《2025年创新设计高考总复习物理人教版》

角度1 安培力作用下的平衡问题
例5(多选)倾角为$\theta$的斜面上，有质量为$m$，同一材质制成的均匀光滑金属圆环，其直径$d$恰好等于平行金属导轨的内侧宽度。如图10，电源提供电流$I$，圆环和轨道接触良好。下面的匀强磁场，能使圆环保持静止的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　(　　　)
　　　　　　　　　　　　
A.磁场方向垂直于斜面向上，磁感应强度大小等于$\frac{mg\sin\theta}{Id}$
B.磁场方向垂直于斜面向下，磁感应强度大小等于$\frac{mg\sin\theta}{Id}$
C.磁场方向竖直向下，磁感应强度大小等于$\frac{mg\tan\theta}{Id}$
D.磁场方向竖直向上，磁感应强度大小等于$\frac{mg\tan\theta}{Id}$

答案： 例5 BC [当磁场垂直于斜面时，根据平衡条件结合左手定则可知圆环所受的安培力沿斜面向上，磁场方向垂直于斜面向下，有mgsinθ - Fₐₙ = 0，其中安培力为Fₐₙ = 2×B×$\frac{I}{2}$×d = BId，联立解得B = $\frac{mgsinθ}{Id}$，故A错误，B正确；当磁场方向沿竖直方向时，根据平衡条件结合左手定则可知圆环所受的安培力水平向右，磁场方向竖直向下，有Fₐₙ = mgtanθ，其中安培力为Fₐₙ = 2×B×$\frac{I}{2}$×d = BId，联立解得B = $\frac{mgtanθ}{Id}$，故C正确，D错误。]

角度2 安培力作用下的加速问题
例6(2024·陕西西安模拟)如图11所示，质量为$m$、长为$L$的导体棒电阻为$2R$，初始时静止于光滑的水平轨道上，电源电动势为$E$，内阻不计。匀强磁场的磁感应强度为$B$，其方向与轨道平面成$\theta$角斜向上方，开关闭合后导体棒开始运动，则　　　　　　　　　　　　　　　　　(　　　)
　　　　　　　　　　　　　
A.导体棒向左运动
B.开关闭合瞬间导体棒$MN$的加速度为$\frac{BEL}{2mR}$
C.开关闭合瞬间导体棒$MN$所受安培力为$\frac{BEL}{2R}$
D.开关闭合瞬间导体棒$MN$所受安培力为$\frac{BEL\sin\theta}{2R}$

答案：
例6 C [由左手定则可知，磁感线穿过掌心，则大拇指指向为垂直磁感线向右下方，从而导致导体棒向右运动，故A错误；安培力的方向与导轨成90° - θ的夹角，由闭合电路欧姆定律可得I = $\frac{E}{2R}$，则开关闭合瞬间导体棒MN所受安培力F = ILB = $\frac{EBL}{2R}$，故C正确，D错误；导体棒所受合力F₍ₜₒₜₐₗ₎ = Fsinθ = $\frac{EBLsinθ}{2R}$，由牛顿第二定律F₍ₜₒₜₐₗ₎ = ma，可知开关闭合瞬间导体棒MN的加速度a = $\frac{BELsinθ}{2mR}$，故B错误。]

答案： 1.运动电荷 0 quB 垂直 正电荷 洛伦兹力 不做功