第11講磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力

以?xún)?nèi)容導(dǎo)航一預(yù)習(xí)三步曲

VJ

第一步：學(xué)

識(shí)教材精講精析、全方位預(yù)習(xí)

If教材習(xí)題學(xué)解題、快速掌握解題方法

練考點(diǎn)上，;知識(shí)核心考點(diǎn)精準(zhǔn)練

第二步：記

串知識(shí)識(shí)框架思維導(dǎo)圖助力掌握知識(shí)框架、學(xué)習(xí)目標(biāo)復(fù)核內(nèi)容掌握

第三步：測(cè)

過(guò)關(guān)測(cè)穩(wěn)提升'?小試牛刀檢測(cè)預(yù)習(xí)效果、查漏補(bǔ)缺快速提升

析教材學(xué)知識(shí)

知識(shí)點(diǎn)1:安培力的方向

1.安培力：通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受的力。

2.安培力的方向：用左手定則判定。

伸開(kāi)左手，使拇指與其余四個(gè)手指垂直,并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi)；讓磁感線從掌心垂直進(jìn)入,并使

四指指向電流的方向,這時(shí)拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向。

3.安培力方向的特點(diǎn)

安培力的方向既垂直于電流方向，也垂直于磁場(chǎng)方向，即安培力的方向垂直于電流/和磁場(chǎng)B所決定的平

面。

(1)當(dāng)電流方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，安培力方向、磁場(chǎng)方向、電流方向兩兩垂直，應(yīng)用左手定則時(shí)，磁感線

垂直穿過(guò)掌心。

(2)當(dāng)電流方向與磁場(chǎng)方向不垂直時(shí)，安培力的方向仍垂直于電流方向，也垂直于磁場(chǎng)方向。應(yīng)用左手定則

時(shí)，磁感線斜著穿過(guò)掌心。

知識(shí)點(diǎn)2：安培力的大小

1.公式F=IlBsin。中8對(duì)放入的通電導(dǎo)線來(lái)說(shuō)是外加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，不必考慮導(dǎo)線自身產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)

外加磁場(chǎng)的影響。

2.公式B=〃2sinO中/指的是導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的“有效長(zhǎng)度”，彎曲導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度/,等于連接兩端點(diǎn)直線的

長(zhǎng)度(如圖所示)；相應(yīng)的電流沿/由始端流向末端。

3.公式尸=〃8sinO中。是2和/方向的夾角：

(1)當(dāng)6=90。時(shí)，即B_L/,sin(9=1,公式變?yōu)槭?〃瓦

(2)當(dāng)。=0。時(shí)，即2〃/,F=0o

一知識(shí)點(diǎn)3：磁電式電流表

1.基本組成：磁體和放在磁體兩極之間的線圈組成。

2.工作原理：通電線圈因受安培力而轉(zhuǎn)動(dòng)。

(1)通電線圈在磁場(chǎng)中受安培力作用發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。螺旋彈簧變形，反抗線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)。

(2)電流越大，安培力就越大，螺旋彈簧的形變就越大，線圈偏轉(zhuǎn)的角度也越大，所以根據(jù)線圈偏轉(zhuǎn)角度就

能判斷通過(guò)電流的大小。

(3)根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)方向，可以知道被測(cè)電流的方向。

3.優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高，可以測(cè)出很弱的電流:缺點(diǎn)是線圈的導(dǎo)線很細(xì)，允許通過(guò)的電流很弱。

7知識(shí)點(diǎn)4：安培力作用下導(dǎo)體的平衡和運(yùn)動(dòng)問(wèn)題

通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的平衡和加速問(wèn)題的分析思路:

(1)選定研究對(duì)象。

(2)變?nèi)S為二維，如側(cè)視圖、剖面圖或俯視圖等,并畫(huà)出平面受力分析圖，其中安培力的方向要注意

尸安，8、尸安，/；如圖所示。

(3)列平衡方程或牛頓第二定律方程進(jìn)行求解。

教材習(xí)題01解題方法

如圖所示的平面內(nèi)，在通有圖示方向電流/的長(zhǎng)直導(dǎo)線右AC.根據(jù)右手螺旋定則可知，長(zhǎng)直導(dǎo)線

側(cè)，固定一矩形金屬線框"4,加邊與導(dǎo)線平行，線框中的右側(cè)磁場(chǎng)垂直紙面向里，根據(jù)左手定則可

電流方向?yàn)閍—bTCTd—a,線框各邊的相互作用力忽略不知，線框ad邊所受的安培力方向向左，

計(jì)。下列判斷正確的是（）線框瓦邊所受的安培力方向向右，故AC

A.線框"邊所受的安培力方向向右錯(cuò)誤；

B.線框邊與cd邊受力相同B.線框成邊所受安培力方向向上，線框

C.線框ad邊與be邊受力相同cd邊所受安培力方向向下，故B錯(cuò)誤；

D.線框整體受到的安培力向左D.離長(zhǎng)直導(dǎo)線越遠(yuǎn)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度

ab越小，ad邊的安培力大于從邊所受向右

L'□

的安培力，成邊與cd邊所受安培力平衡，

線框整體受到的安培力方向水平向左，故

dcD正確。故選D。

【答案】D

教材習(xí)題02解題方法

如圖所示，在豎直平面內(nèi)固定有一從中點(diǎn)。處折成直角形狀A(yù).由題可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為3的勻

的導(dǎo)線P。。，其中P。段水平，導(dǎo)線中通有恒定的電流。現(xiàn)強(qiáng)磁場(chǎng)方向水平向右，尸。段水平，OQ

在導(dǎo)線P。。所在豎直平面內(nèi)施加水平向右、磁感應(yīng)強(qiáng)度大段豎直，尸。段所受安培力為零，。。段所

小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，此時(shí)導(dǎo)線受到的安培力大小為凡下列受安培力大小為凡根據(jù)左手定則可知，

說(shuō)法正確的是（）OQ段所受安培力方向垂直豎直平面向

A.導(dǎo)線受到的安培力方向垂直P(pán)Q斜向上夕卜，故A錯(cuò)誤；

B.僅將磁場(chǎng)在豎直平面內(nèi)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)45。，導(dǎo)線受到的B.僅將磁場(chǎng)在豎直平面內(nèi)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)

安培力大小變?yōu)檠?5。，P。段水平，則與磁感應(yīng)強(qiáng)度3的方

C.僅將磁場(chǎng)在豎直平面內(nèi)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90。，導(dǎo)線受到的向成45。角，尸。段所受安培力大小為

安培力大小變?yōu)?P顯F,根據(jù)左手定則可知，尸。段所受安

2

D.僅將磁場(chǎng)方向改為垂直豎直平面向外，導(dǎo)線受到的安

培力的方向垂直豎直平面向外；0。段豎

培力大小不變

直，則與磁感應(yīng)強(qiáng)度3的方向成45。角，

-------.O

______/_02段所受安培力大小為也F，根據(jù)左

B12

手定則可知，0。段所受安培力的方向垂

直豎直平面向外；故導(dǎo)線受到的安培力大

小變?yōu)?F;故B正確；

C.僅將磁場(chǎng)在豎直平面內(nèi)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)

90°,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為5的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方

向豎直向上，尸。段水平，。。段豎直，

P0段所受安培力為F,0Q段所受安培力

大小為零；故C錯(cuò)誤；

D.僅將磁場(chǎng)方向改為垂直豎直平面向

外，則導(dǎo)線尸。。在磁場(chǎng)中的有效長(zhǎng)度為

尸。段，電流方向由尸指向。，則導(dǎo)線受

到的安培力大小0尸；故D錯(cuò)誤。

故選B。

【答案】B

教材習(xí)題03

如圖所示，光滑的平行導(dǎo)軌傾角。=30。，處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大

小為B=1T方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌中接入電動(dòng)勢(shì)

E=25V,內(nèi)阻r=?O的直流電源。電路中有一阻值為E

解題方法

的定值電阻，其余電阻不計(jì)。將質(zhì)量〃?=0.5kg,長(zhǎng)度L=0.8m

根據(jù)左手定則可知，導(dǎo)體棒受到的安培力

的導(dǎo)體棒放在導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，導(dǎo)體

水平向右，導(dǎo)體棒靜止在導(dǎo)軌上，沿斜面

棒恰好能靜止在導(dǎo)軌上，重力加速度g=10m/s2。則定值電

方向根據(jù)受力平衡可得

阻的阻值為()

Rmgsin0=BILcos0

A.乖GB.2730C.3A/3Q

根據(jù)閉合電路歐姆定律可知E=I(R+r)

聯(lián)立解得定值的阻值為R=3go

故選C。

【答案】C

考點(diǎn)一：安培力的方向

1.在水平桌面上放置一條形磁鐵，其左側(cè)正上方有一通以恒定電流的長(zhǎng)直導(dǎo)線，電流方向如圖所示，導(dǎo)線

與磁鐵互相垂直?，F(xiàn)將長(zhǎng)直導(dǎo)線自左向右平移經(jīng)過(guò)條形磁鐵的正上方，磁鐵始終保持靜止，此過(guò)程中磁鐵

對(duì)桌面的（）

A.壓力始終大于磁鐵重力

B.摩擦力的方向始終向右

C.摩擦力的大小始終不變

D.摩擦力的大小先增大后減小

【答案】A

【詳解】A.根據(jù)左手定則和牛頓第三定律可推斷磁鐵先受到沿右下方向的磁場(chǎng)力，再受到沿左下方向的磁

場(chǎng)力，由于磁鐵靜止，故磁鐵對(duì)桌面的壓力始終大于自身重力，故A正確；

B.由以上分析可知，磁鐵對(duì)桌面的靜摩擦力的方向先是水平向左，然后水平向右，故B錯(cuò)誤；

CD.根據(jù)左手定則可知，導(dǎo)線到達(dá)磁體正上方時(shí)所受安培力豎直向上，根據(jù)牛頓第三定律，磁鐵所受的電

流的作用力豎直向下，磁鐵水平方向沒(méi)有運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，靜摩擦力為0,所以磁鐵受到的摩擦力的大小先減小后

增大，故CD均錯(cuò)誤。

故選Ao

2.如圖所示，光滑水平面上垂直放置兩條直導(dǎo)線，但相隔一小段距離，導(dǎo)線是固定的，另一條導(dǎo)線CO

可繞交點(diǎn)處的轉(zhuǎn)軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)通入圖示方向的電流時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）

B

-?-D

A

A.導(dǎo)線CD先順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)

B.導(dǎo)線CD先逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)

C.導(dǎo)線CD轉(zhuǎn)動(dòng)90。時(shí)，兩導(dǎo)線間沒(méi)有磁場(chǎng)力

D.導(dǎo)線CO轉(zhuǎn)動(dòng)90。時(shí)，兩導(dǎo)線間相互排斥

【答案】B

【詳解】AB.導(dǎo)線A3產(chǎn)生的磁場(chǎng)在右邊垂直紙面向里，在左邊垂直紙面向外，在導(dǎo)線C。左右兩邊各取一

小電流元，根據(jù)左手定則，左邊的電流元所受的安培力方向向下，右邊的電流元所受安培力方向向上，則

導(dǎo)線逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，A錯(cuò)誤，B正確；

CD.當(dāng)導(dǎo)線CD轉(zhuǎn)過(guò)90。后，兩電流為同向電流，相互吸引，CD錯(cuò)誤。

故選B。

3.如圖所示，用細(xì)彈簧把一根硬直導(dǎo)線漏掛在形磁鐵磁極的正上方，磁鐵的左端為N極，右端為S極，

開(kāi)始時(shí)導(dǎo)線處于水平靜止?fàn)顟B(tài),當(dāng)導(dǎo)線中通以由。向6的電流時(shí)，導(dǎo)線ab的運(yùn)動(dòng)情況是（從上往下看）（）

A.順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)彈簧變短

B.順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)彈簧變長(zhǎng)

C.逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)彈簧變短

D.逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)彈簧變長(zhǎng)

【答案】D

【詳解】在導(dǎo)線兩側(cè)取兩小段，左邊一小段所受的安培力方向垂直紙面向外，右側(cè)一小段所受安培力的方

向垂直紙面向里，從上往下看，知導(dǎo)線逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)90。時(shí)，導(dǎo)線所受的安培力方向向下，所以導(dǎo)

線的運(yùn)動(dòng)情況為逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)彈簧變長(zhǎng)。故選D。

考點(diǎn)二：安培力的大小

4.如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為瓦V形導(dǎo)線通以恒定電流/,放置在磁場(chǎng)中。已知油與磁場(chǎng)方向

垂直，ab與be夾角為60。,邊長(zhǎng)均為/,該導(dǎo)線受到的安培力為（）

A.0

B.大小為8〃，方向垂直紙面向外

C.大小為28〃，方向垂直紙面向里

D.大小為方向垂直紙面向里

【答案】D

【詳解】有效長(zhǎng)度￡=/-/cos6（T=:

該導(dǎo)線受到的安培力為F=BIL=^BII

根據(jù)左手定則可知方向垂直紙面向里。

故選D。

5.如圖所示,水平桌面內(nèi)固定一金屬導(dǎo)線做成的心形擺件，該擺件由兩個(gè)半圓形導(dǎo)線和一個(gè)V形導(dǎo)線組成,

其中△WP為邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的等邊三角形，M、N為兩部分導(dǎo)線連接點(diǎn)，空間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8、豎直

向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，從M、N點(diǎn)引出導(dǎo)線，向擺件中通以恒定電流/，擺件受到的安培力大小為（）

A.2BILB.BIL

C.—D.不知上下兩部分的電阻大小關(guān)系，無(wú)法求解

71

【答案】B

【詳解】電流從M點(diǎn)流到N點(diǎn)，有效長(zhǎng)度為L(zhǎng)根據(jù)安培力公式可知產(chǎn)=3〃

故選B。

6.在北京上空某處放置一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的直導(dǎo)線，導(dǎo)線中通有恒定電流/,地磁場(chǎng)在該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為8,

若不考慮磁偏角的影響，那么地磁場(chǎng)對(duì)該導(dǎo)線的作用力大小及方向可能是（）

A.BIL,水平向南

B.—BIL,向西

C.BIL,指向地心

D.BIL,水平向北

【答案】B

【詳解】ACD.北京的地磁場(chǎng)斜向下，有向下和向北的分量，當(dāng)電流與磁場(chǎng)方向垂直，安培力最大，為尸=或

根據(jù)左手定則可知地磁場(chǎng)對(duì)該導(dǎo)線的安培力方向可能北上或者南下，故ACD錯(cuò)誤；

B.當(dāng)電流由南指向北時(shí)，根據(jù)左手定則可知地磁場(chǎng)對(duì)該導(dǎo)線的安培力方向向西，大小小于3/L,可能為,

故B正確。

故選B。

考點(diǎn)三：安培力作用下導(dǎo)體的平衡和運(yùn)動(dòng)問(wèn)題

7.如圖所示，間距為乙的粗糙平行金屬導(dǎo)軌水平固定放置，處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向

與導(dǎo)軌平面成30。角斜向上，一質(zhì)量為m的金屬桿漏垂直放在金屬導(dǎo)軌上并保持良好接觸，當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，

通過(guò)金屬桿的電流為I,金屬桿保持靜止,重力加速度為g,下列關(guān)于金屬桿受力情況的說(shuō)法正確的是（）

A.安培力大小為彳

B.支持力大小為mg+手瓦L

C.安培力和摩擦力的合力方向豎直向上

D.若僅將磁場(chǎng)反向，金屬桿仍能靜止，則摩擦力減小

【答案】B

【詳解】A.對(duì)金屬桿進(jìn)行受力分析如圖所示，金屬桿受重力、支持力、斜向下的安培力以及水平向左的摩

擦力，安培力為是=8?

A錯(cuò)誤；

B.支持力大小為「=mg+Gcos30=mg+^-BIL

B正確；

C.根據(jù)受力分析圖可知安培力和摩擦力的合力方向豎直向下，C錯(cuò)誤；

D.當(dāng)磁場(chǎng)方向反向時(shí)，摩擦力和安培力皆反向，摩擦力仍然等于安培力沿水平方向的分力，大小未變，所

以D錯(cuò)誤。

8.如圖所示，寬為/的光滑導(dǎo)軌與水平面成a角，質(zhì)量為機(jī)、長(zhǎng)為/的金屬桿水平放置在導(dǎo)軌上?？臻g存

在著勻強(qiáng)磁場(chǎng)，當(dāng)回路總電流為/時(shí)，金屬桿恰好能靜止。則磁感應(yīng)強(qiáng)度（）

a

?…….kb

A.最小值為些泮，方向豎直向上

B.最小值為磔產(chǎn)，方向豎直向下

C.最小值為遛泮，方向垂直導(dǎo)軌平面向上

D.最小值為遛泮，方向垂直導(dǎo)軌平面向下

【答案】C

【詳解】導(dǎo)體棒的重力沿導(dǎo)軌向下的分量為，"gsina,當(dāng)安培力方向沿導(dǎo)軌向上時(shí)安培力最小，磁感應(yīng)強(qiáng)度

最小，則根據(jù)平衡條件mgsina=BIl

磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值為B=mgs-

根據(jù)左手定則，可知磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直導(dǎo)軌平面向上。

故選Co

9.電磁炮原理簡(jiǎn)圖如圖所示，間距為L(zhǎng)的平行導(dǎo)軌水平放置，整個(gè)空間有豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)；電源電動(dòng)

勢(shì)為及內(nèi)阻為r,導(dǎo)電金屬桿安裝上炮彈垂直放在導(dǎo)軌上，已知炮彈與金屬桿總質(zhì)量為相，電阻為凡導(dǎo)

軌電阻不計(jì)，忽略一切摩擦。閉合開(kāi)關(guān)后，炮彈沿圖示方向運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）

B.炮彈運(yùn)動(dòng)中安培力對(duì)金屬桿不做功

EBL

C.開(kāi)關(guān)閉合瞬間，炮彈的加速度大小。=研晨而

D.若同時(shí)將電流和磁場(chǎng)方向改為反向，則金屬桿受安培力方向也改為反向

【答案】C

【詳解】A.炮彈受安培力方向向右，根據(jù)左手定則可知，磁場(chǎng)方向豎直向上，選項(xiàng)A錯(cuò)誤;

B.炮彈運(yùn)動(dòng)中安培力對(duì)金屬桿做功，使其動(dòng)能增加，選項(xiàng)B錯(cuò)誤;

BILEBL

C.開(kāi)關(guān)閉合瞬間，炮彈的加速度大小。=—=

mm\K+rj、

選項(xiàng)C正確；

D.由左手定則，若同時(shí)將電流和磁場(chǎng)方向改為反向，則金屬桿受安培力方向不變，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

故選C。

串知識(shí)識(shí)框架

用左手定則判定

既垂直于電流方向，也垂直于磁場(chǎng)方向

F=IlBsin0

平行四邊形定則

知識(shí)目標(biāo)復(fù)核

1.會(huì)左手定則判斷安培力的方向。

2.會(huì)用安培力的公式F=IlBsin0進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。

3.會(huì)處理安培力作用下導(dǎo)體的平衡、加速問(wèn)題。

1.如圖所示，一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬細(xì)桿通有電流/時(shí)，恰好能水平靜止在傾角為9的光滑絕緣固定斜面上。

已知斜面處在方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。若電流和磁場(chǎng)的方向均不變，電流大小

變?yōu)?.51,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小變?yōu)?8,重力加速度為g。則此時(shí)金屬細(xì)桿（）

A.電流流向垂直紙面向外

B.受到的安培力大小為22幾sin。

C.對(duì)斜面壓力大小變?yōu)樵瓉?lái)的2倍

D.將沿斜面向上加速

【答案】D

【詳解】A.安培力的方向一定與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直，因?qū)w棒處于靜止?fàn)顟B(tài)，其受力如圖所示

根據(jù)左手定則可知，電流方向垂直于紙面向里，故A錯(cuò)誤；

B.此時(shí)金屬桿受到的安培力為尸=48。5//=28〃

故B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)受力平衡可知，原來(lái)斜面對(duì)金屬細(xì)桿的支持力為N=mgcos6+3〃sin。

后來(lái)斜面對(duì)金屬細(xì)桿的支持力為N'=mgcos6+2BILsin6

所以N'HN

結(jié)合牛頓第三定律可知，金屬細(xì)桿對(duì)斜面的壓力不等于原來(lái)的2倍，故C錯(cuò)誤；

D.金屬細(xì)桿所受的安培力變大，所受合力沿斜面向上，所以將沿斜面向上加速，故D正確。

故選D。

2.如圖所示，放置在水平面上的條形磁鐵上方，以。點(diǎn)所在豎直線為軸可以水平自由旋轉(zhuǎn)的輕彈簧懸掛了

一直導(dǎo)體棒，某一時(shí)刻給該導(dǎo)線通以由a向b方向的電流（作為計(jì)時(shí)起點(diǎn)）。磁鐵始終保持靜止，下列說(shuō)法

正確的是（）

A.在計(jì)時(shí)起點(diǎn)時(shí)，。端向里轉(zhuǎn)動(dòng)，b向外轉(zhuǎn)動(dòng)

B.從計(jì)時(shí)起點(diǎn)開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)90。時(shí)，條形磁鐵受到地面的支持力不變

C.從計(jì)時(shí)起點(diǎn)開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)90。時(shí)，彈簧的彈力變大

D.從計(jì)時(shí)起點(diǎn)開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)90。時(shí)，彈簧可能被壓縮

【答案】C

【詳解】A.在計(jì)時(shí)起點(diǎn)時(shí)，導(dǎo)體棒左端處于斜向右上方的磁場(chǎng)中，右側(cè)處于右下方的磁場(chǎng)中，則由左手定

則，a端受安培力向外，匕端受安培力向里，則。端向外轉(zhuǎn)動(dòng)，。向里轉(zhuǎn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

BCD.從計(jì)時(shí)起點(diǎn)開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)90。時(shí)，。端在外，b端在里，此時(shí)導(dǎo)體棒受安培力豎直向下，由牛頓第三定律，

條形磁體受向上的磁場(chǎng)力，條形磁鐵受到地面的支持力減小，彈簧的彈力變大，彈簧被拉長(zhǎng)，選項(xiàng)BD錯(cuò)

誤，C正確。

故選C。

3.如圖所示，兩個(gè)相同的條形磁鐵置于水平粗糙桌面上，N、S極正對(duì)。在兩磁鐵的豎直對(duì)稱(chēng)軸上某點(diǎn)固

定一垂直于紙面的長(zhǎng)直導(dǎo)線，導(dǎo)線中通以向里的恒定電流，則下列說(shuō)法正確的是（）

SNISN

A.長(zhǎng)直導(dǎo)線不受安培力

B.長(zhǎng)直導(dǎo)線所受安培力方向豎直向上

C.兩條形磁鐵對(duì)桌面的壓力均小于各自的重力

D.放上該長(zhǎng)直導(dǎo)線后兩條形磁鐵與桌面間的摩擦力一定減小

【答案】C

【詳解】AB.長(zhǎng)直導(dǎo)線處的磁感應(yīng)強(qiáng)度水平向右，根據(jù)左手定則可知安培力方向豎直向下，故AB錯(cuò)誤；

C.根據(jù)左手定則可知左側(cè)條形磁鐵對(duì)導(dǎo)線的安培力向右下，右側(cè)條形磁鐵對(duì)導(dǎo)線的安培力向左下，根據(jù)牛

頓第三定律可知，導(dǎo)線對(duì)左、右條形磁鐵的力分別向左上和右上，故兩條形磁鐵對(duì)桌面的壓力小于各自的

重力，故C正確；

D.若導(dǎo)線中電流很大，磁鐵與桌面間的摩擦力有可能反向增大，故D錯(cuò)誤。

故選Co

4.如圖所示，正方形線框由的四條邊和對(duì)角線AC組成，且是材質(zhì)、粗細(xì)均完全相同的金屬棒，固

定于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直，線框頂點(diǎn)A、C與直流電源兩端相接，己知導(dǎo)體棒A3

受到的安培力大小為則正方形線框整體受到的安培力的大小為（）

A.4FB.4A/2F

C.（272+2）FD.（4A/2+2）F

【答案】C

【詳解】設(shè)段電阻為K,則ABC段、ADC段電阻為2R,AC段電阻為0R,設(shè)AC段電壓U,正方形邊

長(zhǎng)為L(zhǎng)則導(dǎo)體棒AB受到的安培力大小尸=8〃=匕81

則正方形線框整體受到的安培力的大小為=3二乂U

x2+Bx&

垃R

聯(lián)立解得4=（2及+2）尸

故選Co

5.如圖所示，水平面上固定一傾角為e的光滑斜面，斜面質(zhì)量為M,斜面上放置一根長(zhǎng)/質(zhì)量為m的直導(dǎo)

線，空間中有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為8,當(dāng)給直導(dǎo)線通以垂直紙面向外，大小為/的電流時(shí),

通電直導(dǎo)線恰好保持靜止，下列說(shuō)法正確的是（重力加速度為g）（）

A.通電直導(dǎo)線受到的安培力方向沿斜面向上

B.斜面對(duì)水平面的壓力小于（M+g

C.通電直導(dǎo)線受到的安培力大小為3〃sin6

D.通電直導(dǎo)線的電流/=

IB

【答案】D

【詳解】A.由左手定則可知，通電直導(dǎo)線受到的安培力方向水平向右，選項(xiàng)A錯(cuò)誤;

B.對(duì)整體分析可知，豎直方向受重力和地面的支持力，可知斜面對(duì)水平面的壓力等于（M+〃z）g,選項(xiàng)B

錯(cuò)誤；

C.通電直導(dǎo)線受到的安培力大小為歹=3〃

選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

D.由平衡可知相gsin夕=Feos夕

可得通電直導(dǎo)線的電流/=嗎吆

ID

選項(xiàng)D正確。

故選D。

6.如圖，在傾角為6的絕緣斜面上固定間距為工的兩平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上端接入電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻不計(jì)

的電源和滑動(dòng)變阻器上一質(zhì)量為機(jī)的金屬棒漏垂直置于導(dǎo)軌上處于靜止?fàn)顟B(tài)，金屬棒M與導(dǎo)軌間的動(dòng)

摩擦因數(shù)為〃。整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩

擦力，重力加速度大小為g,不計(jì)導(dǎo)軌與金屬棒"的電阻。當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑片從下向上滑動(dòng)時(shí)，下列

說(shuō)法正確的是（）

A.金屬棒ab所受安培力的方向沿斜面向上

B.若金屬棒仍始終保持靜止，則金屬棒仍所受摩擦力一定先減小后增大

C.若金屬棒仍始終保持靜止，則金屬棒演所受摩擦力的方向始終沿斜面向下

D.若金屬棒仍能滑動(dòng)起來(lái)，則開(kāi)始滑動(dòng)時(shí)滑動(dòng)變阻器R接入電路的阻值為一0二

【答案】D

【詳解】A.對(duì)金屬棒進(jìn)行受力分析，如圖所示

電流方向由b到。，由左手定則可知，金屬棒協(xié)所受安培力方向水平向右（從b向?？矗?，故A錯(cuò)誤；

BC.當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑片從下向上滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器R接入電路的阻值減小，電流/增大，金屬棒協(xié)

所受安培力增大;

若剛開(kāi)始時(shí)mSSin0＞是cose,則有mgsin。=益+是cos。

當(dāng)F安增大時(shí)，篇減小，后可能會(huì)反向增大;

若剛開(kāi)始時(shí)加gsin"&cos。,則有〃zgsine+府=fucose

當(dāng)G增大時(shí)，備沿斜面向下不斷增大；故BC錯(cuò)誤;

D.金屬棒仍剛開(kāi)始滑動(dòng)時(shí)有/靜=/，方向沿斜面向下，對(duì)金屬棒成進(jìn)行受力分析有

F^cos0=mgsm0+/ihngcos0+F^smO\,=B1L,I=一

R

BEL（cossin

聯(lián)立可得尺=

7〃g（sin，+〃cos。）

故D正確。

故選D。

7.如圖所示，兩個(gè)相同的彈簧測(cè)力計(jì)下方豎直懸掛通電線框PMNQ,線框放在以虛線為邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，

磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。已知的長(zhǎng)度為3通過(guò)的電流大小為/,電流方向?yàn)槭狹—N-。，兩彈

簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)均為月。僅將電流反向，兩彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)均為尸2。電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)忽略不計(jì)，重力加

速度為g,下列說(shuō)法正確的是（）

B.兩次彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)月

F+F

C.通電線框PMNQ的質(zhì)量加=」——-

g

D.勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小8=號(hào)嚴(yán)

【答案】C

【詳解】A.和NQ都受安培力，它們受到的安培力大小相等、方向相反，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

BCD.電流反向前，根據(jù)左手定則，可知政V邊的安培力方向豎直向上，根據(jù)線框的平衡有24+8〃=叫

電流反向后，根據(jù)左手定則，可知邊的安培力方向豎直向下，根據(jù)線框的平衡有=

解得冽=區(qū)咨，8=冬二冬

gIL

選項(xiàng)C正確，BD錯(cuò)誤。

故選C。

8.如圖所示，質(zhì)量為加、長(zhǎng)為/的銅棒用長(zhǎng)度相同的輕質(zhì)絕緣導(dǎo)線水平懸吊在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，

磁感應(yīng)強(qiáng)度為3,未通電時(shí)，銅棒靜止，通入恒定電流后，棒向外偏轉(zhuǎn)的最大角度為6,重力加速度為g,

不計(jì)空氣阻力。則（）

///////////《〃〃〃〃/

:V

//B

a_____________b

A.棒中電流的方向?yàn)?—a

r口I根g（l-COS。）

B.棒中電流的大小為q----------L

Blsin0

一氏一上、+包,,、，wi,?tan0

C.棒中電流的大小為—

DI

D.若只增大輕導(dǎo)線的長(zhǎng)度，則e角變大

【答案】c

【詳解】A.根據(jù)圖示可知，安培力方向水平向外，根據(jù)左手定則可知，棒中電流的方向?yàn)椤Ｒ回?，故A錯(cuò)

誤；

BC.對(duì)銅棒進(jìn)行分析，根據(jù)平衡條件有叫tan8=

解得/=〃zgtan。

Bl

故B錯(cuò)誤，C正確；

D.結(jié)合上述解得tan6=型

mg

可知，。角大小與輕導(dǎo)線的長(zhǎng)度無(wú)關(guān)，即若只增大輕導(dǎo)線的長(zhǎng)度，則。角不變，故D錯(cuò)誤。

故選Co

9.如圖所示，有兩根長(zhǎng)為￡、質(zhì)量為〃?的細(xì)導(dǎo)體棒。、b,。被水平放置在傾角為45。的光滑斜面上，b被

水平固定在與。在同一水平面的另一位置，且。、6平行。當(dāng)兩導(dǎo)體棒中均通有電流為/的同向電流時(shí)，。恰

能在斜面上保持靜止，重力加速度大小為g,則下列說(shuō)法正確的是（）

A.兩導(dǎo)體棒相互排斥

B.匕的電流在a處產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2簧

C.若使b下移，則?？赡鼙３朱o止

D.若使6上移，貝IJ。可能保持靜止

【答案】D

【詳解】A.兩導(dǎo)體棒中通有同向電流，相互吸引，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

B.導(dǎo)體棒。受支持力、重力和水平向右的安培力（同向電流相互吸引），處于平衡狀態(tài)，根據(jù)平衡條件可

得F=BIL=mgtan45°

左力,口住廿士「mgtan45°mg

解得磁感應(yīng)強(qiáng)度B=-------=——

ILLL-J

選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

CD.導(dǎo)體棒。受重力、支持力和安培力，根據(jù)平衡條件可知，三個(gè)力可以構(gòu)成首尾相連的矢量三角形，如

圖所示，假設(shè)6下移后。保持靜止，根據(jù)平衡條件可知，安培力需要增大，而兩導(dǎo)體棒間距增大會(huì)導(dǎo)致安培

力減小，假設(shè)不成立，故6下移后導(dǎo)體棒。一定不能平衡；同理可得若使6上移，。有可能依然保持靜止，

選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。

故選D。

10.如圖所示，兩根相距為”的平行金屬導(dǎo)軌與水平方向的夾角為仇兩導(dǎo)軌右下端與滑動(dòng)變阻器、電源、

開(kāi)關(guān)連接成閉合回路，在兩導(dǎo)軌間輕放一根質(zhì)量為機(jī)、長(zhǎng)為d的導(dǎo)體棒MN,導(dǎo)軌間存在著垂直于導(dǎo)軌平面

向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，閉合開(kāi)關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，當(dāng)通過(guò)導(dǎo)體棒的電流方向相同，大小為/和3/時(shí)，導(dǎo)體棒

均恰好靜止。已知重力加速度為g,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。則（）

A.。端為電源的負(fù)極

B.當(dāng)通過(guò)導(dǎo)體棒的電流為3/時(shí)，摩擦力沿斜面向上

C.勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度8="）

21a

3

D.導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃=5tan。

【答案】C

【詳解】A.根據(jù)題意可知，導(dǎo)體棒受到沿導(dǎo)軌向上的安培力，根據(jù)左手定則可知，導(dǎo)體棒中的電流方向由

M指向N,則。端為電源的正極，故A錯(cuò)誤；

B.當(dāng)通過(guò)導(dǎo)體棒的電流為31時(shí)，安培力較大，則摩擦力沿斜面向下，故B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)平衡條件可得+/=mgsin*3BId=f+mgsin0

聯(lián)立解得8=粵浮

21a

故C正確；

D.由于/=〃《=〃"2gcos。

聯(lián)立可得〃=萼

故D錯(cuò)誤。

故選C。

11.電磁炮是一種新式兵器，某科技小組設(shè)計(jì)了一個(gè)電磁炮模型，其主要原理如圖所示：水平面內(nèi)有寬為

5cm、長(zhǎng)為80cm的水平金屬軌道，內(nèi)部有大小為IT、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，現(xiàn)將質(zhì)量為5g、電阻為

0.01。的金屬炮彈垂直放置在水平軌道上。某次發(fā)射測(cè)試中，通100A的恒定電流后，電磁炮由靜止做勻加

速直線運(yùn)動(dòng)并發(fā)射成功。忽略一切阻力、不計(jì)軌道電阻，則（）

D'B八

I

C

A.電磁炮剛發(fā)射時(shí)的加速度為Im/s?

B.該次測(cè)試電磁炮發(fā)射的時(shí)間為0.4s

C.該次發(fā)射消耗的電能為8J

D.只要給電磁炮接IV的恒定電壓就可實(shí)現(xiàn)該次發(fā)射

【答案】C

【詳解】A.電磁炮剛發(fā)射時(shí)的加速度為

fl=^=lxl00x0.05m/s2=100Qm/s2

m0.005

選項(xiàng)A錯(cuò)誤;

B.該次測(cè)試電磁炮發(fā)射的時(shí)間為

2尤x0.8cc)

------s=0.04s

aV1000

選項(xiàng)B錯(cuò)誤;

C.該次發(fā)射消耗的電能為

E=BILx+I2Rt=8J

選項(xiàng)C正確;

D.電磁炮的原理與電動(dòng)機(jī)原理相似，雖然電流為100A導(dǎo)體棒電阻0.01C,導(dǎo)體棒內(nèi)阻消耗的電壓為IV,

但是根據(jù)能量轉(zhuǎn)化關(guān)系，電磁炮兩端電壓不是IV,即不是給電磁炮接IV的恒定電壓就可實(shí)現(xiàn)該次發(fā)射,

選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

故選Co

12.如圖甲、乙、丙所示，將完全相同的電源、導(dǎo)體棒必和平行金屬導(dǎo)軌形成閉合回路放入磁感應(yīng)強(qiáng)度大

小相等的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。甲、乙中導(dǎo)軌平面水平，丙中導(dǎo)軌與水平面成。角。甲、丙中磁場(chǎng)方向均垂直導(dǎo)軌平

面向上，乙中磁場(chǎng)方向與水平面成e角。三圖中導(dǎo)體棒均靜止，則（）

甲乙丙

A.甲圖中導(dǎo)體棒對(duì)導(dǎo)軌壓力最大B.乙圖中導(dǎo)體棒對(duì)導(dǎo)軌壓力最大

C.乙圖中軌道對(duì)導(dǎo)體棒的摩擦力最大D.丙圖中軌道對(duì)導(dǎo)體棒的摩擦力一定沿軌道向下

【答案】B

【詳解】AB.由左手定則可知，甲圖中安培力水平向右，導(dǎo)體棒對(duì)軌道壓力等于導(dǎo)體棒的重力；乙圖中安

培力向右下方，導(dǎo)體棒對(duì)軌道壓力大于導(dǎo)體棒的重力；丙圖中安培力沿斜面向上，導(dǎo)體棒對(duì)軌道壓力等于

導(dǎo)體棒重力沿斜面的分力，小于導(dǎo)體棒的重力；故乙圖中導(dǎo)體棒對(duì)導(dǎo)軌壓力最大，A錯(cuò)誤，B正確；

C.甲圖中軌道對(duì)導(dǎo)體棒的摩擦力大小等于安培力，乙圖中軌道對(duì)導(dǎo)體棒的摩擦力小于安培力，C錯(cuò)誤；

D.丙圖中由于安培力與導(dǎo)體棒重力沿斜面向下的分力大小關(guān)系未知，故軌道對(duì)導(dǎo)體棒的摩擦力可能沿軌道

向下，也可能沿斜面向上，也可能為零，D錯(cuò)誤。

故選B。

13.如圖所示為兩條平行的光滑絕緣導(dǎo)軌，其中半圓導(dǎo)軌豎直，水平導(dǎo)軌與半圓軌道相切于C、E點(diǎn)，整個(gè)

裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。現(xiàn)將一導(dǎo)體棒垂直導(dǎo)軌放置，開(kāi)始時(shí)位于圖中的A點(diǎn)處，當(dāng)導(dǎo)體棒中通

有如圖所示方向的電流時(shí)，導(dǎo)體棒由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，并能到達(dá)與半圓導(dǎo)軌圓心等高的。點(diǎn)。已知導(dǎo)軌的間

距為工=0.4m,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小2=0.5T,導(dǎo)體棒的質(zhì)量為m=0.05kg、長(zhǎng)度為Z/=0.5m,導(dǎo)體棒中

的電流大小為/=2A