学年高中物理课堂同步系列二每日一题 通电导线在磁场中受到的力一含解析新人教版选修

通电导线在磁场中遇到的力（一）
高考频度：★☆☆☆☆难易程度：★★☆☆☆
如下图，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线能够挪动，当导线经过图示方向电流I时，导线的运动状况是（从上往下看）
A．顺时针方向转动，同时降落
B．顺时针方向转动，同时上涨
C．逆时针方向转动，同时降落
D．逆时针方向转动，同时上涨
【参照答案】C
【试题分析】在导线双侧取两小段，由左手定章可知，左侧一小段所受的安培力方向垂直纸面向外，右边一小段所受安培力的方向垂直纸面向里，从上往下看，知导线逆时针转动；当转动90度时，由左手定章可知，导线所受的安培力方向向下，所以导线的运动状况为，逆时针转动，同时降落，故C正确。

【知识补给】
判断通电导体（或磁铁）在安培力作用下运动的常用方法
方法论述及实例剖析
详细方法实例剖析
电流元法把整段电流等效分红好多电流元，
先用左手定章判断出每小段电流元
所受安培力的方向，进而判断出整
段电流所受协力的方向，最后确立
运动方向，注意一般取对称的电流
元剖析
判断能自由挪动的导
线运动状况
把直线电流等效为AO、BO两段电流
元，蹄形磁铁磁感线散布以及两段电
流元受安培力方向如下图。

可见，导
线将沿俯视逆时针方向转动
特
殊位置法依据通电导体在特别地点所受安培
力的方向，判断其运动方向，而后
推行到一般地点
用导线转过90°的特别地点（如下
图的虚线地点）来剖析，判得安培力
方向向下，故导线在逆时针转动的同
时向下运动
等
效分析法环形电流能够等效为小磁针（或条
形磁铁），条形磁铁也可等效成环
形电流，通电螺线管可等效为多个
环形电流或条形磁铁
判断环形电流遇到的
安培力方向
把环形电流等效成如下图右边的条
形磁铁，可见两条形磁铁互相吸引，
不会有转动。

电流遇到的安培力方向
向左
结论法
（1）两电流互相平行时无转动趋
向，同向电流互相吸引，反向电流
互相排挤（2）两电流不平行时，有
转动到互相平行且方向同样的趋向
判断圆滑杆上的同向
电流的运动方向
同向电流直接相吸，两个环形电流会
互相聚拢
转换研究定性剖析磁体在电流产生的磁场中
受力方向时，可先判断电流在磁体
磁场中的受力方向，而后再依据牛
顿第三定律判断磁体受力方向
判断图中所示磁铁遇
到的地面摩擦力方向
电流遇到的磁铁的作使劲方向如下
图，所以反过来电流对磁铁的作使劲
对象法
方向斜向右下。

可知地面对磁铁的作
使劲方向向左
对于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，以下说法正确的选项是
A．安培力的方向能够不垂直于直导线
B．安培力的方向老是垂直于磁场的方向
C．安培力的的大小与通电直导线和磁场方向的夹角没关
D．将直导线从中点折成直角，安培力的大小必定变成本来的一半
（2018·浙江新高考选考科目）在城市建设备工中，常常需要确立地下金属
管线的地点，如下图，有一种探测方法是，第一给金属长直管线上同上电流，再
用能够丈量磁场强弱、方向的仪器进行一下操作：①用丈量仪在金属管线邻近的
水平川面上找到磁场的最强的某点，记为a；②在a点邻近的地面上，找到与a
点磁感觉强度同样的若干点，将这些点连成直线EF；③在地面上过a点垂直于
EF的直线上，找到磁场方向与地面夹角为45°的b 、c两点，测得b、c两点距
离为L，由此可确立金属管线
A．平行于EF，深度为
B．平行于EF，深度为L
C．垂直于FE，深度为
D．垂直于EF，深度为L
如下图，匀强磁场的磁感觉强度为，通电直导线与磁场方向竖直，
导线长度，导线中电流。

该导线所受安培力的大小为
A．0.01 N B．0.02 N
C．0.03 N D．0.04 N
（2018·山东省潍坊市第一中学高考展望卷）利用如下图的实验装置能够丈量磁感觉强度B。

用绝缘轻质丝线把底边长为L、电阻为R、质量为m的“U”形线框固定在力敏传感器的挂钩上，并用轻质导线连结线框与电源，电源内阻不计，电压可调，导线的电阻忽视不计。

当外界拉力F作用于力敏传感器的挂钩上时，力敏传感器会显示拉力的大小F。

当线框接入恒定电压为E1的电源时，力敏传感器显示拉力的大小为F1；当线框接入恒定电压为E2的电源时，力敏传感器显示拉力的大小为F2。

以下说法正确的选项是
A．当线框接入恒定电压为E1的电源时所受安培力大小为F1
B．当线框接入恒定电压为易的电源时力敏传感器显示拉力的大小为线框所受安培力与重力之差
C．待测磁场的磁感觉强度B的大小为
D．待测磁场的磁感觉强度B的大小为
如图，两根通电长直导线a、b平行搁置，a、b中的电流强度分别为I和2I，此时a遇到的磁场力为F，以该磁场力方向为正方向。

a、b的正中间再搁置一根与a、b平行共面的通电长直导线c后，a遇到的磁场力大小变成2F，则此时b遇到的磁场力的大小为
A．0 B．F
C．4F D．7F
（2018·山东省藁城市第一中学高三冲刺卷）如图，AB、CD是两根长度均为L=4.0 m，质量分别为m1=0.6 kg和m2=0.2 kg的金属棒，两根等长的细金属杆将两节干电池与两个金属棒串连成闭合回路，整个回路用绝缘细线悬挂在天花板上，保证金属棒水平。

整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感觉强度B =1.0 T，电路中的电流I=0.5 A，待系统稳固以后（金属棒、细金属杆在力的作用下不会发生变形，取g=10 m/s2），则
A．绝缘细线与竖直方向的夹角0º
B．绝缘细线与竖直方向的夹角45º
C．细金属杆与竖直方向的夹角45º
D．细金属杆与竖直方向的夹角90º
【参照答案】
【名师点睛】解决此题的重点是知道当导线的方向与磁场的方向平行，所受安培力为0，最小。

当导线的方向与磁场方向垂直时，安培力最大，为F=BIL。

A 依据通电直导线产生的磁场特色：距离电流越近，产生的磁场强度越大，则a点距离管线近来，EF上的点均是距离管线近来的点，管线在EF的正下方，与EF平行；依据安培定章做出管线产生磁场的横截面图示：则由几何关系能够确立a到管线的距离为，故A正确，BCD错误。

D 由图可知电流与磁场方向垂直，所以直接依据F=BIL求得安培力的大小为：F=BIL=0.1×2×0.2 N=0.04 N，故D正确，ABC错误。

【名师点睛】此题比较简单，考察了安培力的大小计算，应用公式F=BIL时注意公式合用条件和公式中各个物理量的含义。

D 由图可知，安培力竖直向下；当线框接电动势为E1的电源时力敏传感器显示拉力的大小为F1，所受安培力为F1-F，故A错误；当线框接电动势为E2的电源时力敏传感器显示的拉力大小为线框所受安培力大小与F之差，故B错误；依据题意有：，，联立可得：，故
D正确，C错误。

安培力：，cd棒的重力：，由均衡条件得：，解得：，即细金属丝与竖直方向的夹角为，应选项C正确，D错误。