安培力-高考物理知识点

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高考物理考点系列02:安培力的大小和方向、安培力作用下的平衡问题

高考物理考点系列02:安培力的大小和方向、安培力作用下的平衡问题

考点02:安培力的大小和方向、安培力作用下的平衡问题1.(多选)如图是“探究影响通电导体在磁场中受力因素”的实验示意图。

三块相同马蹄形磁铁并列放置在水平桌面上,导体棒用图中1、2、3、4轻而柔软的细导线悬挂起来,它们之中的任意两根可与导体棒和电源构成回路。

认为导体棒所在位置附近为匀强磁场,最初细导线1、4接在直流电源上,电源没有在图中画出。

关于接通电源时可能出现的实验现象,下列叙述正确的是()A.改变电流方向同时改变磁场方向,导体棒摆动方向将会改变B.仅改变电流方向或者仅改变磁场方向,导体棒摆动方向一定改变C.仅拿掉中间的磁铁,导体棒摆动幅度减小D.增大电流同时并改变接入导体棒上的细导线,接通电源时,导体棒摆动幅度一定增大答案BC解析根据左手定则判断可知,改变电流方向同时改变磁场方向,导体棒摆动方向不会改变,选项A错误;仅改变电流方向或者仅改变磁场方向,导体棒摆动方向一定改变,选项B正确;仅拿掉中间的磁铁,导体棒所受安培力减小,摆动幅度减小,选项C正确。

增大电流同时并改变接入导体棒上的细导线,结合题意可知,导体棒在磁场中的有效长度减小,则接通电源时,导体棒摆动幅度不一定增大,选项D错误;2.(多选)如图中所示装置可演示磁场对通电导线的作用.电磁铁上下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨,L是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆.当电磁铁线圈两端a、b,导轨两端e、f,分别接到两个不同的直流电源上时,L便在导轨上滑动.下列说法正确的是().A.若a接正极,b接负极,e接正极,f接负极,则L向右滑动B.若a接正极,b接负极,e接负极,f接正极,则L向右滑动C.若a接负极,b接正极,e接正极,f接负极,则L向左滑动D.若a接负极,b接正极,e接负极,f接正极,则L向左滑动答案BD3.为了降低潜艇噪音可用电磁推进器替代螺旋桨。

如图为直线通道推进器示意图。

推进器前后表面导电,上下表面绝缘,规格为:a×b×c=0.5 m×0.4 m×0.3 m。

高考物理总复习 第十一章磁场安培力与洛伦兹力

高考物理总复习 第十一章磁场安培力与洛伦兹力

第十一章磁场安培力与洛伦兹力【核心素养】物理观念:1.理解磁感应强度、磁感线、安培力、洛伦兹力等概念;2.掌握安培定则、左手定则的应用方法;3.建立磁场的物质观念,运动与相互作用及能量观念.科学思维:1.通过电场与磁场的类比,培养科学思维;2.掌握安培力、洛伦兹力的应用方法;3.构建带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的模型;4.运用力学观点、能量观点分析求解带电粒子在复合场中的运动,培养分析推理能力及数学知识的应用能力.科学探究:1.通过实验探究安培力和洛伦兹力的大小和方向;2.通过实验探究电子在磁场中的偏转.科学态度与责任:认识本专题知识在科技上的应用,让学生逐渐形成探索自然的动力.【命题探究】1.命题分析:本专题是高考的热点之一,磁场叠加及简单的磁偏转问题多以选择题的形式考查.计算题几乎每年都考,多以压轴题形式出现,考查带电粒子在复合场中的力学问题,对综合分析能力、空间想象及建模能力、利用数学处理物理问题的能力要求非常高.2.趋势分析:预测此后高考对本专题会结合最新科技及生活实际,根据左手定则考查通电导体在磁场中的加速运动以及考查带电粒子在磁场中运动的匀速圆周运动模型的构建与应用.以此培养学生的物理观念、科学思维及科学态度.【试题情境】生活实践类:在日常生产生活和科技方面的主要试题情境有地磁场、电磁炮、电流天平、超导电磁船、回旋加速器、质谱仪、速度选择器、磁流体发电机、电磁流量计和霍尔元件等.学习探索类:学习探索类涉及的主要试题情境有通电导体在安培力作用下的平衡与加速问题、运动粒子在磁场中的运动问题.第1讲磁场及磁场对通电导线的作用力【必备知识·自主排查】一、磁场1.磁感应强度(1)物理意义:表征磁场________的物理量.(2)大小:B=________(通电导线垂直于磁场).单位是特斯拉,符号是T.(3)方向:小磁针的________极所受磁场力的方向,也就是小磁针________时N极所指的方向.(4)叠加:磁感应强度是矢量,叠加时遵守平行四边形定则.2.匀强磁场(1)定义:磁感应强度的大小处处相等、方向________的磁场.(2)磁感线特点:疏密程度相同、方向相同的平行直线.二、磁感线、通电直导线和通电线圈周围磁场的方向1.磁感线及其特点(1)磁感线:在磁场中画出一些曲线,使曲线上每一点的切线方向都跟这点的________的方向一致.(2)特点:①描述磁场的方向:磁感线上某点的________方向就是该点的磁场方向.②描述磁场的强弱:磁感线的疏密程度表示磁场的________,在磁感线较密的地方磁场________;在磁感线较疏的地方磁场________.③是闭合曲线:在磁体外部,从________指向________;在磁体内部,由________指向________.④不相交:同一磁场的磁感线永不________、不相切.⑤是假想线:磁感线是为了形象描述磁场而假想的曲线,客观上并不存在.2.电流的磁场直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场特点无磁极、非匀强磁场,且距导线越远处磁场________与条形磁铁的磁场相似,管内为________磁场,管外为非匀强磁场环形电流的两侧是N极和S极,且离圆环中心越远,磁场________安培定则立体图三、安培力1.安培力的大小(1)磁场方向和电流方向垂直时:F=________.(2)磁场方向和电流方向平行时:F=0.2.安培力的方向——左手定则判断(1)伸出左手,使拇指与其余四个手指______,并且都与手掌在同一个平面内.(2)让磁感线从掌心垂直进入,并使四指指向________的方向.(3)______所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向.四、磁通量1.定义:设在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一个与磁场方向________的平面,面积为S(如图所示),我们把B与S的乘积叫作穿过这个面积的磁通量,简称磁通,用字母Φ表示.2.物理意义:可表示穿过某一面积的磁感线净条数(磁通量的代数和).3.表达式:Φ=________.4.单位:韦伯(weber),简称________,符号Wb.________=1T·m2.5.B=,表示磁感应强度的大小等于穿过垂直磁场方向的单位面积的磁通量.【生活、科技情境】1.我们居住的地球是一个大磁体,如图所示,地磁场的分布类似于条形磁铁的磁场.(1)地磁的N极在地理南极附近,S极在地理北极附近.()(2)在赤道平面上,距离地球表面高度相等的各点,磁感应强度相等,且方向水平向北.()2.全球性“超导热”的兴起,使超导电磁船的制造成为可能.如图是电磁船的简化原理图,MN和CD是与电源相连的两个电极,MN与CD之间部分区域有垂直纸面向内的匀强磁场(磁场由超导线圈产生,其独立电路部分未画出),两电极之间的海水会受到安培力的作用,船体就在海水的反作用力推动下向前行驶,下列说法正确的是()(1)要使船前进,图中MN导体棒应接直流电源的正极.()(2)改变电极的正负或磁场方向,可控制船前进或后退.()(3)增大电极间的电流,可增大船航行的速度.()(4)增大匀强磁场的磁感应强度,可减小船体的推动力.()【教材拓展】3.[人教版必修第三册P111的图13.2-4改编]如图所示的磁场中垂直磁场放置两个面积相同的闭合线圈S1(左)、S2(右),由图可知穿过线圈S1、S2的磁通量大小关系正确的是()A.穿过线圈S1的磁通量比较大B.穿过线圈S2的磁通量比较大C.穿过线圈S1、S2的磁通量一样大D.不能比较【关键能力·分层突破】考点一安培定则的应用和磁场的叠加1.安培定则的应用:在运用安培定则判定直线电流和环形电流的磁场时应分清“因”和“果”.磁场原因(电流方向)结果(磁场方向)直线电流的磁场大拇指四指环形电流的磁场四指大拇指2.(1)磁感应强度是矢量,计算时与力的计算方法相同,遵守平行四边形定则,可以用正交分解法进行合成与分解.(2)两个电流附近的磁场的磁感应强度是由两个电流分别独立存在时产生的磁场在该处的磁感应强度叠加而成的.3.磁场叠加问题的一般解题思路:(1)确定磁场场源,如通电导线.(2)定位空间中需求解磁场的磁感应强度的点,利用安培定则判定各个场源在这一点上产生的磁场的磁感应强度.如图所示为M、N在c点产生的磁场的磁感应强度.(3)应用平行四边形定则进行合成,如图中的合磁感应强度.例1[2021·全国甲卷,16]两足够长直导线均折成直角,按图示方式放置在同一平面内,EO与O′Q在一条直线上,PO′与OF在一条直线上,两导线相互绝缘,通有相等的电流I,电流方向如图所示.若一根无限长直导线通过电流I时,所产生的磁场在距离导线d处的磁感应强度大小为B,则图中与导线距离均为d的M、N两点处的磁感应强度大小分别为()A.B、0 B.0、2BC.2B、2B D.B、B[解题心得]【跟进训练】1.[2021·浙江1月,8]如图所示是通有恒定电流的环形线圈和螺线管的磁感线分布图.若通电螺线管是密绕的,下列说法正确的是()A.电流越大,内部的磁场越接近匀强磁场B.螺线管越长,内部的磁场越接近匀强磁场C.螺线管直径越大,内部的磁场越接近匀强磁场D.磁感线画得越密,内部的磁场越接近匀强磁场2.[2021·山东泰安统考]已知通电的长直导线在周围空间某位置产生的磁感应强度大小与电流大小成正比,与该位置到长直导线的距离成反比.如图所示,现有通有电流大小相同的两根长直导线分别固定在正方体的两条棱dh和hg上,彼此绝缘,电流方向分别由d流向h、由h流向g,则顶点e和a两处的磁感应强度大小之比为()A.2∶B.1∶C.2∶D.1∶1考点二安培力及安培力作用下导体的平衡问题角度1安培力的分析与计算1.用公式F=BIL计算安培力大小时应注意(1)B与I垂直.(2)L是有效长度.①公式F=BIL中L指的是“有效长度”.当B与I垂直时,F最大,F=BIL;当B与I平行时,F=0.②弯曲导线的有效长度L等于在垂直磁场平面内的投影两端点所连线段的长度(如图所示),相应的电流方向沿L由始端流向末端.③闭合线圈通电后,在匀强磁场中受到的安培力的矢量和为零.2.安培力方向的判断(1)判断方法:左手定则.(2)方向特点:F既垂直于B,也垂直于I,所以安培力方向一定垂直于B与I决定的平面.例2[2021·浙江6月,15](多选)如图所示,有两根用超导材料制成的长直平行细导线a、b,分别通以80A和100A流向相同的电流,两导线构成的平面内有一点p,到两导线的距离相等.下列说法正确的是()A.两导线受到的安培力F b=1.25F aB.导线所受的安培力可以用F=ILB计算C.移走导线b前后,p点的磁感应强度方向改变D.在离两导线所在的平面有一定距离的有限空间内,不存在磁感应强度为零的位置[解题心得]命题分析试题情境属于基础性题目,以电流形成的磁场为素材创设学习探索问题情境必备知识考查力的作用是相互的、磁场的叠加、安培力公式等知识关键能力考查理解能力、推理能力.要求学生从空间角度理解磁场的叠加学科素养考查物理观念、科学思维.要求考生理解安培力公式F=ILB、定性推断空间磁场的叠加问题角度2安培力作用下导体的平衡问题例3某兴趣小组制作了一个可以测量电流的仪器,其主要原理如图所示.有一金属棒PQ放在两金属导轨上,导轨间距L=0.5m,处在同一水平面上,轨道置于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度B=2T.棒中点两侧分别固定有劲度系数k=100N/m的相同弹簧.闭合开关S前,两弹簧为原长,P端的指针对准刻度尺的“0”处;闭合开关S后,金属棒PQ 向右移动,静止时指针对准刻度尺1.5cm处.下列判断正确的是()A.电源N端为正极B.闭合开关S后,电路中电流为1.5AC.闭合开关S后,电路中电流为3AD.闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片向右移动,金属棒PQ将继续向右移动[解题心得][思维方法]解决安培力作用下平衡问题的两条主线(1)遵循平衡条件基本解题思路如下:(2)遵循电磁学规律,受力分析时,要注意准确判断安培力的方向.【跟进训练】3.一个各边电阻相同、边长均为L的正六边形金属框abcdef放置在磁感应强度大小为B、方向垂直金属框所在平面向外的匀强磁场中.若从a、b两端点通以如图所示方向的电流,电流大小为I,则关于金属框abcdef受到的安培力的判断正确的是()A.大小为BIL,方向垂直ab边向左B.大小为BIL,方向垂直ab边向右C.大小为2BIL,方向垂直ab边向左D.大小为2BIL,方向垂直ab边向右4.[2022·河北保定调研]如图所示,空间有与竖直平面夹角为θ的匀强磁场,在磁场中用两根等长轻细金属丝将质量为m的金属棒ab悬挂在天花板的C、D两处,通电后导体棒静止时金属丝与磁场方向平行.已知磁场的磁感应强度大小为B,接入电路的金属棒长度为l,重力加速度为g,以下关于导体棒中电流的方向和大小正确的是()A.由b到a,B.由a到b,C.由a到b,D.由b到a,电流元法分割为电流元安培力方向→整段导体所受合力方向→运动方向特殊位置法在特殊位置→安培力方向→运动方向等效法环形电流⇌小磁针条形磁铁⇌通电螺线管⇌多个环形电流结论法同向电流互相吸引,异向电流互相排斥,两不平行的直线电流相互作用时,有转到平行且电流方向相同的趋势转换研究对象法先分析电流所受的安培力,然后由牛顿第三定律,确定磁体所受电流磁场的作用力例4[2021·广东卷,5]截面为正方形的绝缘弹性长管中心有一固定长直导线,长管外表面固定着对称分布的四根平行长直导线.若中心直导线通入电流I1,四根平行直导线均通入电流I2,I1≫I2,电流方向如图所示.下列截面图中可能正确表示通电后长管发生形变的是()[解题心得]命题分析试题情境属于基础性题目,以通电直导线产生磁场为素材创设学习探索问题情境必备知识考查电流周围的磁场、通电直导线受力等知识关键能力考查理解能力、推理能力.要求学生理解电流磁场的产生学科素养考查物理观念、科学思维.要求考生会判断通电直导线在电流形成的磁场中的受力方向【跟进训练】5.一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置,且两个线圈的圆心重合,如图所示.当两线圈中通以图示方向的电流时,从左向右看,线圈L1将()A.不动B.顺时针转动C.逆时针转动D.在纸面内平动6.[2022·广东深圳月考]如图所示,一平行于光滑斜面的轻弹簧一端固定于斜面上,一端拉住条形磁铁,条形磁铁处于静止状态,磁铁中垂面上放置一通电导线,导线中电流方向垂直纸面向里且缓慢增大,下列说法正确的是()A.弹簧弹力逐渐变小B.弹簧弹力先减小后增大C.磁铁对斜面的压力逐渐变小D.磁铁对斜面的压力逐渐变大考点四与安培力相关的STSE问题——核心素养提升情境1磁式电流表(多选)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,蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐向分布的.若线圈中通以如图乙所示的电流,则下列说法中正确的是()A.在量程内指针转至任一角度,线圈平面都跟磁感线平行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顺时针方向转动情境2电子天平(多选)某电子天平原理如图甲所示,E形磁铁的两侧为N极,中心为S极,两极间的磁感应强度大小均为B,磁极宽度均为L,忽略边缘效应,一总电阻为R的均匀导线绕成的正方形线圈套于中心磁极,其骨架与秤盘连为一体,当质量为m的重物放在秤盘上时,弹簧被压缩,秤盘和线圈一起向下运动(骨架与磁极不接触),随后线圈两端C、D与外电路接通对线圈供电,使秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止,由此时对应的供电电流可确定重物的质量.为了确定该天平的性能,某同学把该天平与电压可调的直流电源(如图乙)相接,经测量发现,当质量为M的重物放在秤盘上时,直流电源输出电压为U即可使秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止,重力加速度为g.则下列说法正确的是()A.当线圈两端C、D与外电路接通对线圈供电时,线圈的C端应与外电路中的H端相接,D端应与G端相接B.线圈的匝数为C.当质量为2M的重物放在秤盘上时,直流电源输出电压为2UD.若增加线圈的匝数,则能增大电子天平能称量的最大质量情境3“电磁炮”“电磁炮”是利用电磁力对弹体加速的新型武器,具有速度快、效率高等优点.如图是“电磁炮”的原理结构示意图.光滑水平加速导轨电阻不计,轨道宽为L=0.2m;在导轨间有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B=1×102T;“电磁炮”弹体总质量m=0.2kg,其中弹体在轨道间的电阻R=0.4Ω;可控电源的内阻r=0.6Ω,电源的电压能自行调节,以保证“电磁炮”匀加速发射;在某次试验发射时,电源为加速弹体提供的电流是I=4×103A,不计空气阻力.求:(1)弹体所受安培力大小;(2)弹体从静止加速到4km/s,轨道至少要多长?(3)弹体从静止加速到4km/s过程中,该系统消耗的总能量.第十一章磁场安培力与洛伦兹力第1讲磁场及磁场对通电导线的作用力必备知识·自主排查一、1.(1)强弱(2)(3)N静止2.(1)处处相同二、1.(1)磁感应强度(2)①切线②强弱较强较弱③N极S极S极N极④相交2.越弱匀强越弱三、1.(1)BIL 2.(1)垂直(2)电流(3)拇指四、1.垂直 3.BS 4.韦1Wb生活、科技情境1.答案:(1)√(2)√2.答案:(1)×(2)√(3)√(4)×教材拓展3.解析:穿过线圈S1的磁感线条数多,故穿过线圈S1的磁通量比较大,B、C、D错误,A正确.答案:A关键能力·分层突破例1解析:两直角导线可以等效为如图所示的两直导线,由安培定则可知,两直导线分别在M处的磁感应强度方向为垂直纸面向里、垂直纸面向外,故M处的磁感应强度为零;两直导线在N处的磁感应强度方向均垂直纸面向里,故N处的磁感应强度为2B,B正确.答案:B1.解析:根据螺线管内部的磁感线分布可知,在螺线管的内部,越接近中心位置,磁感线分布越均匀,越接近两端,磁感线越不均匀,可知螺线管越长,内部的磁场越接近匀强磁场.故B正确,A、C、D错误.答案:B2.解析:设正方体棱长为L,其中一根长直导线的电流在e点产生的磁感应强度为B0,则e点的磁感应强度大小为B e==0处于hg边的长直导线到a点的距离为,在a点产生的磁感应强度大小为B0;处于dh边的长直导线到a点的距离为L,在a点产生的磁感应强度大小为B0,所以a点的磁感应强度大小为B a=B0,B e∶B a=2∶,A项正确.答案:A例2解析:两导线受到的安培力是相互作用力,大小相等,A错误;导线所受的安培力可以用F=ILB计算,因为磁场与导线垂直,B正确;移走导线b前,b的电流较大,则p 点磁场方向与b产生磁场方向同向,向里,移走b后,p点磁场方向与a产生磁场方向相同,向外,C正确;在离两导线所在的平面有一定距离的有限空间内,两导线在任意点产生的磁场均不在同一条直线上,故不存在磁感应强度为零的位置,D正确.答案:BCD例3解析:闭合开关S后,金属棒PQ向右移动,根据左手定则可知,电流方向为从P到Q,电源的M端为正极,选项A错误;静止时,则2k·Δx=BIL,解得I==3A,选项B错误,C正确;闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片向右移动,则电路中电阻增大,电流减小,金属棒PQ所受安培力减小,将向左移动,故选项D错误.答案:C3.解析:电流从a点流入金属框后,可认为金属框的ab与afedcb部分并联,设ab边的电阻为R,则afedcb部分的电阻为5R,则通过ab边的电流为,通过afedcb部分的电流为,可将afedcb部分等效为长度为L、方向与ab相同的导线,根据左手定则可知,两部分所受安培力大小分别为、,方向均垂直ab边向左,故金属框受到的安培力为BIL,方向垂直ab边向左,选项A正确,B、C、D错误.答案:A4.解析:对导体棒进行受力分析,导体棒静止,则其受力如图所示.根据左手定则可知,导体棒中的电流方向为由a到b,根据平衡条件可知安培力的大小为:F=BIl=mg sinθ,所以感应电流的大小为:I=,故A、B、D错误,C正确.答案:C例4解析:根据“同向电流相互吸引,异向电流相互排斥”的作用规律可知,左、右两导线与长管中心的长直导线相互吸引,上、下两导线与长管中心的长直导线相互排斥,C 正确.答案:C5.解析:方法一(电流元法)把线圈L1沿水平转动轴分成上下两部分,每一部分又可以看成由无数段直线电流元组成,电流元处在I2产生的磁场中,根据安培定则可知各电流元所在处的磁场方向,由左手定则可得,上半部分电流元所受安培力均指向纸外,下半部分电流元所受安培力均指向纸内,因此从左向右看,线圈L1将顺时针转动.方法二(等效法)把线圈L1等效为小磁针,该小磁针刚好处于环形电流I2的中心,小磁针的N极应指向该点环形电流I2的磁场方向,由安培定则知I2产生的磁场方向在其中心处竖直向上,而L1等效成小磁针后,转动前,N极指向纸内,因此小磁针的N极应由指向纸内转为向上,所以从左向右看,线圈L1将顺时针转动.方法三(结论法)环形电流I1、I2之间不平行,则必有相对转动,直到两环形电流同向平行为止.据此可得,从左向右看,线圈L1将顺时针转动.答案:B6.解析:本题考查安培力作用下的动态平衡问题.磁铁外部的磁感线从N极出发回到S 极,则此时在导线处磁感线平行于斜面向下,如图所示,根据左手定则可以判断导线受到的安培力方向垂直斜面向上,因电流增大,所以安培力增大,安培力与斜面垂直,根据牛顿第三定律与受力平衡可知磁铁对斜面的压力逐渐变大,弹簧弹力不变,选项A、B、C错误,D正确.答案:D情境1解析:指针在量程内线圈一定处于磁场之中,由于线圈与铁芯共轴,线圈平面总是与磁感线平行,故A正确.电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.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C错误,D正确.答案:ABD情境2解析:线圈两端C、D与外电路接通对线圈供电,使秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止,说明线圈受到的安培力向上,根据左手定则可知,电流应该从D端流入线圈,故线圈的D端应与外电路电源的正极(H端)相接,C端应与外电路中的G端(负极)相接,故选项A错误;设线圈的匝数为n,外电路接通使秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止时根据平衡条件得:Mg=2nBIL,其中I=,联立上述两式得Mg=2nB L,解得n =,故选项B正确;根据Mg=2nB L知,当质量为2M的重物放在秤盘上时,直流电源输出电压为2U,选项C正确;设线圈电阻的电阻率为ρ,导线的横截面积为S,则R=ρ,可得M=,可见增加线圈的匝数,无法增大电子天平能称量的最大质量,故选项D错误.答案:BC情境3解析:(1)由安培力公式F=IBL=8×104N(2)方法一由动能定理Fx=m v2弹体从静止加速到4km/s,代入数值得x=20m方法二由牛顿第二定律F=ma得加速度a=4×105m/s2由=2asv=4km/s代入数值得x=20m(3)根据F=ma,v=at知发射弹体用时t==1×10-2s发射弹体过程产生的焦耳热Q=I2(R+r)t=1.6×105J弹体的动能E k=m v2=1.6×106J系统消耗的总能量E=E k+Q=1.76×106J答案:(1)8×104N(2)20m(3)1.76×106J。

高中物理必考知识点总结(精华版)

高中物理必考知识点总结(精华版)

高中物理必考知识点总结高中物理磁场知识点:安培力1.磁场对电流的作用力叫安培力2.安培力大小安培力的大小等于电流I、导线长度L、磁感应强度B以及I和B间的夹角的正弦sinθ的乘积,即F=BIlsinθ。

注意:公式只适用于匀强磁场。

3.安培力的方向安培力的方向可利用左手定则判断。

左手定则:伸开左手,使大拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在一个平面内,把手放入磁场中,让磁感线垂直穿过手心,并使伸开的四指指向电流方向,那么拇指方向就是通电导线在磁场中的受力方向。

安培力方向一定垂直于B、I所确定的平面,即F一定和B、I 垂直,但B、I不一定垂直。

新高三暑期计划:物理要着重梳理解题方法掌握基本概念,梳理解题方法高三物理复习是在学完所有高中物理知识后进行的,高一,结合xx年的高考以及物理学习的特点来看,我们的暑期复习要把握好高中物理整体知识结构和知识间的内在联系,确定知识的重点、难点,理解典型的例题和习题,梳理并掌握解题中常用的解题方法,才能达到良好的复习效果。

具体来讲主要从以下几个方面来着手:紧扣教材内容理清知识结构高一、高二的学习我们是分章节学习的,同学们的头脑中堆积了许多知识,但没有形成完整的知识体系,这种相互孤立的知识是难以理解和迁移的。

因此在暑我们可以对照教材目录按照力学、热学、电磁学、光学、原子物理等知识板块将知识梗概用框图的形式在笔记本上出来,理解知识间的联系,做到“拎起来一条线,放下来一大片”。

对照考纲要求掌握考点知识高考的所有知识点虽然都在考试说明即考纲中一一列出,但平时的学习都是在老师的引导下进行的,同学们自己并没有仔细研究考纲,在暑期我们可以找高三毕业的学生借来考纲,对照教材找到考纲上要求掌握的相应的物理概念、物理规律进行理解,考纲中的Ⅰ级和Ⅱ级要求是不同的,要按照考纲中的说明掌握。

如果有实在暂时不能理解的要在笔记本上进行记录,以便在开学后的老师复习讲解中提高自己的注意力。

精选参考书目理解典型例题教材上的概念、规律是否理解关键要看相对应的该部分典型问题能否独立解决,因而同学们可以精选一本讲解详细的参考书目,自己思考并尝试解答参考书上的典型例题(不是直接去看解题过程),然后再与参考书上的解题过程进行对比,从中加深对概念和规律的理解,并提高对概念和规律的迁移应用能力。

2019届高考最直击人心的物理宝典:安培力(含详解)

2019届高考最直击人心的物理宝典:安培力(含详解)

2018高考最直击人心的物理宝典:安培力一、单项选择题1.把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来,使它的下端刚好跟杯里的水银面接触,并使它组成如图所示的电路,当电键S 接通后,将看到的现象是( )A .弹簧向上收缩B .弹簧被拉长C .弹簧上下跳动D .弹簧仍静止不动2.如图所示,用两根相同的细绳水平悬挂一段均匀载流直导线MN ,电流I 方向从M 到N ,绳子的拉力均为F.为使F =0,可能达到要求的方法是( )A .加水平向右的磁场B .加水平向左的磁场C .加垂直纸面向里的磁场[:D .加垂直纸面向外的磁场[:3.如图所示,一长L 的直导线通以大小为I 的电流,放在垂直于导线的磁感应强度为B 的匀强磁场中,则导线所受安培力的大小为( )A .BILsin θB .BILcos θ C.BILsin θD .BIL[:4.在如图所示电路中,电池均相同,当电键S 分别置于a 、b 两处时,导线MM′与NN′之间的安培力的大小分别为f a 、f b ,判断这两段导线( )A .f a >f b ,相互吸引B .f a >f b ,相互排斥C .f a <f b ,相互吸引D .f a <f b ,相互排斥[:数理化]5.(2018·广东模拟)在赤道上,地磁场可以看作是沿南北方向并且与地面平行的匀强磁场,磁感应强度是5×10-5T .如果赤道上有一条沿东西方向的直导线,长40 m ,载有20 A 的电流,地磁场对这根导线的作用力大小是 ( )A .4×10-8N B .2.5×10-5N C .9×10-4N D .4×10-2N6. (2018·江苏徐州模拟)如图所示,把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N 极附近,磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直线圈平面.当线圈内通以图中方向的电流后,线圈的运动情况是( )A .线圈向左运动B .线圈向右运动C .从上往下看顺时针转动[:D .从上往下看逆时针转动 二、双项选择题7.在下列四个图中,标出了磁场B的方向、通电直导线中电流I的方向,以及通电直导线所受磁场力F的方向,其中正确的是()8.如图直导线通入垂直纸面向里的电流,在下列匀强磁场中,能静止在光滑斜面上的是( )9.(2018·东莞市一模)在x Oy平面中有一通电直导线与Ox、Oy轴相交,导线中电流方向如图所示.该区域有匀强磁场,通电直导线所受磁场力的方向与Oz轴的正方向相同.该磁场的磁感应强度方向可能是( )A.沿x轴负方向 B.沿y轴负方向C.沿z轴正方向 D.沿z轴负方向10.一条形磁铁放在水平桌面上,它的上方靠S极一侧吊挂一根与它垂直的导电棒,图中只画出此棒的截面图,并标出此棒中的电流是流向纸内的,在通电的一瞬间可能产生的情况是( )A.磁铁对桌面的压力减小[:B.磁铁对桌面的压力增大C.磁铁受到向右的摩擦力D.磁铁受到向左的摩擦力三、非选择题11.如图(a)所示,倾角为α、相距为L的光滑导轨与一稳恒电源连接,导轨处于垂直于导轨形成的斜面向上、磁感应强度为B的匀强磁场中,有一质量为m的金属棒与导轨良好接触后恰好处于静止状态.图(b)为金属棒与斜面的切面图,重力加速度取g.(1)试在图(b)中作出金属棒受力示意图;(2)计算流过金属棒的电流.[:[:12.如图所示,质量为m的金属棒,放在距光滑金属导轨右端为l的地方,导轨间距为d,距离地面高度为h,处于大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中,并接有电动势为E、内电阻为r的电池.当开关K闭合时,金属棒先滑向右端再抛出,已知抛出的水平距离为s,不考虑金属棒切割磁感线产生的感应电流,试计算该金属棒的电阻.[来源:参考答案1.解析:弹簧相邻两匝线圈电流同向,互相吸引,弹簧下端脱离水银,电路断开.然后弹簧在重力作用下向下运动,跟水银接触,又构成闭合回路,周而复始.答案:C2.解析:根据题意可知:欲使F=0,则需使磁场力竖直向上,大小等于导线重力,由左手定则可知,磁场方向需垂直纸面向里,故选C.答案:C3.解析:只要电流与磁感应强度垂直,则安培力的大小F=BIL.只是该力的方向斜向下.答案:D4.解析:电键S分别置于a、b两处时,电源分别为一节干电池、两节干电池,而电路中灯泡电阻不变,则电路中电流I a<I b,MM′在NN′处的磁感应强度B a<B b,应用安培力公式F=B IL可知f a<f b,又MM′在NN′电流方向相反,则相互排斥.答案:D5.解析:地磁场方向是南北方向,电流方向是东西方向,它们相互垂直,利用公式F=BIL可计算此安培力的大小为4×10-2 N.答案:D6.解析:法一电流元法.首先将圆形线圈分成很多小段,每一段可看作一直线电流元,取其中上、下两小段分析,其截面图和所受安培力情况如下图所示.根据对称性可知,线圈所受安培力的合力水平向左,故线圈向左运动.只有选项A正确.法二等效法.将环形电流等效成小磁针,如下图所示,根据异名磁极相吸引知,线圈将向左运动,选A.也可将左侧条形磁铁等效成环形电流,根据结论“同向电流相吸引,异向电流相排斥”,也可判断出线圈向左运动,选A.答案:A7.解析:B 项中因电流方向与磁场方向平行,导线根本没有受力,B 项错误;D 项的安培力方向应垂直纸面向外,则说明D 项错误;A 、C 项正确.答案:AC8.解析:只有偏向右侧的安培力才可能与其他力平衡,根据左手定则知A 、C 正确. 答案:AC9.解析:根据安培力垂直于磁感应强度和电流构成的平面的原理可知,由于通电直导线所受的安培力的方向与Oz 轴的方向相同,因此磁感线都在Oxy 的平面内,只要不与导线平行则可.答案:AB10.解析:如下图所示.对导体棒,通电后,由左手定则,导体棒受到斜向左下方的安培力,由牛顿第三定律可得,磁铁受到导体棒的作用力应斜向右上方,所以在通电的一瞬时,磁铁对桌面的压力减小,磁铁受到向左的摩擦力,因此选项A 、D 正确.答案:AD11.解析:(1)金属棒所受的力的示意图,如图所示:(2)根据安培力的公式,有: F 安=BIL.①根据力的平衡条件,有: F 安=mg·sin α. ② ①②两式联立得:I =mg·sin αBL.答案:(1)见解析 (2)mgsin αBL12.解析:设金属棒做平抛运动的初速度为v ,根据平抛运动的规律.[: 在竖直方向上,有:h = 12gt 2.①在水平方向上,有:s =vt.② ①②联立解得:v =sg2h.③ 由于不考虑金属棒切割磁感线产生的感应电流,金属棒所受的安培力为恒力,方向水平向右,金属棒在光滑金属导轨上做匀加速直线运动,根据动能定理.有:BId·l =12mv 2-0.④③④联立解得:电路的电流为 I = mgs 24Bhdl.⑤[:设金属棒的电阻为R ,根据闭合电路的欧姆定律,有:I =ER +r.⑥⑤⑥联立解得:金属棒的电阻R =4BEhdlmgs2-r.答案:4BEhdl mgs2-r。

高中物理—安培力

高中物理—安培力

安培力知识点回顾一、磁场1、磁体是通过磁场对铁一类物质发生作用的,磁场和电场一样,是物质存在的另一种形式,是_____存在。

2、磁体周围空间存在_____;电流周围空间也存在_____。

3、电流周围空间存在磁场,电流是大量运动电荷形成的,所以运动电荷周围空间也有磁场。

静止电荷周围空间没有磁场。

磁场存在于磁体、电流、运动电荷周围的空间。

磁场是物质存在的一种形式。

磁场对磁体、电流都有_____作用【答案】客观;磁场、磁场;磁力二、右手螺旋定则右手握住导线,让伸直的拇指所指的方向与电流方向_____,弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向【答案】一致三、磁感线为了描述磁场的强弱与方向,人们想象在磁场中画出的一组有方向的曲线.1、疏密表示磁场的________.2、__________表示该点磁场的方向,也就是磁感应强度的方向.3、开闭:是闭合的曲线,在_______由N极至S极,__________由S极至N极.磁线不相切、不相交、不中断。

注意:没有画出磁感线的地方不一定没有磁场.【答案】强弱,每一点切线方向,磁体外部,磁体外部知识点讲解知识点一:安培力、左手定则法国物理学家安德烈-玛丽·安培在奥斯特的发现仅一周之后(1820年9月)就向法国科学院提交了一份更详细的论证报告,论述了两根平行载流直导线之间磁效应产生的吸引力和排斥力。

在这期间安培进行了四个实验,分别验证了两根平行载流直导线之间作用力方向与电流方向的关系、磁力的矢量性、确定了磁力的方向垂直于载流导体以及作用力大小与电流强度和距离的关系。

我们首先研究安培力的方向和哪些因素有关。

实验装置如下图所示,通过观察导体棒的运动方向表示安培力的方向。

问题1:磁场方向与电流受的磁场力方向有什么关系?问题2:改变电流的方向是否会引起磁场力方向改变?通过改变磁场方向和电流方向,我们可到导体棒运动的方向,见下图【思考】对于磁场、电流、安培力的方向关系,你能用简洁的方式表述吗?【概念解析】一、安培力:磁场对________________。

高中 高考物理 安培力作用下导体的平衡、运动和功能问题

高中 高考物理  安培力作用下导体的平衡、运动和功能问题

(4)根据平衡条件或牛顿第二定律列式求解。 2.受力分析的注意事项 (1)安培力的方向特点:F⊥B,F⊥I,即 F 垂直于 B 和 方 I 决定的平面。 法 (2)安培力的大小:应用公式 F=BILsin θ 计算弯曲导线 突 在匀强磁场中所受安培力的大小时, 有效长度 L 等于曲 破 线两端点的直线长度。 (3)视图转换: 对于安培力作用下的力学问题, 导体棒的 受力往往分布在三维空间的不同方向上, 这时应利用俯 视图、剖面图或侧视图等,变立体图为二维平面图。
[名师指津] 本题考查通电金属棒在安培力作用 下的平衡问题,解决此类问题,首先进 行受力分析 ( 有时需要将立体图转化为 平面图)再结合平衡条件建立方程,解答 问题。本题的难点在于应用三角函数讨 论极值。
[跟进训练] 1.(2015· 全国卷Ⅰ)如图,一长为 10 cm 的金 属棒 ab 用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀 强磁场中; 磁场的磁感应强度大小为 0.1 T, 方向 垂直于纸面向里;弹簧上端固定,下端与金属棒绝缘。金属棒 通过开关与一电动势为 12 V 的电池相连,电路总电阻为 2 Ω。 已知开关断开时两弹簧的伸长量为 0.5 cm;闭合开关,系统重 新平衡后, 两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了 0.3 cm。 重力加速度大小取 10 m/s2。判断开关闭合后金属棒所受安培力 的方向,并求出金属棒的质量。
[解析] 对通电金属棒受力分析如图所示, 因 为金属棒始终保持匀速运动,所以它受力平衡, 将安培力正交分解,则水平方向 F

cos α=Ff,
竖直方向 F 安 sin α+FN=G,其中 α=30° ,且 Ff=μFN,联立以 μG 上三式可得,F 安= ,由数学知识可知,此式存在 cos α+μsin α 最小值。 由于动摩擦因数未知, 所以在匀强磁场沿顺时针缓慢转 过 30° 的过程中,安培力的大小可能先变小再变大,也可能一直 变大,则磁感应强度 B 的大小变化与安培力的变化一致。故 A、 D 正确。 [答案] AD

高三物理安培力知识点总结

高三物理安培力知识点总结

高三物理安培力知识点总结安培力是物理学中一个非常重要的概念,特别是在电磁学领域。

它描述了电流通过导线时所产生的力,是我们理解电路和电磁现象的基础。

下面将对高三物理中涉及到的安培力相关的知识点进行总结。

一、安培力的定义安培力是指电流通过导线时所产生的力。

当电流通过导线时,导线中的电子会受到磁场力的作用而产生一个力,这个力即为安培力。

安培力的方向可以根据右手螺旋定则来确定。

二、安培力的计算公式安培力的计算公式为:F = BILsinθ其中,F为安培力的大小,B为磁感应强度,I为电流的大小,L为导线的长度,θ为电流与磁感应强度之间的夹角。

三、安培力的方向根据右手螺旋定则,可以确定安培力的方向。

将右手握住导线,拇指指向电流的方向,其余四指指向磁感应强度的方向,拇指的方向即为安培力的方向。

四、安培力的性质1. 安培力与电流的大小成正比:当电流大小增加时,安培力也会增大。

2. 安培力与磁感应强度的大小成正比:当磁感应强度增大时,安培力也会增大。

3. 安培力与导线长度的大小成正比:当导线长度增加时,安培力也会增大。

4. 安培力与电流与磁感应强度之间的夹角的正弦值成正比:当夹角增大时,安培力会减小。

五、安培力的应用1. 电磁铁:电磁铁是利用安培力的作用原理制造的一种器件。

通电后,导线中的电流会产生安培力,使得铁芯上的铁磁体磁化,从而形成一个强大的磁场。

2. 电动机:电动机的运行原理也是基于安培力的作用。

电流通过线圈时,产生的安培力与磁场相互作用,导致线圈旋转。

3. 电磁感应:安培力也与电磁感应现象密切相关。

当导线与磁场相互运动时,导线中会产生感应电流,从而产生安培力。

通过对高三物理中的安培力知识点的总结,我们可以更好地理解安培力的概念、计算方法以及应用。

在解决与电流、磁场、电磁感应相关的问题时,我们可以运用安培力的知识,从而更好地理解和分析现象。

高中物理选修二第一章《安培力与洛伦兹力》知识点总结

高中物理选修二第一章《安培力与洛伦兹力》知识点总结

一、选择题1.如图所示,挂在天平底部的矩形线圈abcd 的一部分悬在匀强磁场中,当给矩形线圈通入如图所示的电流I 时,调节两盘中的砝码,使天平平衡。

然后使电流I 反向,这时要在天平的左盘上加质量为2210kg -⨯的砝码,才能使天平重新平衡。

若已知矩形线圈共10匝,通入的电流I =0.1 A ,bc 边长度为10 cm ,(g 取10 m/s 2)则磁场对bc 边作用力F 的大小和该磁场的磁感应强度B 的大小分别是( )A .F =0.2N ,B =20TB .F =0.2N ,B =2TC .F =0.1N ,B =1TD .F =0.1N ,B =10T2.如图所示,在xOy 平面坐标系的第二象限内存在着垂直于坐标平面向外、磁感应强度大小为B 的匀强磁场,一质量为m 、带电量为q +的粒子从(2,0)P L -点处以初速度0v 射入第二象限,0v 的方向与x 轴正方向夹角为45θ=︒。

下列能使粒子离开磁场后进入第一象限的0v 值是( )(不计粒子的重力)A .BqL mB .2BqL mC .2BqL mD .22BqL m 3.我国第21次南极科考队在南极观看到美丽的极光。

极光是由来自太阳的高能带电粒子流与大气分子剧烈碰撞或摩擦,从而激发大气分子发出各种颜色的光。

假设科考队员站在南极极点附近,观测到带正电粒子从右向左运动,则粒子受到磁场力的方向是( ) A .向前 B .向后 C .向上 D .向下4.如图所示,半径为R 的圆形区域内有一垂直纸面向里的匀强磁场,P 为磁场边界上的一点。

大量质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子,在纸面内沿各个方向以相同速率v 从P 点射入磁场。

这些粒子射出磁场时的位置均位于PQ 圆弧上,PQ 圆弧对应的圆心角恰好为106°。

(sin53°=0.8,cos53°=0.6)不计粒子重力和粒子间的相互作用,则该匀强磁场的磁感应强度大小为( )A.mvqRB.54mvqRC.53mvqRD.35mvqR5.1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器,其原理如图所示,这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成,其间留有空隙,下列说法正确的是()A.被加速的粒子从磁场中获得能量B.被加速的粒子在回旋加速器中做圆周运动的周期随半径的增大而增大C.只增加狭缝间的加速电压,被加速粒子离开加速器时的动能增加D.想要粒子获得的最大动能增大,可增大D型盒的半径6.关于磁场对通电导线的作用力,下列说法正确的是()A.磁场对放置在其中的通电导线一定有力的作用B.放置在磁场中的导线越长,其所受的磁场力越大C.放置在磁场中的导线通过的电流越大,其所受的磁场力越大D.通电导线在磁场中所受的磁场力的方向一定与磁场方向垂直7.如图所示,一根通有电流I的直铜棒MN,用导线挂在磁感应强度为B的匀强磁场中,此时两根悬线处于张紧状态,下列哪些措施可使悬线中张力为零()A.适当增大电流B.使电流反向并适当减小C.保持电流I不变,减小BD.使电流I反向并增大8.如图,水平导体棒PQ用一根劲度系数均为k=70N/m的竖直绝缘轻弹簧悬挂起来。

高考物理公式及知识点归纳(表格)

高考物理公式及知识点归纳(表格)
(2)分段处理:向上为匀减速直线运动,向下为自由落体运动,具有对称性;
(3)上升与下落过程具有对称性,如在同点速度等值反向等。
7、平抛运动
7-1、水平方向速度:
Vx=Vo
7-2、竖直方向速度:
Vy=gt
7-3、水平方向位移:
x=Vot
7-4、竖直方向位移:
y=gt2/2
7-5、运动时间
7-6、合速度
注:
(1)天体运动所需的向心力由万有引力提供,F向=F万;
(2)应用万有引力定律可估算天体的质量密度等;
(3)地球同步卫星只能运行于赤道上空,运行周期和地球自转周期相同;
(4)卫星轨道半径变小时,势能变小、动能变大、速度变大、周期变小(一同三反);
(5)地球卫星的最大环绕速度和最小发射速度均为7.9km/s。
(2)r=r0,f引=f斥,F分子力=0,E分子势能=Emin(最小值)
(3)r>r0,f引>f斥,F分子力表现为引力
(4)r>10r0,f引=f斥≈0,F分子力≈0,E分子势能≈0
10、力的合成与分解:
10-1、同一直线上力的合成同向:
同向:F=F1+F2,
反向:F=F1-F2 (F1>F2)
10-2、互成角度力的合成:
高中物理公式及知识点汇总
一、力
1、重力:
G = mg
g随离地面高度、纬度、地质结构而变化;重力约等于地面上物体受到的地球引力
2、摩擦力的公式:
2-1、滑动摩擦力:
f=μN
①N为接触面间的弹力,可以大于G;也可以等于G;也可以小于G
②μ为滑动摩擦因数,只与接触面材料和粗糙程度有关,与接触面积大小、接触面相对运动快慢以及正压力N无关。

2019年高考物理二轮复习讲义:第三十五讲 安培力的大小 左手定则 洛伦兹力

2019年高考物理二轮复习讲义:第三十五讲 安培力的大小 左手定则 洛伦兹力

第三十五讲安培力的大小左手定则洛伦兹力1. 安培力的大小:磁场对通电导线的作用力即安培力,当电流方向与磁场方向垂直时,计算安培力的公式为;当时,通电导线不受安培力.2. 通电导线所受安培力的方向和磁场方向总是相互,可用判定方向.3. 磁场对运动电荷有作用力叫洛伦兹力,是洛伦兹力的宏观表现.4. 洛伦兹力的方向:洛伦兹力的方向于速度方向与磁场方向共同确定的平面.用判定,四指指向与正电荷运动的方向;对负电荷,四指应指向负电荷运动的.5. 洛伦兹力的大小:当电荷运动的速度方向与磁场方向垂直时,洛伦兹力的计算公式为 ;当电荷运动的速度方向与磁场方向平行时,洛伦兹力为 .1. 安培力的方向(左手定则):伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内,让磁感线穿过手心,使四指指向电流的方向,这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向.2. 电流表的原理就是利用通电线圈在磁场中受安培力发生偏转而测量电流的.3. 注意电荷在电场中与在磁场中的区别. 无论什么情况,电荷在电场中一定受电场力作用;在磁场中,只有运动电荷才受洛伦兹力,静止的电荷不受洛伦兹力,而且电荷运动方向与磁场方向平行时也不受洛伦兹力.4. 带电粒子在匀强磁场中的运动(1) 速度方向和磁场方向相同,粒子做匀速直线运动.(2) 速度方向和磁场方向垂直,带电粒子在匀强磁场中仅受洛伦兹力而做匀速圆周运动时,洛伦兹力充当向心力,由此可以推导出该圆周运动的半径公式和周期公式,即r =mv Bq ,T =2πm qB.【例1】 如图所示,一带正电的离子束沿图中箭头方向通过两磁极间时,它受的洛伦兹力方向( )A. 向上B. 向下C. 向N极D. 向S极笔记:【例2】(2018届南京学业水平模拟)下图中,电荷的速度方向、磁场方向和电荷的受力方向之间关系正确的是()A B CD笔记:【例3】(2018届宿迁学业水平模拟)如图所示,一根长为0.2m 的通电直导线位于匀强磁场中,导线与磁场方向垂直,磁场的磁感应强度为0.2T.当导线中的电流为1A时,导线所受安培力的大小为()A. 0.02NB. 0.04NC. 0.06ND. 0.08N笔记:【例4】(2018届扬州学业水平模拟)如图所示,回旋加速器是用来加速带电粒子的装置,带电粒子每次通过两盒窄缝间匀强电场时做(选填“匀速”“加速”或“圆周”)运动.带电粒子每次通过盒中的匀强磁场时做 (选填“匀速”“加速”或“圆周”)运动.笔记:1. (2016年江苏省普通高中学业水平测试)匀强磁场中有一通电直导线,电流的方向如图所示,则该导线所受安培力的方向( )A. 向上B. 向下C. 垂直纸面向里D. 垂直纸面向外2. (2015年江苏省普通高中学业水平测试)探究影响安培力大小因素的实验装置如图所示,直导线垂直磁场方向置于磁场中某处.当导线中电流为I 时,导线所受安培力大小为F ;现仅将导线中电流减小为I 2时,导线所受安培力大小为( )A. 2FB. FC. F 2D. F 43. (2017年江苏省普通高中学业水平测试)如图所示,电子e 向上射入匀强磁场中,此时该电子所受洛伦兹力的方向是( )A. 向左B. 向右C. 垂直于纸面向里D. 垂直于纸面向外1. (2018届徐州学业水平模拟)下列图中分别标出了一根放置在匀强磁场中的通电直导线的电流I、磁场的磁感应强度B和所受磁场力F的方向,其中图示正确的是()A BC D2. (2018届南京学业水平模拟)三种不同粒子a、b、c从O点沿同一方向进入垂直纸面向里的匀强磁场中,它们的运动轨迹分别如图所示.则()A. 粒子a一定带负电B. 粒子b一定带正电C. 粒子c一定带负电D. 粒子b一定带负电3. (2016届宿迁学业水平模拟)关于带电粒子所受洛伦兹力F、磁感应强度B和粒子速度v三者方向之间的关系,下列说法正确的是()A. F、B、v三者必定均保持垂直B. F必定垂直于B、v,但B不一定垂直于vC. B必定垂直于F、v,但F不一定垂直于vD. v必定垂直于F、B,但F不一定垂直于B4. (2017届无锡学业水平模拟)如图所示,铜质导电板置于匀强磁场中,通电时铜板中电流方向向下,由于磁场的作用,则()A. 板左侧聚集较多电子,使B点电势高于A点B. 板左侧聚集较多电子,使A点电势高于B点C. 板右侧聚集较多电子,使A点电势高于B点D. 板右侧聚集较多电子,使B点电势高于A点5. (2017届连云港学业水平模拟)如图所示,一金属棒MN两端用细软导线连接后悬挂于a、b两点,棒的中部处于方向垂直于纸面向里的匀强磁场中.当棒中通有由M流向N的电流时,悬线上有拉力,为了使拉力减小为零,下列措施可行的是()A. 使磁场反向B. 使电流反向C. 适当增大电流强度D. 适当减小磁感应强度6. (2017届南通学业水平模拟)如图所示,水平直导线中通有向右的恒定电流I,一电子从导线的正下方以水平向右的初速度进入该通电导线产生的磁场中,此后电子将()A. 沿直线运动B. 向上偏转C. 向下偏转D. 向纸外偏转7. (2017届宿迁学业水平模拟)如图所示,条形磁铁放在水平桌面上,在其正中央的上方固定一根长直导线.导线与磁铁垂直,给导线通以垂直纸面向里的电流.用F N表示磁铁对桌面的压力,用F f表示桌面对磁铁的摩擦力.导线通电后与通电前相比较()A. F N减小,F f=0B. F N减小,F f≠0C. F N增大,F f=0D. F N增大,F f≠0第三十五讲安培力的大小左手定则洛伦兹力【知识扫描】1. F=BIL电流方向和磁场方向平行2. 垂直左手定则3. 安培力4. 垂直左手定则相同反方向5. F=qvB0【典例透析】【例1】A解析:根据左手定则,磁感线穿过手心,四指指向正电荷运动方向,大拇指指向就是电荷的受力方向.【例2】A解析:根据左手定则判断A项正确.判断时要注意A、B选项中是负电荷,其运动的方向与四指指向相反.【例3】B解析:根据F=BIl解得导线所受安培力的大小为0.04N. 【例4】加速圆周解析:电场起加速作用,带电粒子在匀强磁场中受到洛伦兹力,洛伦兹力提供向心力,使粒子做圆周运动.【真题荟萃】1. A2. C3. B【仿真体验】1. C2. C3. B4. C5. C6. C7. C。

高中物理安培力与洛伦兹力知识点总结

高中物理安培力与洛伦兹力知识点总结

高中物理安培力与洛伦兹力知识点总结全文共5篇示例,供读者参考高中物理安培力与洛伦兹力知识点总结篇1高中物理的确难,实用口诀能帮忙。

物理公式、规律主要通过理解和运用来记忆,本口诀也要通过理解,发挥韵调特点,能对高中物理重要知识记忆起辅助作用。

一、运动的描述1.物体模型用质点,忽略形状和大小;地球公转当质点,地球自转要大小。

物体位置的变化,准确描述用位移,运动快慢s比t,a用δv 与t比。

2.运用一般公式法,平均速度是简法,中间时刻速度法,初速度零比例法,再加几何图像法,求解运动好方法。

自由落体是实例,初速为零a等g.竖直上抛知初速,上升最高心有数,飞行时间上下回,整个过程匀减速。

中心时刻的速度,平均速度相等数;求加速度有好方,δs 等at平方。

3.速度决定物体动,速度加速度方向中,同向加速反向减,垂直拐弯莫前冲。

二、力1.解力学题堡垒坚,受力分析是关键;分析受力性质力,根据效果来处理。

2.分析受力要仔细,定量计算七种力;重力有无看提示,根据状态定弹力;先有弹力后摩擦,相对运动是依据;万有引力在万物,电场力存在定无疑;洛仑兹力安培力,二者实质是统一;相互垂直力最大,平行无力要切记。

3.同一直线定方向,计算结果只是“量”,某量方向若未定,计算结果给指明;两力合力小和大,两个力成q角夹,平行四边形定法;合力大小随q变,只在最大最小间,多力合力合另边。

多力问题状态揭,正交分解来解决,三角函数能化解。

4.力学问题方法多,整体隔离和假设;整体只需看外力,求解内力隔离做;状态相同用整体,否则隔离用得多;即使状态不相同,整体牛二也可做;假设某力有或无,根据计算来定夺;极限法抓临界态,程序法按顺序做;正交分解选坐标,轴上矢量尽量多。

三、牛顿运动定律1.f等ma,牛顿二定律,产生加速度,原因就是力。

合力与a同方向,速度变量定a向,a变小则u可大,只要a与u 同向。

2.n、t等力是视重,mg乘积是实重;超重失重视视重,其中不变是实重;加速上升是超重,减速下降也超重;失重由加降减升定,完全失重视重零。

高二物理知识点归纳笔记

高二物理知识点归纳笔记

高二物理知识点归纳笔记(实用版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制单位:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。

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安培力及其应用(讲义)-【教育机构专用】高三物理寒假讲义

安培力及其应用(讲义)-【教育机构专用】高三物理寒假讲义

专题20 安培力及其应用(讲义)一、核心知识一、磁场、磁感应强度1.磁场(1)基本特性:磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁场力的作用.(2)方向:小磁针静止时N极所指的方向,即是N极所受磁场力的方向.2.地磁场的特点(1)在地理两极附近磁场最强,赤道处磁场最弱.(2)地磁场的N极在地理南极附近,地磁场的S极在地理北极附近.(3)在赤道平面(地磁场的中性面)附近,距离地球表面相等的各点,地磁场的强弱程度相同,且方向水平.3.磁感应强度(1)物理意义:描述磁场的强弱和方向.(2)定义式:B=FIL(通电导线垂直于磁场).(3)方向:小磁针静止时N极的指向.二、磁感线电流的磁场1.磁感线(1)引入:在磁场中画出一些曲线,使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致.(2)特点:磁感线的特点与电场线的特点类似,主要区别在于磁感线是闭合的曲线.(3)条形磁铁和蹄形磁铁的磁场(如图所示).2.安培定则(1)通电直导线:右手握住导线:让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向.(2)环形电流:让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致,伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向.如图,分别表示通电直导线、环形电流、通电线圈周围的磁场,①表示电流的方向,②表示磁感线的方向.3.匀强磁场强弱、方向处处相同的磁场.三、安培力的大小和方向1.大小(1)公式:F=ILB sinθ.(其中θ为B与I之间的夹角)(2)说明:①公式F=ILB中L指的是“有效长度”.当B与I垂直时,F最大,F=ILB;当B与I平行时,F=0.②弯曲导线的有效长度L,等于连接两端点线段的长度.③闭合线圈通电后,在匀强磁场中受到的安培力的矢量和为零.2.方向(1)用左手定则判定:伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内;让磁感线从掌心进入,并使四指指向电流的方向,这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向.如图,①表示电流的方向,②表示磁场的方向,③表示安培力的方向.(2)安培力的方向特点:F⊥B,F⊥I,即F垂直于B和I决定的平面.(注意:B和I可以有任意夹角)四、安培力作用下受力模型通电导体棒在磁场中的平衡加速问题是一种常见的力学综合模型,该模型一般由倾斜导轨、导体棒、电源和电阻等组成.解题时一定要先把立体图转化成平面图,通过受力分析建立各力的平衡关系或牛顿第二定律关系,如图所示.二、重点题型分类例析题型1:磁感线【例题1】(2020·浙江高三一模)冰箱门软磁条的外部磁感线正面图如图所示,以下说法正确的是()A.磁感线越密的地方磁场越弱B.软磁条内部a位置应为N极C.磁感线与电场线一样真实存在于空间之中D.软磁条内部ab之间的磁感线方向应为a指向b题型2:地磁场【例题2】(2020·福建厦门市·厦门双十中学高三月考)运动电荷在磁场中受到洛伦兹力的作用,运动方向会发生偏转,这一点对地球上的生命来说有十分重要的意义.从太阳和其他星体发射出的高能粒子流,称为宇宙射线,在射向地球时,由于地磁场的存在,改变了带电粒子的运动方向,对地球起到了保护作用.如图所示为地磁场对宇宙射线作用的示意图.现有来自宇宙的一束质子流,以与地球表而垂直的方向射向赤道上空的某一点,则这束质子在进入地球周围的空间将()A.竖直向下沿直线射向地面B.向东偏转C.向西偏转D.向北偏转题型3:环形电流的磁场【例题3】(2021·浙江高考真题)(多选)如图所示是通有恒定电流的环形线圈和螺线管的磁感线分布图。

高三物理磁场的描述及安培定则、安培力 知识精讲 通用版

高三物理磁场的描述及安培定则、安培力 知识精讲 通用版

高三物理磁场的描述及安培定则、安培力知识精讲通用版【本讲主要内容】磁场的描述及安培定则、安培力磁场、磁感线、安培定则、磁感应强度、磁场对电流的作用——安培力【知识掌握】【知识点精析】1. 磁场:是存在于磁体、电流(运动电荷)周围的特殊物质,其基本性质是对放入其中的磁极和运动电荷(电流)有力的作用。

磁场的方向规定为:在磁场中的任一点,小磁针北极受力的方向,亦即小磁针静止时北极所指的方向,就是那一点的磁场方向。

例1. 磁场中任意一点的磁场方向为小磁针在该点()A. 北极受磁场力的方向B. 南极受磁场力的方向C. 静止时小磁针北极的指向D. 受磁场力的方向解析:磁场的方向是人为规定的,我们必须尊重这一规定;还要注意,受磁场力的方向和小磁针北极指向的不同,静止以后的指向才和受力方向一致。

故AC选项正确。

2. 磁感线:磁感线是为了直观形象的描述磁场而人为地画出的一族有方向的曲线(在磁场中并不真的存在)。

磁感线上任一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同;磁感线的疏密表示磁场的强弱,磁感线越密的地方磁场越强,反之越弱。

此外,磁感线还有以下两个性质:(1)磁感线是闭合曲线,不中断。

(2)任何两条磁感线都不相交,不相切。

例2. 关于磁感线的叙述正确的是()A. 磁感线始于磁铁N极,终止于S极B. 磁感线是由铁屑规则地排列而成的曲线C. 磁感线上某点切线方向即该点磁场方向D. 磁感线是为描述磁场引入的假想的线,实际上并不存在于磁场中答案:CD3. 电流的磁场、安培定则(1)磁现象的电本质:磁铁和电流的磁场一样,都是由电荷的运动产生的。

(2)安培定则:电流的方向跟它的磁感线方向之间的关系可以用安培定则(也叫右手螺旋定则)来判定:①直线电流:用右手握住导线,让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。

②环形电流:让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致,伸直的大拇指所指的方向是环形导线中心轴线上磁感线的方向。

高中物理-安培力

高中物理-安培力

安培力力矩基础1.力臂:从转动轴到力的作用线的垂直距离叫做力臂。

2.表达式:力和力臂的乘积叫做力矩。

用r 表示力臂,F 表示力,M 表示力矩,那么:r F M ∙=3.力矩的单位:牛顿米(Nm ,牛米)4.合力矩:F 1产生的力矩为M 1,F 2的力矩为M 2,通常规定逆时针方向力矩为正,顺时针方向力矩为负。

则合力矩M :M=M 1-M 25.合力矩不为零:物体的角速度将发生改变。

6.合力矩为零:转动的角速度不变,物体静止或做匀速转动,这种状态,称为平衡状态。

7.力矩平衡条件:绕定轴转动的物体保持平衡的条件就是力矩的代数和为零,逆时针代数和顺时针代数和M M =磁电式电流表要点:1.磁力矩通电导线所受安培力的力矩叫磁力矩.磁场对通电线圈的作用表现为力矩,若线圈的面积为S ,匝数为N ,通电电流为I ,所在磁场的磁感强度为B ,则线圈所受的磁力矩为M= 。

2.磁电式电流表的工作原理⑴.电流表的构造主要包括:蹄形磁铁、圆柱形铁芯、线圈、螺旋弹簧和指针思考与讨论: a .理解“均匀的辐向分布的磁场”?b .在“均匀的辐向分布”的磁场中,通有恒定电流I 的线圈绕轴转到不同位置时各边受到的安培力、安培力力臂、力矩的大小如何变化?⑵.电流表的工作原理设导线所处位置磁感应强度大小为B ,线框长为l 、宽为d 、匝数为n ,当线圈中通有电流I 时,安培力对转轴产生力矩:,其中安培力的大小为:故安培力的力矩大小为:当线圈发生转动,不论通电线自转到什么位置,它的平面都跟磁感线平行,安培力的力矩不变.当线圈转过 角(指针偏角也为)时,两弹簧产生阻碍线圈转动的扭转力矩.由材料性质知道,扭转力矩,根据力矩平衡得出:其中对同一个电流来说,k 、n 、B 、L 、d 是一定的,因此所以通过偏角的值可以反映I 值的大小,且电流刻度是均匀的。

当取最大值时,通过电流表的电流最大,称为满偏电流Ig ,所以使用电流表时应注意不要超过满偏电流Ig 。

高中物理知识点安培力

高中物理知识点安培力

高中物理知识点——安培力在学习物理的过程中,我们会接触到许多重要的概念和定律。

其中,安培力是一个非常重要的概念,它被广泛应用于电磁学和电路中。

本文将带您深入了解高中物理中的安培力,包括定义、公式及其应用。

一、安培力的定义:安培力是由电荷在磁场中受到的力,它是由法国科学家安培发现的,被命名为安培力。

安培力的方向垂直于电荷的速度和磁场的方向。

二、安培力的公式:安培力的表达式由以下公式给出:F = q * v * B * sinθ其中,F表示安培力,q是电荷的大小,v是电荷的速度,B是磁场的大小,θ是电荷速度与磁场之间的夹角。

三、安培力的应用:1. 电磁感应:根据法拉第电磁感应定律,当一个导体在磁场中运动时,会感受到安培力的作用。

这个现象在发电机和电动机中得到广泛应用。

2. 电子运动:在电子运动过程中,如果电子在磁场中运动,会受到安培力的作用,这被称为霍尔效应。

霍尔效应可以用于测量磁场的强度和方向。

3. 轨道运动:当一个带电粒子在磁场中做轨道运动时,安培力可以改变粒子的轨道半径,这就是电子在磁场中的轨道运动。

它被应用于电子加速器和质谱仪等领域。

4. 电子束偏转:在电视和显示器中,电子通过被聚焦和偏转来形成图像。

安培力被用来控制电子束的偏转,以实现图像的显示。

5. 磁浮列车:磁浮列车是一种利用磁悬浮技术运行的交通工具。

在磁浮列车中,由于磁场的作用力,车厢将悬浮在轨道上,减小了与轨道的摩擦力,使得列车能够以较高的速度运行。

总结:安培力是在电荷运动中受到的力,它在物理学的许多领域中得到了广泛应用。

了解安培力的定义、公式和应用可以帮助我们更好地理解电磁学和电路的原理,并能够应用于实际问题的计算和解决。

它为我们探索电子运动、电磁感应等现象提供了基础。

更深入地研究和理解安培力的原理将使我们在物理学和电子学的学习和实践中更加熟练和灵活。

2020年高考物理双基突破(二)专题20安培力精讲

2020年高考物理双基突破(二)专题20安培力精讲

专题20 安培力一、安培力的大小1.安培力计算公式:当磁感应强度B的方向与导线方向成θ角时,F=BIL sinθ。

这是一般情况下的安培力的表达式,以下是两种特殊情况:(1)磁场和电流垂直时:F=BIL。

(2)磁场和电流平行时:F=0。

磁场对磁铁一定有力的作用,而对电流不一定有力的作用。

当电流方向和磁感线方向平行时,通电导体不受安培力作用。

2.公式的适用范围:一般只适用于匀强磁场.对于非匀强磁场,仅适用于电流元。

3.弯曲通电导线的有效长度L:等于两端点所连直线的长度,相应的电流方向由始端指向末端,因为任意形状的闭合线圈,其有效长度L=0,所以通电后在匀强磁场中,受到的安培力的矢量和一定为零。

4.公式F=BIL的适用条件:(1)B与L垂直;(2)匀强磁场或通电导线所在区域的磁感应强度的大小和方向相同;(3)安培力表达式中,若载流导体是弯曲导线,且与磁感应强度方向垂直,则L是指导线由始端指向末端的直线长度。

【题1】如图,一段导线abcd位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、bc和cd的长度均为L,且∠abc=∠bcd=135°。

流经导线的电流为I,方向如图中箭头所示。

导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力A.方向沿纸面向上,大小为(2+1)ILBB.方向沿纸面向上,大小为(2-1)ILBC.方向沿纸面向下,大小为(2+1)ILBD.方向沿纸面向下,大小为(2-1)ILB【答案】A【解析】ad 间通电导线的有效长度为图中的虚线L ′=(2+1)L ,电流的方向等效为由a 沿直线流向d ,所以安培力的大小F =BIL ′=(2+1)ILB .根据左手定则可以判断,安培力方向沿纸面向上,选项A 正确。

【题2】如图,两根平行放置的长直导线a 和b 载有大小相同、方向相反的电流,a 受到的磁场力大小为F 1,当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后,a 受到的磁场力大小变为F 2,则此时b 受到的磁场力大小变为A .F 2B .F 1-F 2C .F 1+F 2D .2F 1-F 2【答案】A【题3】如图所示,AC 是一个用长为L 的导线弯成的、以O 为圆心的四分之一圆弧,将其放置在与平面AOC 垂直的磁感应强度为B 的匀强磁场中。

高考物理一轮复习知识点总结

高考物理一轮复习知识点总结

精品基础教育教学资料,仅供参考,需要可下载使用!磁场一、磁场:1、基本性质:对放入其中的磁极、电流有力的作用。

磁极间、电流间的作用通过磁场产生,磁场是客观存在的一种特殊形态的物质。

2、方向:放入其中小磁针N极的受力方向(静止时N极的指向)放入其中小磁针S极的受力的反方向(静止时S极的反指向)3、磁感线:形象描述磁场强弱和方向的假想的曲线。

磁体外部:N极到S极;磁体内部:S极到N极。

磁感线上某点的切线方向为该点的磁场方向;磁感线的疏密表示磁场的强弱。

4、安培定则:(右手四指为环绕方向,大拇指为单独走向)导体的种类磁场形状判断方法通电直导线以导线为中心的各簇互相平行的同心圆。

右手握住导线,大拇指指向与电流方向一致,四指绕向为磁感线的方向。

矩形、环形电流各簇围绕环形导线的闭合曲线,中心轴上,磁感垂直环形平面。

右手绕向与环形电流方向一致,大拇指方向为环形电流内部的磁场方向。

通电螺线管外部类似于条形磁体的磁场,内部为匀强磁场。

右手握住螺线管,四指绕向与电流绕向一致,大拇指指向为磁场的N极。

二、安培力:1、定义:磁场对电流的作用力。

2、计算公式:F=ILBsinθ=I⊥LB 式中:θ是I与B的夹角。

电流与磁场平行时,电流在磁场中不受安培力;电流与磁场垂直时,电流在磁场中受安培力最大:F=ILB 0≤F ≤ILB3、安培力的方向:左手定则——左手掌放入磁场中,磁感线穿过掌心,四指指向电流方向,大拇指指向为通电导线所受安培力的方向。

三、磁感应强度B:1、定义:放入磁场中的电流元与磁场垂直时,所受安培力F跟电流元IL的比值。

2、公式: 磁感应强度B是磁场的一种特性,与F、I、L等无关。

注:匀强磁场中,B与I垂直时,L为导线的长度; 非匀强磁场中,B与I垂直时,L为短导线长度。

3、国际单位:特斯拉(T)。

4、磁感应强度B是矢量,方向即磁场方向。

磁感线方向为B方向,疏密表示B的强弱。

5、匀强磁场:磁感应强度B的大小和方向处处相同的磁场。

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安培力-高考物理知识点
(1)在安培力的公式中,I、B、l均采用国际单位制单位,则安培力的单位是牛顿。

(2)安培力(包括方向)可用矢量公式表示为F=Il×B。

(3)一般形式的安培力公式,用电流元Idl在磁场B中所受力的矢量和表示,即有F=∫Idl×B,
式中积分是对通电导线作线积分,B可为一般分布之非均匀磁场。

(4)通电线圈在匀强磁场中所受力矩的大小,不论形状如何,均等于M=ISBsinθ,式中θ为线圈磁矩方向与B之间的夹角。

通电线圈在磁场中受力矩作用而转动,以线圈磁矩沿B方向为(稳定)平衡位置。

(5)安培力与洛仑兹力两者既有联系又有区别。

载流导线在磁场中所受的安培力,实质上是导线内自由电子所受洛仑兹力的宏观表现。

但是,洛仑兹力的方向始终与运动电荷的速度方向垂直,因此它永远不作功,而载流导线在磁场中运动时,安培力是作功的,这两者并不矛盾。

洛仑兹力沿导线垂直方向的分力所作功的和正是安培力所作的功。

而另一沿平行于导线方向的分力所作的功一定为负功。

且数值与上述功相等,所以,洛仑兹力作的总功等于零,即洛仑兹力f与V垂直,不作功。

从物理意义上说,f∥所作的负功,即为外电源ε提供的电场力,维持电子向上运动所作的功。

从能量转化角度来说,此电路中通过电源把其他形式的能转化为电能。

当电流流过回路时,一部分电能通过电阻转化为焦耳热,另一部分在通过磁场时,由洛仑兹力的一个分力转变为安培力而作功,实现由电能向机械能的转化。

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