角度，线圈平面都跟磁感线垂直
B．线圈转动时，螺旋弹簧被扭动，阻碍线圈转动
C．当线圈在如图乙所示的位置时，b端受到的安培力方向向上
D．当线圈在如图乙所示的位置时，安培力的作用使线圈沿逆时针方向转动
12．某电磁轨道炮的简化模型如图所示，两圆柱形固定导轨相互平行，其对称轴所在平面与水平面的夹角为θ，两导轨长为L，间距为d，一质量为m的金属弹丸置于两导轨间，弹丸直径为d，电阻为R，与导轨接触良好且不计摩擦阻力，导轨下端连接理想恒流电源，电流大小恒为I，弹丸在安培力作用下从导轨底端由静止开始做匀加速运动，加速度大小为a。下列说法正确的是（ ）
A．将弹丸弹出过程中，安培力做的功为maL+mgLsinθ
B．将弹丸弹出过程中，安培力做的功为I2R
C．将弹丸弹出过程中，安培力的功率先增大后减小
D．将弹丸弹出过程中，安培力的功率不变
13．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发射炮弹的装置——电磁炮，其原理如图所示：把待发炮弹(导体)放置在强磁场中的两平行导轨上，给导轨通以大电流，使炮弹作为一个通电导体在磁场作用下沿导轨加速运动，并以某一速度发射出去．现要提高电磁炮的发射速度，你认为下列方案在理论上不可行的是( )
A．增大电流I的值
B．增大磁感应强度B的值
C．增大两平行导轨间的距离
D．改变磁感应强度B的方向，使之与炮弹前进方向平行
14．用一节电池、一块强磁铁和铜导线可以做成如图所示的“简易电动机”，其中干电池负极吸附有一块圆柱形强磁铁，铜导线下面两端与磁铁接触，铜导线组成的线框就能转动起来．关于该“简易电动机”，下列说法正确的是（ ）
A．如果强磁铁上表面是N极，那么从上往下看，线框逆时针转动
B．如果强磁铁上表面是S极，那么从上往下看，线框逆时针转动
C．线框转动是由于受到洛伦兹力作用
D．不管强磁铁N极向上或者向下放置，从上往下看线框总是做顺时针运动
15．下列关于磁电式电流表的说法中错误的是（ ）
A．磁电式电流表内部的蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐向分布的；
B．磁电式电流表的指针偏转角度的大小与被测电流的大小成正比；
C．磁电式电流表的优点是灵敏度高，缺点是允许通过的电流很弱；
D．磁电式电流表只能测定电流的强弱，不能测定电流的方向．
二、填空题
16．如图所示的天平可用来测定磁感应强度。天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，宽度为L，共N匝，线圈下端悬在匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面。当线圈中通有电流I时（方向如图所示），在天平左、右两边分别加上质量为m1、m2的砝码，天平平衡；当电流反向（大小不变）时，右边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡。重力加速度为g，则磁感应强度的大小为__________。
17．判断下列说法的正误。
（1）安培力的方向与磁感应强度的方向相同。( )
（2）应用左手定则时，四指指向电流方向，拇指指向安培力方向。( )
（3）对于磁电式电流表，指针稳定后，线圈受到的螺旋弹簧的阻力与线圈受到的安培力方向是相反的。( )
（4）对于磁电式电流表，通电线圈中的电流越大，电流表指针偏转角度也越大。( )
（5）对于磁电式电流表，在线圈转动的范围内，线圈所受安培力与电流有关，而与所处位置无关。( )
18．简单的直流电动机有定子和_________子两部分组威，其中一个是永久磁铁，那么另一个就是________。安装在电动机转轴上用来改变电流方向的装置叫______，它必须通过_______与电源相连接。
19．直流电动机是在接通电源后，线圈受磁场力作用，便会带动__________不停地转动，从而将动力通过__________向外输出。
三、解答题
20．如图所示，、为水平放置的平行导轨，通电导体棒垂直放置在导轨上，已知导体棒质量，长，通过的电流，方向如图所示，导体棒与导轨间的动摩擦因数，空间有与导体棒垂直的匀强磁场，现导体棒水平向右匀速运动，取。则：
(1)若磁场沿水平方向，求磁感应强度的大小和方向；
(2)若磁场在竖直面内沿左斜向上与水平方向夹角60°的方向，求磁感应强度大小。
21．如图所示，不变形的通电矩形线圈adcb，通以方向为b→c→d→a的电流，电流为5A，此时线圈平面与竖直方向夹角30°静止，已知cd长6cm，bc长8cm，每厘米导线质量0.1g，保持ab水平。不计摩擦。
(1)如果线框处于竖直向下的磁场中，求磁感应强度。
(2)如果磁场方向垂直纸面向外，为使线框静止在原位，求磁感应强度。
22．下图是导轨式电磁炮实验装置示意图，两根平行长直金属导轨沿水平方向固定，其间安放金属滑块，滑块可沿导轨无摩擦滑行，且始终与导轨保持良好接触。电源提供的强大电流从一根导轨流入，经过滑块，再从另一导轨流回电源，滑块被导轨中的电流形成的磁场推动而发射，随即沿水平方向击中放在水平面上的砂箱。在发射过程中，该磁场在滑块所在位置始终可以简化为匀强磁场，方向垂直于纸面，其强度与电流的关系为B=kI，比例常量k=2.5×10-6T/A，已知两导轨内侧间距l=1.5cm，滑块的质量m=30g，滑块沿导轨滑行5m后获得的发射速度v=3.0km/s （此过程视为匀加速运动），求发射过程中电源提供的电流强度。
23．如图是 “电磁炮”模型的原理结构示意图。光滑水平平行金属导轨M、N的间距L=0.2m，电阻不计，在导轨间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B=1×102T。装有弹体的导体棒ab垂直放在导轨M、N上的最左端，且始终与导轨接触良好，导体棒ab（含弹体）的质量m=0.2kg，在导轨M、N间部分的电阻R=0.8Ω，可控电源的内阻r=0.2Ω。在某次模拟发射时，可控电源为导体棒ab提供的电流恒为I=4×103A，不计空气阻力，导体棒ab由静止加速到v=4km/s后发射弹体。求：
(1)导体棒ab所受安培力大小；
(2)光滑水平导轨最小长度；
(3)该过程系统产生的焦耳热。
24．电磁轨道炮工作原理如图，待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触。电流从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回。轨道电流可在弹体处形成垂直于轨道平面的磁场（可视为匀强磁场），通电的弹体在轨道上由于受到安培力的作用而高速射出。小明同学从网上购买了一个轨道炮模型，其轨道长度为L=0.5m，平行轨道间距d=0.02m，弹体的质量m=0.02kg，导轨中的电流I=10A，磁感应强度的大小B=1T，不计一切阻力，求：
（1）弹体在轨道上运行的加速度大小；
（2）弹体的出射速度大小。
参考答案：
1．B
【解析】
【详解】
海水中电流方向从MN流向QP，且船向左运动，海水所受的安培力方向向右，根据牛顿第三定律可知，船体所受的安培力方向向左，再根据左手定则，可知，磁场方向竖直向下．故B正确，ACD错误．故选B．
2．C
【解析】
【详解】
磁电式电流表的蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐射分布的，目的是使线圈平面始终与磁感线平行，从而保证受安培力大小不变．故C正确，ABD错误．故选C．
3．C
【解析】
【详解】
螺旋弹簧形变产生的阻力与安培力引起的动力从转动角度来看二力方向相反；电流表内磁场是均匀辐射磁场，在线圈转动的范围内，不管线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行，线圈所在各处的磁场大小相等方向不同，所以安培力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，则ABD正确，不符合题意，C错误，符合题意。
故选C。
4．C
【解析】
【分析】
利用图示的装置分析出其制成原理，即通电线圈在磁场中受力转动，线圈的转动可以带动指针的偏转，由左手定则来确定安培力的方向可确定转动方向；
【详解】
A．该磁场明显不是匀强磁场，匀强磁场应该是一系列平行的磁感线，方向相同，故A错误；
B．由图可知，线圈平面总与磁场方向平行，故B错误；
C．由左手定则可知，a受到的安培力向上，b受到的安培力向下，故线圈顺时针旋转，故C正确；
D．磁电式电流表的优点是灵敏度很高，但是不可以通过很大的电流，故选项D错误．
【点睛】
在学过的测量工具或设备中，每个工具或设备都有自己的制成原理，对不同测量工具的制成原理，是一个热点题型，需要重点掌握．
5．C
【解析】
【详解】
根据，解得，故A错误；根据动能定理可知，磁场力做的功等于炮弹动能的增加量，即，故B错误；根据牛顿第二定律可知，磁场力的大小为，根据P=Fv，得最大的功率为，故C正确，D错误；故选C．
【点睛】炮弹在磁场力作用下做匀加速运动，根据牛顿第二定律可以求出磁场力，根据动能定理可以求出磁场力做的功；根据P=Fv可以求出最大功率．
6．C
【解析】
【分析】
由题意可知考查磁电式电流表的工作原理，根据磁场分布特点及左手定则分析可得．
【详解】
A．磁感应强度的大小相同，但方向不同，则该磁场不是匀强磁场，故A错误．
B．因磁感应强度和线圈平面平行，穿过正方形线圈的磁通量大小为零，故B错误．
C．正方形线圈的左边导线受到的安培力大小为BIL、由左手定则可知方向向上，故C正确．
D．正方形线圈的右边导线受到大小为BIL、方向向下的安培力，故D错误．
【点睛】
磁电式电流表内磁感应线辐射分布，因不同位置处磁场方向不同，故不是匀强磁场，当B、I相互垂直时，安培力大小为BIL，方向由左手定则分析可得．
7．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．通电的弹体在轨道上只受安培力作用，根据动能定理可得
因为磁感应强度的大小与I成正比，即
联立解得
若只将轨道长度L变为原来的2倍，则速度变为原来的倍，选项A错误；
B．若只将电流I减为原来的一半，则速度变为原来的四分之一，选项B错误；
C．若将弹体质量减至原来的一半，则速度变为原来的倍，选项C错误；
D．若将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L变为原来的2倍，则速度变为原来的2倍，选项D正确。
故选D。
8．A
【解析】
【分析】
【详解】
梯形上底和腰均为L且腰与下底成60°，由几何关系可知，梯形的下边dc长为2L；由电阻的决定式
可知梯形的边dabc的电阻等于下边dc的电阻的1.5倍，两者为并联关系，设dc中的电流大小为I，根据欧姆定律，则dabc中的电流为；由已知条件可知ab边与dc的电流方向相同，由题意知
所以边ab所受安培力为
方向与dc边所受安培力的方向相同；
故选A。
9．B
【解析】
【详解】
AB．根据左手定则可知两根相互平行的水平导轨内存在竖直向上的磁场，在平行的水平导轨内排列许多个小矩形磁场模块，当弹射车接触小矩形磁场模块时，通过M、P两端加载恒定电压为弹射车提供瞬间能量，离开后断电，不计模块与模块间切换时间，通过小矩形磁场模块能保证弹射车全过程做匀加速运动，所以MN、PQ间的磁场不是匀强磁场，故A错误，B正确；
C．设当M、P两端加载恒定电压时，电磁弹射车的电阻为，平行的水平导轨的宽度为，电磁弹射车沿水平导轨的运动的位移为，则有弹射车受到的安培力为
根据动能定理则有
由于M、P两端加载恒定电压，由此可知当电磁弹射车的电阻、水平导轨的宽度和磁场大小一定时，弹射车的动能随电磁弹射车沿水平导轨的运动的位移大小增大而增大，故C错误；
D．在M、P两端加载交变电压时，在平行的水平导轨内排列许多个小矩形磁场模块，小矩形磁场模块中的磁场方向周期性改变，且交变电压的周期等于小矩形磁场模块中的磁场方向周期，可以使电磁弹射系统能正常工作，故D错误；
故选B。
10．D
【解析】
【详解】
A．若电源a、b分别为负极、正极，根据左手定则可知，炮弹受到的安培力方向向右，则炮弹可在磁场中向右做加速运动；若电源a、b分别为正极、负极，根据左手定则可知，炮弹受到的安培力方向向左，则炮弹可在磁场中向左做加速运动；由题图知炮弹在磁场中向右做加速运动，A错误；
B．根据动能定理有
Fs=mv2
所以
F=
B错误；
C．由匀加速运动公式可得
a=
由安培力公式和牛顿第二定律有
F=BIL=ma
根据闭合电路欧姆定律有
联立以上三式解得
C错误；
D．这一过程中的时间
t=
系统产生的内能
Q=I2（R+r）t
而
联立解得
炮弹的动能
Ek=mv2
由能量守恒定律得，这一过程中系统消耗的总能量
E=Q+Ek=mv2+
D正确。
故选D。
11．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．由于线圈与软铁芯共轴，线圈平面总是与磁感线平行，故A错误；
B．电流表的调零使得当指针处于“0”刻线时，螺旋弹簧处于自然状态，所以无论线圈向哪一方向转动都会使螺旋弹簧产生阻碍线圈转动的力，故B正确；
CD．由左手定则知，b端受到的安培力方向向下，a端受到的安培力方向向上，安培力将使线圈沿顺时针方向转动，故CD错误；
故选B。
12．A
【解析】
【详解】
AB．对弹丸受力分析，根据牛顿第二定律
安培力做功
A正确，B错误；
CD．弹丸做匀加速直线运动，速度一直增大，根据
可知安培力的功率一直增大，CD错误。
故选A。
13．D
【解析】
【详解】
ABC.炮弹磁场作用下沿导轨加速运动，设导轨宽度为L，导轨长度x，由牛顿第二定律有
由匀变速直线运动规律有
知电磁炮的发射速度为
可见增大电流I的值，增大磁感应强度B的值，增大两平行导轨间的距离L，都能提高电磁炮的发射速度，在理论上是可行的，故ABC不合题意；
D.当磁感应强度方向与炮弹前进方向平行时，由左手定则可知，炮弹受垂直导轨方向的安培力，不会使炮弹加速，要提高电磁炮的发射速度，在理论上是不可行的，故D符合题意．
14．B
【解析】
【详解】
ABD．若强磁铁上表面是N极，则对于导线来说，磁感线从上往下斜穿过铜导线组成的线框，电流方向从上往下，由左手定则知，由上往下看（俯视），金属丝顺时针转动，若强磁铁上表面是S极，则对于导线来说，磁感线从下往上斜穿过铜导线组成的线框，电流方向从上往下，由左手定则知，由上往下看（俯视），金属丝逆时针转动， AD错误B正确；
C．而该装置的原理是电流在磁场中的受磁场力，线框转动是由于受到安培力的作用，C错误。
故选B。
15．D
【解析】
【详解】
A：磁电式电流表内部的蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐向分布的，故A项正确．
B：磁电式电流表内部的蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐向分布的，因此不管铜电线圈转到什么角度，它的平面都与磁感线平行．因此，磁力矩与线圈中电流成正比．当铜电线圈转动时，螺旋弹簧将被扭动，产生一个阻碍线圈转动的阻力矩，其大小与线圈偏转角度成正比，当磁力矩与螺旋弹簧中的阻力矩相等时，线圈停止转动，此时指针偏转角度的大小与被测电流的大小成正比．故B项正确．
C：磁电式电流表的优点是灵敏度高，缺点是允许通过的电流很弱．故C项正确．
D：磁电式电流表的工作原理是安培力对通电线框的转动作用，根据指针转动大小与方向可确定电流的大小与方向．故D项错误．
本题选错误的，答案是D．
【点睛】
在学过的测量工具或设备中，每个工具或设备都有自己的原理；对不同测量工具的制成原理，是一个热点题型，需要重点掌握．
16．
【解析】
【详解】
假设B的方向垂直纸面向外，开始线圈所受安培力的方向向上，电流方向相反，则安培力方向反向，变为竖直向下，相当于右边多了两倍的安培力大小，所以需要在左边加砝码，故该假设错误；当B的方向垂直纸面向里，开始线圈所受安培力的方向向下，电流方向相反，则安培力方向反向，变为竖直向上，相当于右边少了两倍的安培力大小，所以需要在右边加砝码。则有
所以
17． 错误 正确 正确 正确 正确
【解析】
【分析】
【详解】
略
18． 转 线圈 换向器 电刷
【解析】
【详解】
[1][2]．简单的直流电动机有定子和转子两部分组威，其中一个是永久磁铁，那么另一个就是线圈。
[3][4]．安装在电动机转轴上用来改变电流方向的装置叫换向器，它必须通过电刷与电源相连接。
19． 转轴 转轴
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2]直流电动机是在接通电源后，线圈受磁场力作用，便会带动转轴不停地转动，从而将动力通过转轴向外输出。
20．(1)，方向水平向左；(2)
【解析】
【详解】
(1)根据受力分析可知：磁场水平向左；
由
B1IL=mg
解得
B1=1T
(2) 对导体棒进行受力分析，如图所示，受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力、与运动方向相反的摩擦力，磁场方向与轨道平面成角向左斜向上，由左手定则可知安培力方向与磁场垂直斜向右上方，如图所示
则可得
21．(1)；(2)。
【解析】
【分析】
【详解】
当磁场向下时，如图（甲）所示，cd边受磁场力水平向右，而产生逆时针力矩，顺时针重力矩为。当磁场垂直纸面向外时，如图（乙）所示，cd边受磁场力竖直向上，产生逆时针力矩，重力矩不变。
(1)
重力矩
利用磁力矩
磁感应强度
(2)磁感线与线框平面夹角为60°
故
22．
【解析】
【详解】
选由匀变速直线运动规律求出加速度，再由安培力和牛顿第二定律求出电流．
由匀加速直线运动公式
由安培力公式和牛顿第二定律，有
因为
因此．
23．(1)N；(2)20m；(3)1.6
【解析】
【详解】
(1)ab受到的安培力
F安=BIL
代入数据得
F安=N
(2)根据动能定理，有
F安x=mv2－0
代入数据得
x=20m
(3)设导体棒经时间t加速到v，对导体棒由牛顿第二定律有
F安=ma，v=at
系统产生的焦耳热
Q=I2(R+r)t
联解上式，代入数据得
Q=1.6
24．(1)；(2)
【解析】
【详解】
(1)由牛顿第二定律得
解得
(2)由动能定理得
解得
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