高频考点23安培力与安培力相关的平衡问题磁动力的应用

高频考点：安培力、与安培力相关的平衡问题、磁动力的应用动态发布：2022上海物理第13题、2022年全国卷Ⅰ第17题、2022上海物理第18题、2022年课标全国卷18题命题规律：安培力、安培力的应用是高中物理重要的知识点，是高考考查的重点，高考命题常以新情境来考查，而且经常与其他知识综合出题。单独考查的题型一般为选择题，综合其它知识考查的一般为计算题，难度中等。命题分析考查方式一.安培力【命题分析】磁场对电流的作用叫做安培力，安培力大小F=BILsinα，式中α是电流与磁场方向的夹角，L为导线的有效长度。闭合通电线圈在匀强磁场中所受的安培力的矢量和为零。考查安培力的考题重点是考查对安培力大小公式F=BIL的理解和掌握，难度中等。例1.（2022上海物理第13题）如图，长为2l的直导线折成边长相等，夹角为60°的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B，当在该导线中通以电流强度为I的电流时，该V形通电导线受到的安培力大小为B60O××B60O××××××××××××××××××××××××××××××【解析】V形通电导线的有效长度为2lsin30°=l，所以该V形通电导线受到的安培力大小为BIl，选项C正确。【标准答案】C【知识链接】安培力公式中的L为通电导线的有效长度，弯折形通电导线的有效长度等于导线两端点连线的长度。例2：（2022年全国卷Ⅰ第17题）．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(+1)IBLＢ．方向沿纸面向上，大小为(-1)IBL例3．(2022上海物理第18题)如图3，质量为m、长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于O、O’，并处于匀强磁场中。当导线中通以沿x正方向的电流I，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为θ。则磁感应强度的方向和大小可能为(A)z正向，tanθ(B)y正向，。(C)z负向，tanθ。(D)沿悬线向上，sinθ【解析】．画出通电导线受力图如图所示，由左手定则可知，当磁感应强度的方向沿y轴正方向时，安培力沿z轴正方向。当BIL=mg时，导线受力平衡，保持静止，即磁感应强度的方向沿y轴正向，大小为，选项B正确。当磁感应强度的方向沿z轴负方向时，安培力沿y轴正方向。当BIL=mgtanθ时，导线受力平衡，保持静止，即磁感应强度的方向沿z轴负向，大小为tanθ，选项C正确。【标准答案】BC考查方式三考查磁动力的应用【命题分析】磁动力与实际问题相结合的综合应用是历年高考的重点，磁动力的应用涉及安培力、动能定理等重点知识，难度中等。例4：（2022新课标理综第18题）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的安培力在作用而高速射出。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