安培力习题附答案
微专题—磁场对电流的作用力(安培力)习题选编 含答案
微专题—磁场对电流的作用力（安培力）习题选编一、单项选择题1．如图所示，金属棒MN两端由等长的轻质绝缘细线水平悬挂，处于垂直纸面水平向里的匀强磁场中，棒中通有由M到N的恒定电流I，细线的拉力不为零，两细线竖直。
现将匀强磁场磁感应强度B大小保持不变，方向缓慢地转过90°变为竖直向下，在这个过程中（）A．细线向纸面内偏转，其中的拉力一直增大B．细线向纸面外偏转，其中的拉力一直增大C．细线向纸面内偏转，其中的拉力先增大后减小D．细线向纸面外偏转，其中的拉力先增大后减小2．如图所示，金属杆MN用两根绝缘细线悬于天花板的O、O′点杆中通有垂直于纸面向里的恒定电流空间有竖直向上的匀强磁场，杆静止时处于水平，悬线与竖直方向的夹角为θ，若将磁场在竖直面内沿逆时针方向缓慢转过90°，在转动过程中通过改变磁场磁感应强度大小保持悬线与竖直方向的夹角不变，则在转动过程中，磁场的磁感应强度大小的变化情况是（）A．一直减小B．一直增大C．先减小后增大D．先增大后减小3．如图，将三根长度、电阻都相同的导体棒首尾相接，构成一闭合的等边三角形线框，a、b、c为三个顶点，匀强磁场垂直于线框平面。
用导线将a、c两点接入电流恒定的电路中，以下说法正确的是（）A．线框所受安培力为0B．ac边与ab边所受安培力的大小相等C．ac边所受安培力是ab边所受安培力的2倍D．ac边所受安培力与ab、bc边所受安培力的合力大小相等4．长为L的通电直导线放在倾角为θ的光滑斜面上，并处在磁感应强度为B的匀强磁场中，如图所示，当B方向垂直斜面向上，电流为I1时导体处于平衡状态；当B方向改为竖赢向上，电流为I2时导体处于平衡状态．则电流强度比值12II为（）A．sinθB．1sinθC．cosθD．1cosθ5．如图所示，一根长为L的金属细杆通有电流时，水平静止在倾角为θ的光滑绝缘固定斜面上。
斜面处在方向竖直向上、磁感应强度大小为B匀强磁场中。
安培力基本习题(含解答和答案)
安培力习题课3.如图，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．则磁感应强度方向和大小可能为（）(双选)4.在等边三角形的三个顶点a、b、c处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图．过c点的导线所受安培力的方向（）A．与ab边平行，竖直向上B．与ab边平行，竖直向下C．与ab边垂直，指向左边D．与ab边垂直，指向右边5.如图所示，质量为0.12kg的裸铜棒，长为20cm，两头与软导线相连，吊在B=0.5T，方向竖直向上的匀强磁场中．现在通以恒定电流I，铜棒将向纸面外摆起，最大摆角为37°，不计空气阻力，取g=10m/s2，那么铜棒中电流的大小和方向分别为（）A．I=4A，方向从a指向b B．I=4A，方向从b指向aC．I=9A，方向从a指向b D．I=9A，方向从b指向a6.在螺线管内部放置小磁针a，在螺线管的周围放置了b、c、d三个小磁针，螺线管与电源E、开关S、电阻R构成闭合电路，当开关S闭合，且各个小磁针均处于静止状态后，各个小磁针的指向如图4所示，其中错误的是（）A．小磁针a B．小磁针bC．小磁针c D．小磁针d7.关于垂直于磁场方向的通电直导线所受磁场作用力的方向，正确的说法是（）A．跟磁场方向垂直，跟电流方向平行B．跟电流方向垂直，跟磁场方向平行C．既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直D．既不跟磁场方向垂直，又不跟电流方向垂直例3.在倾角θ=30°的斜面上，固定一金属框，宽l=0.25m，接入电动势ε=12V、内阻不计的电池．垂直框面放有一根质量m=0.2kg的金属框面向上的匀强磁场中（图1）．当调节滑动变阻器R的阻值在什么范围内时，可使金属棒静止在框架上？框架与棒的电阻不计，g=10m ／s2．〔分析〕金属棒受到四个力作用：重力mg，垂直框面向上的支持力N，沿框面向上的安培力F，沿框面的摩擦力f．金属棒静止在框架上时，摩擦力f的方向可能沿框面向上，也可能向下，需分两种情况考虑．解析：当变阻器R取值较大时，I较小，安培力F较小，在金属棒重力分力mgsinθ作用下使棒有沿框架下滑趋势，框架对棒的摩擦力沿框面向上（图2）．金属棒刚好不下滑时满足平衡条件当变阻器R取值较小时，I较大，安培力F较大，会使金属棒产生沿框面上滑趋势．因此，框架对棒的摩擦力沿框面向下（图3）．金属棒刚好不上滑时满足平衡条件所以滑动变滑器R 的取值范围应为1.5Ω≤R≤4.8Ω．例4. 如图所示，倾角为 的光滑斜面上， 有一长为L ，质量为m 的通电导线，导线中的电流强度为I ，电流方向垂直纸面向外．在图中加一匀强磁场，可使导线平衡，试求：最小的磁感应强度B 是多少？方向如何？解析：导体棒受重力、支持力和安培力作用而平衡，由力学知识可知，当第三个力（安培力）F 与垂直时，F 有最小值，如图，即安培力方向平行于斜面向上， 又因为当导体棒与磁感应强度垂直时，安培力最大，故本题所求最小磁感应强度，方向为垂直斜面向下．。
安培力专题 答案
上右安培力专题分类训练题型一：磁场方向的判定——安培定则1、在同一平面内有四根彼此绝缘的通电直导线，如图所示，四根导线中电 流i 4=i 3＞i 2＞i 1.要使O 点磁场增强，应切断哪一根导线中的电流（ ） A.i 1B.i 2C.i 3D.i 42、如图所示，放在通电螺线管内部中点处的小磁针，静止时N 极指向左，关于电源的正负极和螺线管的南北极，下列判定正确的是（ ） A.Ａ端是南极，Ｃ是电源正极 B.Ａ端是北极，Ｄ是电源正极 C.Ｂ端是南极，Ｃ是电源负极 D.Ｂ端是北极，Ｄ是电源负极题型二：磁通量φ、磁通量的变化Δφ3、如图所示，ａｂ是水平面上一个圆的直径，在过ａｂ的竖直面 内有一根通电导线ｅｆ，且ｅｆ平行于ａｂ，当ｅｆ竖直向上平移 时，穿过圆面积的磁通量将（ ） Ａ.逐渐变大 Ｂ.逐渐变小Ｃ.始终为零 Ｄ.不为零，但始终保持不变4、如图，a 、b 、c 三个环，水平套在条形磁铁外面，其中a 、b 两环大小 相同，c 环最大，a 环位于N 极外，b 、c 两环均位于条形磁铁中部，则穿 过三个环的磁通量（ ）A.c 环最大，a 、b 环相同；B.三个环相同；C.b 环比c 环大；D.b 环比a 环大。
5、如图所示，通有恒定电流的导线MN 与闭合金属框共面，第一次将金属框由Ⅰ平移到Ⅱ第二次将金属框绕cd 边翻转到Ⅱ，设先后两次通过金属框的磁通量变化分别为Δφ1和Δφ2，则（ ） A. Δφ1＞Δφ2 B. Δφ1=Δφ2 C. Δφ1＜Δφ2 D. 不能判断题型三：安培力方向的判定——左手定则6、在等边三角形的三个顶点a 、b 、c 处各有一条长直导线垂直穿过纸 面，导线中通有大小相同的恒定电流，方向如图。
过c 点的导线所受安 培力的方向为（ ）A.与ab 平行，竖直向上B.与ab 平行，竖直向下C.与ab 边垂直，指向左边D.与ab 边垂直，指向右边34N7、如图，在XOY 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。
高中物理选修3-1安培力经典习题有答案
安培力复习1．把轻的长方形线圈用细线挂在载流直导线AB 的附近，两者在同一平面内，直导线AB 固定，线圈可以活动，当长方形线圈通以如图所示的电流时，线圈将（ ） （A ）不动 （B ）靠近导线AB（C ）离开导线AB （D ）发生转动，同时靠近导线AB答案：B2．长直电流I 2与圆形电流I 1共面，并与其一直径相重合（但两者绝缘），如图所示。
设长直导线不动，则圆形电流将（ ）（A ）绕I 2旋转（B ）向右运动（C ）向左运动（D ）不动 答：B3．在均匀磁场中，放置一个正方形的载流线圈使其每边受到的磁力的大小都相同的方法有（ ）（A ）无论怎么放都可以；（B ）使线圈的法线与磁场平行；（C ）使线圈的法线与磁场垂直；（D ）（B ）和（C ）两种方法都可以 答：B4．一平面载流线圈置于均匀磁场中，下列说法正确的是（ ） （A ）只有正方形的平面载流线圈，外磁场的合力才为零。
（B ）只有圆形的平面载流线圈，外磁场的合力才为零。
（C ）任意形状的平面载流线圈，外磁场的合力和力矩一定为零（D ）任意形状的平面载流线圈，外磁场的合力一定为零，但力矩不一定为零。
答：D1． 截面积为S 、密度为ρ的铜导线被弯成正方形的三边，可以绕水平轴O O '转动，如图所示。
导线放在方向竖直向上的匀强磁场中，当导线中的电流为I 时，导线离开原来的竖直位置偏转一个角度θ而平衡。
求磁感应强度。
若S =2mm 2，ρ=8.9g/cm 3，θ=15°，I =10A ，磁感应强度大小为多少？解：磁场力的力矩为θθθcos cos cos 2212BIl l BIl Fl M F ===(3分)重力的力矩为θρθρθρsin 2sin 212sin 22221gSl l gSl l gSl M mg =⋅+⋅= （3分） OO 'θIO O 'θImg1l 2l由平衡条件 mg F M M =，得θρθsin 2cos 22gSl BIl = （2分）)(1035.915101028.9109.822363T tg tg I gS B --⨯=︒⨯⨯⨯⨯⨯⨯==θρ （2分） 2． 半径为R =0.1m 的半圆形闭合线圈，载有电流I =10A ，放在均匀磁场中，磁场方向与线圈平面平行，如图所示。
安培力--习题课
mg
10.画出图中通电导线棒所受安培力的方向
【注意】安培力的方向永远与导线垂直。
11.如图，两平行光滑导轨相距0.2m，与水
平面夹角为450 ，金属棒MN的质量为0.1kg， 电源电动势为6V，内阻为1Ω，为使MN处于 静止状态，则电阻R应为多少？(其他电阻不 计)
【答案】R=0.2Ω
处在竖直向上磁感应强度为1T的匀强磁场中，
作业：
步步高 P78 至P80
安培力习题
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( B．方向沿纸面向上，大小为( C．方向沿纸面向下，大小为( D．方向沿纸面向下，大小为(
A．0.4 N B．0.2 N
C．0.1 N
BCD
D．0 N
3．在同一平面内有四根彼此绝缘的通电直导线， 如图所示，四根导线中电流I4＝I3>I2>I1，要使O 点磁场增强，则应切断哪一根导线中的电流
A．I1 C．I3
B．I2` D．I4
D
4．一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．当两线圈都通过如图所示方向的电流 时，则从左向右看，线圈L1将
C A．不动 B．顺时针转动 C．逆时针转动 D．向纸外平动
5．如图，两根垂直纸面、平行且固定放置的 直导线M和N，通有同向等值电流；沿纸面与 直导线M、N等距放置的另一根可自由移动的 通电导线ab，则通电导线ab在安培力作用下运 动的情况是 D A．沿纸面逆时针转动 B．沿纸面顺时针转动 C．a端转向纸外，b端转向纸里 D．a端转向纸里，b端转向纸外
安培力练习题及答案
安培力练习题1、如图1所示，放在蹄形磁铁两极间的导体棒ab ，当通有由b 向a 的电流时，受到的安培力方向向右，则磁铁的上端是 极；如果磁铁上端是S 极，导体棒中的电流方向由a 向b ，则导体棒受到的安培力方向为 ．(选填“向左”、“向右”)2、如图2所示，在同一水平面内宽为2m 的两导轨互相平行，并处在竖直向上的匀强磁场中，一根质量为3.6kg 的金属棒放在导轨上，当金属棒中的电流为2A 时，金属棒做匀速运动；当金属棒中的电流增加到8A 时，金属棒获得2m/s 2的加速度，则磁场的磁感应强度大小为 T 。
3、如图3所示，“U ”形导轨宽L ，与水平面夹角为α，垂直于导轨平面向上的匀强磁场的磁感应强度为B.一根质量为m 、长也是L 的金属棒搭在导轨上，金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ，回路中的电流强度为I ，这时金属棒保持水平静止但有下滑趋势，则金属棒受到的摩擦力的大小为_________.4、如图4，在阴极射管正下方平行放置一根通有足够强直流电流的长直导线，且导线中电流方向水平向右，则阴极射线将 （ ）A ．向上偏转B ．向下偏转C ．向纸内偏转D ．向纸外偏转5、如图5，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6、 如图6所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线A ，A 与螺线管垂直，A 导线中的电流方向垂直纸面向里，开关S 闭合，A 受到通电螺线管磁场的作用力的方向是 （ ）A ．水平向左B ．水平向右C ．竖直向下D ．竖直向上7、如图7，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（ ）A ．0B ．１／２ BIlC ．BIlD ．2BIl8、如图8所示，在倾角为a 的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L ，质量为m 的直导体棒。
安培力的经典练习题 (含答案详解)
安培力的方向1．如图347所示，其中A、B图已知电流方向及其所受磁场力的方向，试判断并在图中标出磁场方向．C、D图已知磁场方向及其对电流作用力的方向，试判断电流方向并在图中标出．图347答案A图磁场方向垂直纸面向外；B图磁场方向在纸面内垂直F向下；C、D图电流方向均垂直于纸面向里．安培力的大小2．如图348所示在匀强磁场中有下列各种形状的通电导线，电流为I，磁感应强度为B，求各导线所受的安培力．图348答案A．ILB cos αB．ILB C.2ILB D．2BIR E．0安培力作用下的物体平衡图3493．如图349所示，光滑导轨与水平面成α角，导轨宽L.有大小为B的匀强磁场，方向垂直导轨面，金属杆长为L，质量为m，水平放在导轨上．当回路中通过电流时，金属杆正好能静止．求：电流的大小为多大？磁感应强度的方向如何？答案mg sin α/BL方向垂直导轨面向上解析在解这类题时必须画出截面图，只有在截面图上才能正确表示各力的准确方向，从而弄清各矢量方向间的关系．因为B垂直轨道面，又金属杆处于静止状态，所以F必沿斜面向上，由左手定则知，B垂直轨道面向上．大小满足BI1L＝mg sin α，I＝mg sinα/BL.(时间：60分钟)题组一安培力的方向1．下面的四个图显示了磁场对通电直导线的作用力，其中正确的是()答案 C2．一根容易形变的弹性导线，两端固定．导线中通有电流，方向如图中箭头所示．当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是()答案 D解析A图中I与B平行应不受安培力，故A错误，由左手定则知B、C错误，D正确．图34103．如图3410所示，电磁炮是由电源、金属轨道、炮弹和电磁铁组成．当电源接通后，磁场对流过炮弹的电流产生力的作用，使炮弹获得极大的发射速度．下列各俯视图中正确表示磁场B方向的是()答案 B解析由左手定则可知，图A示磁感应强度方向使炮弹受到的安培力向后，图B示磁感应强度方向使炮弹受到的安培力向前，图C示磁感应强度方向使炮弹受到的安培力竖直向下，图D示磁感应强度方向使炮弹受的安培力竖直向下，只有B符合实际．图34114．通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内，电流方向如图3411所示，ab边与MN平行．关于MN的磁场对线框的作用，下列叙述正确的是()A．线框有两条边所受的安培力方向相同B．线框有两条边所受的安培力大小相同C．线框所受安培力的合力向左D．线框将绕MN转动答案BC解析通电矩形线框abcd在无限长直通电导线形成的磁场中，受到磁场力的作用，对于ad 边和bc边，所在的磁场相同，但电流方向相反，所以ad边、bc边受磁场力(安培力)大小相同，方向相反，即ad边和bc边受合力为零．而对于ab和cd两条边，由于在磁场中，离长直导线的位置不同，ab边近而且由左手定则判断受力向左，cd边远而且由左手定则判断受力向右，所以ab边、cd边受合力方向向左，故B、C选项正确．图34125．如图3412所示，三根通电长直导线P、Q、R互相平行且通过正三角形的三个顶点，三条导线中通入的电流大小相等，方向垂直纸面向里；通过直导线产生磁场的磁感应强度B ＝kI/r，I为通电导线的电流大小，r为距通电导线的垂直距离，k为常量；则通电导线R受到的磁场力的方向是()A．垂直R，指向y轴负方向B．垂直R，指向y轴正方向C．垂直R，指向x轴正方向D．垂直R，指向x轴负方向答案 A图34136．(2014·扬州中学模拟)图3413中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BD解析若a接正极，b接负极，则根据安培定则可知线圈之间产生向上的磁场，e接正极，f 接负极，L中将通有向外的电流，根据左手定则可知L向左运动，A错；若a接正极，b接负极，则根据安培定则可知线圈之间产生向上的磁场，e接负极，f接正极，L中将通有向里的电流，根据左手定则可知L向右运动，B正确；若a接负极，b接正极，则根据安培定则可知线圈之间产生向下的磁场，e接正极，f接负极，L中将通有向外的电流，根据左手定则可知L向右运动，C错；若a接负极，b接正极，则根据安培定则可知线圈之间产生向下的磁场，e接负极，f接正极，L中将通有向里的电流，根据左手定则可知L向左运动，D正确．题组二安培力的大小图34147．如图3414所示，四边形的通电闭合线框abcd处在垂直线框平面的匀强磁场中，它受到磁场力的合力()A．竖直向上B．方向垂直于ad斜向上C．方向垂直于bc斜向上D．为零答案 D图34158．如图3415所示，导线框中电流为I，导线框垂直于磁场放置，磁感应强度为B，AB与CD相距为d，则MN所受安培力大小()A．F＝BId B．F＝BId sin θC．F＝BIdsin θD．F＝BId cos θ答案 C解析题中磁场和电流垂直，θ角仅是导线框与金属杆MN间夹角，不是电流与磁场的夹角．图34169．如图3416所示，磁场方向竖直向下，通电直导线ab由水平位置1绕a点在竖直平面内转到位置2的过程中，通电导线所受安培力是()A．数值变大，方向不变B．数值变小，方向不变C．数值不变，方向改变D．数值，方向均改变答案 B解析安培力F＝BIL，电流不变，垂直直导线的有效长度减小，安培力减小，安培力的方向总是垂直BI所构成的平面，所以安培力的方向不变，B对，故选B.题组三安培力作用下的导体棒的平衡图341710．如图3417所示，长L、质量为m的金属杆ab，被两根竖直的金属丝静止吊起，金属杆ab处在方向垂直纸面向里的匀强磁场中．当金属杆中通有方向a→b的电流I时，每根金属丝的拉力大小为T.当金属杆通有方向b→a的电流I时，每根金属丝的拉力大小为2T.则磁场的磁感应强度B的大小为________．答案T IL解析导体ab受重力、磁场力、弹簧的拉力而平衡．当ab中的电流方向由a到b时，磁场力向上．2T＋BIL＝mg①当ab中的电流由b到a时，磁场力向下．4T＝BIL＋mg②解方程组得B＝TIL11．两个倾角均为α的光滑斜面上，各放有一根相同的金属棒，分别通有电流I1和I2，磁场的磁感应强度大小相同，方向如图3418中所示，两金属棒均处于静止状态，两种情况下电流之比I1∶I2＝________.图3418答案1∶cos α图341912．如图3419所示，一根长L＝0.2 m的金属棒放在倾角θ＝37°的光滑斜面上，并通过I＝5 A的电流，方向如图所示，整个装置放在磁感应强度B＝0.6 T 竖直向上的匀强磁场中，金属棒恰能静止在斜面上，则该棒的重力为多少？(sin 37°＝0.6)答案0.8 N解析从侧面对棒受力分析如图，安培力的方向由左手定则判出为水平向右，F＝ILB＝5×0.2×0.6 N＝0.6 N.由平衡条件得重力mg＝Ftan 37°＝0.8 N.图342013．质量为m的导体棒MN静止于宽度为L的水平导轨上，通过MN的电流为I，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与导轨平面成θ角斜向下，如图3420所示，求MN所受的支持力和摩擦力的大小．答案ILB cos θ＋mg ILB sin θ解析导体棒MN处于平衡状态，注意题中磁场方向与MN是垂直的，作出其侧视图，对MN进行受力分析，如图所示．由平衡条件有：F f＝F sin θ，F N＝F cos θ＋mg，其中F＝ILB解得：F N＝ILB cos θ＋mg，F f＝ILB sin θ.8、这个世界并不是掌握在那些嘲笑者的手中，而恰恰掌握在能够经受得住嘲笑与批忍不断往前走的人手中。
安培力-洛仑兹力习题含答案
安培力习题例1：如图所示，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，导线可以自由移动，当导线通过图示方向当导线通过图示方向电流电流时，导线的运动情况是（从上往下看）（ ）） A ．顺时针方向转动，同时下降．顺时针方向转动，同时下降 B B B．顺时针方向转动，同时上升．顺时针方向转动，同时上升．顺时针方向转动，同时上升C ．逆时针方向转动，同时下降．逆时针方向转动，同时下降D D D．逆时针方向转动，同时上升．逆时针方向转动，同时上升．逆时针方向转动，同时上升例2：在同一在同一平面平面内有两根平行的通电导线a 与b ，关于它们相互作用力方向的判断．正确的是向的判断．正确的是 （ ））A ．通以同向电流时，互相吸引．通以同向电流时，互相吸引B B B．通以同向电流时，互相排斥．通以同向电流时，互相排斥．通以同向电流时，互相排斥C ．通以反向电流时，互相吸引．通以反向电流时，互相吸引D D D．通以反向电流时，互相排斥．通以反向电流时，互相排斥．通以反向电流时，互相排斥例3.在倾角θ=30=30°的°的°的斜面斜面上，固定一固定一金属金属框，宽l=0.25m l=0.25m，，接入接入电动势电动势ε=12V =12V、、内阻不计的内阻不计的电池电池．垂直框面放有一根质量m=0.2kg 的金属帮ab,ab,它与它与它与框架框架的动摩擦因数u=3/6。
整个装置放在磁感强度B=0.8T B=0.8T，，垂直框面向上的匀强磁场中（图1）．当调节）．当调节滑动变阻器滑动变阻器R 的阻值在什么范围内时，可使金属棒静止在框架上？框架与棒的棒静止在框架上？框架与棒的电阻电阻不计，不计，g=10m g=10m g=10m／／s2s2．．(1.5Ω≤R ≤4.8Ω)例4. 如图所示，倾角为 的光滑斜面上，的光滑斜面上， 有一长为L ，质量为m 的通电导线，导线中的电流强度为I ，电流方向垂直纸面向外．在图中加一匀强磁场，可使导线平衡，试求：最小的磁感应强度B 是多少？方向如何？是多少？方向如何？相关习题：（磁场）一、选择题一、选择题1．关于磁场和磁感线的描述，正确的说法有（．关于磁场和磁感线的描述，正确的说法有（ ））A ．磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种物质．磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种物质B ．磁感线可以形象地表现磁场的强弱与方向．磁感线可以形象地表现磁场的强弱与方向C C C．磁感线总是从磁铁的北极出发，到南极终止．磁感线总是从磁铁的北极出发，到南极终止．磁感线总是从磁铁的北极出发，到南极终止D ．磁感线就是细铁屑在磁铁周围．磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列排列出的曲线，没有细铁屑的地方就没有磁感线出的曲线，没有细铁屑的地方就没有磁感线2．一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针上方，并与磁针指向平行，能使磁针的S 极转向纸内，如图1所示，那么这束带电粒子可能是（所示，那么这束带电粒子可能是（ ））A A．向右飞行的正离子束．向右飞行的正离子束．向右飞行的正离子束B ．向左飞行的正离子束．向左飞行的正离子束C C．向右飞行的负离子束．向右飞行的负离子束．向右飞行的负离子束D D．问左飞行的负离子束．问左飞行的负离子束．问左飞行的负离子束3．铁心上有两个线圈，把它们和一个干电池连接起来，已知线圈的电阻比电池的内阻大得多，如图2所示的图中，哪一种接法铁心的磁性最强（所示的图中，哪一种接法铁心的磁性最强（ ））4．关于磁场，以下说法正确的是（．关于磁场，以下说法正确的是（ ））A ．电流在磁场中某点不受磁场力作用，则该点的磁感强度一定为零在磁场中某点不受磁场力作用，则该点的磁感强度一定为零B ．磁场中某点的磁感强度，根据公式B=F/I B=F/I··l ，它跟F ，I ，l 都有关都有关C ．磁场中某点的磁感强度的方向垂直于该点的磁场方向．磁场中某点的磁感强度的方向垂直于该点的磁场方向D ．磁场中任一点的磁感强度等于磁通密度，即垂直于磁感强度方向的单位面积的．磁场中任一点的磁感强度等于磁通密度，即垂直于磁感强度方向的单位面积的磁通量磁通量5．磁场中某点的．磁场中某点的磁感应强度磁感应强度的方向（的方向（ ））A ．放在该点的通电直导线所受的磁场力的方向B ．放在该点的正检验．放在该点的正检验电荷电荷所受的磁场力的方向所受的磁场力的方向C ．放在该点的小磁针静止时N 极所指的方向极所指的方向D ．通过该点磁场线的切线方向．通过该点磁场线的切线方向 6．下列有关磁通量的论述中正确的是（．下列有关磁通量的论述中正确的是（ ））A ．磁感强度越大的地方，穿过线圈的磁通量也越大．磁感强度越大的地方，穿过线圈的磁通量也越大B ．磁感强度越大的地方，线圈面积越大，穿过线圈的磁通量越大．磁感强度越大的地方，线圈面积越大，穿过线圈的磁通量越大C ．穿过线圈的磁通量为零的地方，磁感强度一定为零．穿过线圈的磁通量为零的地方，磁感强度一定为零D ．匀强磁场中，穿过线圈的磁感线越多，则磁通量越大．匀强磁场中，穿过线圈的磁感线越多，则磁通量越大7．如图3所示，条形磁铁放在水平桌面上，其中央正上方固定一根直导线，导线与磁铁垂直，并通以垂直纸面向外的电流（并通以垂直纸面向外的电流（ ））A ．磁铁对桌面的．磁铁对桌面的压力压力减小、不受桌面摩擦力的作用减小、不受桌面摩擦力的作用B ．磁铁对桌面的压力减小、受到桌面摩擦力的作用．磁铁对桌面的压力减小、受到桌面摩擦力的作用C ．磁铁对桌面的压力增大，个受桌面摩擦力的作用．磁铁对桌面的压力增大，个受桌面摩擦力的作用D ．磁铁对桌面的压力增大，受到桌面摩擦力的作用．磁铁对桌面的压力增大，受到桌面摩擦力的作用8．如图4所示，将通电线圈悬挂在磁铁N 极附近：磁铁处于水平位置和线圈在同一线圈在同一平面平面内，且磁铁的轴线经过线圈圆心，线圈将（内，且磁铁的轴线经过线圈圆心，线圈将（ ））A ．转动同时靠近磁铁．转动同时靠近磁铁B B．转动同时离开磁铁．转动同时离开磁铁．转动同时离开磁铁C ．不转动，只靠近磁铁．不转动，只靠近磁铁D ．不转动，只离开磁铁．不转动，只离开磁铁9．通电．通电矩形矩形线圈平面垂直于匀强磁场的磁感线，则有（线圈平面垂直于匀强磁场的磁感线，则有（ ）） A A．线圈所受．线圈所受．线圈所受安培安培力的合力为零力的合力为零 B B B．线圈所受安培力以任一边为轴的力矩为零．线圈所受安培力以任一边为轴的力矩为零．线圈所受安培力以任一边为轴的力矩为零 C C．线圈所受安培力以任一对角线为轴的力矩不为零．线圈所受安培力以任一对角线为轴的力矩不为零．线圈所受安培力以任一对角线为轴的力矩不为零D D．线圈所受安培力必定使其四边有向外扩展形变的效果．线圈所受安培力必定使其四边有向外扩展形变的效果．线圈所受安培力必定使其四边有向外扩展形变的效果二、填空题二、填空题1010．匀强磁场中有一段长为．匀强磁场中有一段长为0.2m 的直导线，它与磁场方向垂直，当通过3A 的电流时，受到60×10-2N 的磁场力，则磁场的磁感强度是则磁场的磁感强度是__________________特；特；当导线长度缩短一半时，磁场的磁感强度是磁场的磁感强度是__________特；当通入的电流加倍时，磁场的磁感强度是特；当通入的电流加倍时，磁场的磁感强度是__________________特．特．特．1111．如图．如图5所示，所示， abcd abcd 是一竖直的矩形导线框，线框面积为S ，放在磁场中，中，ab ab 边在水平面内且与磁场方向成6060°角，若导线框中的电流为°角，若导线框中的电流为I ，则导线框所受的安培力对某竖直的固定轴的力矩等于框所受的安培力对某竖直的固定轴的力矩等于__________________．．1212．一矩形线圈面积．一矩形线圈面积S ＝10-2m 2，它和匀强磁场方向之间的夹角θ1＝3030°，°，穿过线圈的磁通量Ф＝1×103Wb Wb，则磁场的磁感强度，则磁场的磁感强度B______B______；若线圈以一条边；若线圈以一条边为轴的转180180°，则穿过线圈的磁能量的变化为°，则穿过线圈的磁能量的变化为°，则穿过线圈的磁能量的变化为__________________；若线圈平面和磁场方向之间的夹角变为；若线圈平面和磁场方向之间的夹角变为θ2＝0°，则Ф＝____________．．三、计算题三、计算题1313．如图．如图6所示，所示，ab ab ab，，cd 为两根相距2m 的平行的平行金属金属导轨，水平放置在竖直向下的匀强磁场中，通以5A 的电流时，棒沿导轨作匀速运动；当棒中电流增加到8A 时，棒能获得2m/s 2的加速度，求匀强磁场的磁感强度的大小；的加速度，求匀强磁场的磁感强度的大小；它们以相同的速度沿垂直于磁场方向射入匀强磁场（磁场方向垂直纸面向里）．在图3中，哪个图正确地表示出这三束粒子的运动轨迹？（束粒子的运动轨迹？（ ））1414．如图．如图7所示，通电导体棒AC 静止于水平导轨上，棒的质量为m 长为l ，通过的，通过的电流电流强度为I ，匀强磁场的磁感强度B 的方向与导轨的方向与导轨平面平面成θ角，求导轨受到AC 棒的棒的压压力和摩擦力各为多大？和摩擦力各为多大？二、二、洛仑兹力练习题一、选择题一、选择题1．如图1所示，在垂直于纸面向内的匀强磁场中，垂直于磁场方向发射出两个所示，在垂直于纸面向内的匀强磁场中，垂直于磁场方向发射出两个电子电子1和2，其速度分别为v 1和v 2．如果v 2＝2v 1，则1和2的轨道半径之比r 1：r 2及周期之比T 1：T 2分别为（分别为（ ）） A ．r 1：r 2＝1：2，T 1：T 2＝1：2 B 2 B．．r 1：r 2＝1：2，T 1：T 2＝1：1C ．r 1：r 2＝2：1，T 1：T 2＝1：1D ．r 1：r 2＝1：1，T 1：T 2＝2：12．如图2所示，所示，ab ab 是一弯管，其中心线是半径为R 的一段的一段圆弧圆弧，将它置于一给定的匀强磁场中，磁场方向垂直于圆弧所在平面，并且指向纸外、有一束粒子对准a 端射入弯管，粒子有不同的质量、不同的速度，但都是一价正离子．（ ））A ．只有速度大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管．只有速度大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管B ．只有质量大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管．只有质量大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管C ．只有．只有动量动量大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管D ．只有能量大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管．只有能量大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管3．电子以初速V0垂直进入垂直进入磁感应强度磁感应强度为B 的匀强磁场中，则（的匀强磁场中，则（ ））A ．磁场对电子的作用力始终不变．磁场对电子的作用力始终不变B B B．磁场对电子的作用力始终不作功．磁场对电子的作用力始终不作功．磁场对电子的作用力始终不作功C ．电子的动量始终不变．电子的动量始终不变D D D．电子的．电子的．电子的动能动能始终不变始终不变5．一个带电粒子，沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场，粒子的一段径迹如图4所示，径迹上的每一小段可近似看成圆弧．由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小（带的每一小段可近似看成圆弧．由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小（带电量电量不变）．从图中可以确定（．从图中可以确定（ ））A ．粒子从a 到b ，带正电，带正电B ．粒子从b 到a ，带正电，带正电C ．粒子从a 到b ，带负电，带负电D D．粒子从．粒子从b 到a ，带负电，带负电6．三个相同的带电小球1、2、3，在重力场中从同一高度由静止开始落下，其中小球1通过一附加的水平方向匀强电场，小球2通过一附加的水平方向匀强磁场．设三个小球落到同一高度时的动能分别为E 1、E 2和E 3，忽略空气阻力，则（，忽略空气阻力，则（ ））A ．E 1＝E 2＝E 3B ．E 1＞E 2＝E 3C ．E 1＜E 2＝E 3D ．E 1＞E 2＞E 37．真空中同时存在着竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，真空中同时存在着竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，三个带有等量同种三个带有等量同种三个带有等量同种电荷电荷的油滴a 、b 、c 在场中做不同的运动．其中a 静止，b 向右做匀速直线运动，c 向左做匀速直线运动，则三油滴质量大小关系为（则三油滴质量大小关系为（ ））A ．a 最大最大B B．．b 最大最大C ．c 最大最大D D．都相等．都相等8．一个带正一个带正电荷电荷的微粒（重力不计）穿过图5中匀强电场和匀强磁场区域时，恰能沿直线运动，则欲使电荷向下偏转时应采用的办法是（则欲使电荷向下偏转时应采用的办法是（ ））A ．增大电荷质量．增大电荷质量B ．增大电荷．增大电荷电量电量C ．减少入射速度．减少入射速度D D．增大磁感强度．增大磁感强度．增大磁感强度E ．减小电．减小电场强场强度二、填空题二、填空题9．一束离子能沿入射方向通过互相垂直的匀强电场和匀强磁场区域，然后进入磁感应强度为B ′的偏转磁场内做半径相同的匀速′的偏转磁场内做半径相同的匀速圆周圆周运动（图6），则这束离子必定有相同的，则这束离子必定有相同的__________________，相同的，相同的，相同的__________________．．1010．为使从炽热灯丝发射的．为使从炽热灯丝发射的．为使从炽热灯丝发射的电子电子（质量m 、电量e 、初速为零）能沿入射方向通过互相垂直的匀强电场（场强为E ）和匀强磁场（磁感强度为B ）区域，对电子的加速电压为区域，对电子的加速电压为__________________．．1111．一个电子匀强磁场中运动而不受到磁场力的作用，则电子运动的方．一个电子匀强磁场中运动而不受到磁场力的作用，则电子运动的方向是向是__________________．．1212．一质量为．一质量为m 、电量为q 的带电粒子在磁感强度为B 的匀强磁场中作圆周运动，其效果相当于一环形圆周运动，其效果相当于一环形电流电流，则此环形电流的电流强度I ＝____________．．三、计算题三、计算题1313．一个电视显像管的电子束里电子的．一个电视显像管的电子束里电子的．一个电视显像管的电子束里电子的动能动能EK EK＝＝12000eV 12000eV．这个显像管的位置取向刚好使电子．这个显像管的位置取向刚好使电子水平地由南向北运动．已知地磁场的竖直向下分量B ＝5.55.5××10-5T ，试问，试问（1）电子束偏向什么方向？）电子束偏向什么方向？（2）电子束在显像管里由南向北通过y ＝20cm 路程，受洛仑兹力作用将偏转多少距离？电子质量m ＝9.19.1××10-31kg kg，电量，电量e ＝1.61.6××10-19C ．14 14．如图．如图7所示，一质量m 、电量q 带正电荷的小球静止在倾角3030°、°、足够长的绝缘光滑斜面．顶端时对斜面足够长的绝缘光滑斜面．顶端时对斜面压力压力恰为零．若迅速把电场方向改为竖直向下，则小球能在斜面上滑行多远？为竖直向下，则小球能在斜面上滑行多远？三、单元练习题一、选择题一、选择题1．安培的分子环流假设，可用来解释（的分子环流假设，可用来解释（ ））A ．两通电导体间有相互作用的原因．两通电导体间有相互作用的原因B B．通电线圈产生磁场的原因．通电线圈产生磁场的原因．通电线圈产生磁场的原因C ．永久磁铁产生磁场的原因．永久磁铁产生磁场的原因D ．铁质类物体被磁化而具有磁性的原因．铁质类物体被磁化而具有磁性的原因2．如图1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外的电流，则（垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，则（ ））A ．磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用．磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用B ．磁铁对桌面压力减小，受到桌面的摩擦力作用．磁铁对桌面压力减小，受到桌面的摩擦力作用C ．磁铁对桌面压力增大，不受桌面的摩擦力作用．磁铁对桌面压力增大，不受桌面的摩擦力作用D ．磁铁对桌面压力增大，受到桌面的摩擦力作用．磁铁对桌面压力增大，受到桌面的摩擦力作用3．有电子、有电子、质子、质子、氘核、氘核、氚核，氚核，以同样速度垂直射入同一匀强磁场中，以同样速度垂直射入同一匀强磁场中，它们都作匀速圆周运动，它们都作匀速圆周运动，则轨道半径最大的粒子是（半径最大的粒子是（ ））A ．氘核．氘核B B．氚核．氚核．氚核C C C．电子．电子．电子D ．质子4．两个．两个电子电子以大小不同的初速度沿垂直于磁场的方向射入同一匀强磁场中．设r 1、r 2为这两个电子的运动电子的运动轨道轨道半径，半径，T T 1、T 2是它们的运动周期，则（是它们的运动周期，则（ ））A ．r 1＝r 2，T 1≠T 2B ．r 1≠r 2，T 1≠T 2C ．r 1＝r 2，T 1＝T 2D D．．r 1≠r 2，T 1＝T 2 5．在垂直于纸面的匀强磁场中，有一原来静止的．在垂直于纸面的匀强磁场中，有一原来静止的原子核原子核．该核衰变后，放出的带电粒子和反冲核的运动轨迹分别如图2中a 、b 所示．由图可以判定（所示．由图可以判定（ ））A ．该核发生的是α衰变衰变B ．该核发生的是β衰变衰变C ．磁场方向一定是垂直纸面向里．磁场方向一定是垂直纸面向里D ．磁场方向向里还是向外不能判定．磁场方向向里还是向外不能判定6．如图3有一混合正离子束先后通过有一混合正离子束先后通过正交正交电场磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ，如果这束正离子束流在区域Ⅰ中不偏转，进入区域Ⅱ后偏转半径又相同，则说明这些正离子具有相同的（ ））A ．速度．速度B B．质量．质量．质量C ．电荷D D．荷质比．荷质比．荷质比7．设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，如图4所示，已知一离子在电场力和洛仑兹力的作用下，从静止开始自A 点沿点沿曲线曲线ACB 运动，到达B 点时速度为零，点时速度为零，C C 点是运动的最低点，忽略重力，以下说法中正确的是（的最低点，忽略重力，以下说法中正确的是（ ））A ．这离子必带正电荷．这离子必带正电荷B ．A 点和B 点位于同一高度点位于同一高度C ．离子在C 点时速度最大点时速度最大D ．离子到达B 点后，将沿原曲线返回A 点8．如图5所示，在正交的匀强电场和磁场的区域内（磁场水平向内），有一离子恰能沿直线飞过此区域（不计离子重力）（ ））A ．若离子带正电，．若离子带正电，E E 方向应向下方向应向下B B B．若离子带负电，．若离子带负电，．若离子带负电，E E 方向应向上方向应向上C ．若离子带正电，．若离子带正电，E E 方向应向上方向应向上D ．不管离子带何种电，．不管离子带何种电，E E 方向都向下方向都向下 9．一根通有一根通有电流电流I 的直铜棒用软导线挂在如图6所示匀强磁场中，此时悬线中的张力大于零而小于铜棒的重力．欲使悬线中张力为零，可采用的方法有（小于铜棒的重力．欲使悬线中张力为零，可采用的方法有（ ））A ．适当增大电流，方向不变．适当增大电流，方向不变B ．适当减小电流，并使它反向．适当减小电流，并使它反向C ．电流大小、方向不变，适当增强磁场．电流大小、方向不变，适当增强磁场D ．使原电流反向，并适当减弱磁场．使原电流反向，并适当减弱磁场1010．．如图7所示，一金属直杆MN 两端接有导线，悬挂于线圈上方，悬挂于线圈上方，MN MN 与线圈轴线均处于竖直与线圈轴线均处于竖直平面平面内，为使MN 垂直纸面向外运动，可以（垂直纸面向外运动，可以（ ））A ．将a 、c 端接在电源正极，端接在电源正极，b b 、d 端接在电源负极端接在电源负极B ．将b 、d 端接在电源正极，端接在电源正极，a a 、c 端接在电源负极端接在电源负极C ．将a 、d 端接在电源正极，端接在电源正极，b b 、c 端接在电源负极端接在电源负极D ．将a 、c 端接在交流电源的一端，端接在交流电源的一端，b b 、d 接在交流电源的另一端接在交流电源的另一端1111．带电为．带电为．带电为+q +q 的粒子在匀强磁场中运动，下面说法中正确的是（的粒子在匀强磁场中运动，下面说法中正确的是（ ））A ．只要速度大小相同，所受洛仑兹力就相同．只要速度大小相同，所受洛仑兹力就相同B ．如果把．如果把+q +q 改为改为-q -q -q，且速度反向大小不变，则洛仑兹力的大小，方向均不变，且速度反向大小不变，则洛仑兹力的大小，方向均不变，且速度反向大小不变，则洛仑兹力的大小，方向均不变C ．洛仑兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直．洛仑兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直D ．粒子只受到洛仑兹力作用，其运动的动能、．粒子只受到洛仑兹力作用，其运动的动能、动量动量均不变均不变1212．关于磁现象的电本质，下列说法中正确的是（．关于磁现象的电本质，下列说法中正确的是（．关于磁现象的电本质，下列说法中正确的是（ ））A ．有磁必有电荷，有电荷必有磁B ．一切磁现象都起源于一切磁现象都起源于电流电流或运动电荷，或运动电荷，一切磁作用都是电流或运动电荷之间通过磁场而发生一切磁作用都是电流或运动电荷之间通过磁场而发生的相互作用的相互作用C ．除永久磁铁外，一切磁场都是由运动电荷或电流产生的．除永久磁铁外，一切磁场都是由运动电荷或电流产生的D ．根据安培的分子环流假说，在外界磁场作用下，物体内部分子电流取向大致相同时，物体就被磁化，两端形成磁极被磁化，两端形成磁极二、填空题二、填空题1313．一质子及一．一质子及一α粒子，同时垂直射入同一匀强磁场中．（1）若两者由静止经同一）若两者由静止经同一电势差电势差加速的，则的，则旋转旋转半径之比为半径之比为__________________；；（2）若两者以相同的动进入磁场中，则旋转半径之比为）若两者以相同的动进入磁场中，则旋转半径之比为__________________；；（3）若两者以相同的若两者以相同的动能动能进入磁场中，则旋转半径之比为进入磁场中，则旋转半径之比为__________________；；（4）若两者以相同速度进入磁场，则旋转半径之比为旋转半径之比为__________________．． 1414．两块长．两块长5d 5d，相距，相距d 的水平平行金属板，板间有垂直于纸面的匀强磁场．一大群电子从平行于板面的方向、一大群电子从平行于板面的方向、以等大小的速度以等大小的速度v 从左端各处飞入（图8）．为了不使任何电子飞出，板间磁感应强度的最小值为____________．．1515．如图．如图9所示，所示，M M 、N 为水平位置的两块平行金属板，板间距离为d ，两板间电势差为U ．当带电量为q 、质量为m 的正离子流以速度V 0沿水平方向从两板左端的中央O 点处射入，因受电场力作用，离子作曲线运动，偏向M 板（重力忽略不计）．今在两板间加一匀强磁场，使从中央O 处射入的正离流在两板间作直线运动．则磁场的方向是处射入的正离流在两板间作直线运动．则磁场的方向是__________________，磁感，磁感应强度B ＝____________．．1616．如图．如图10所示，质量为m ，带电量为，带电量为+q +q 的粒子，从两平行的粒子，从两平行电极电极板正中央垂直板正中央垂直电场线电场线和磁感线以速度v 飞入．已知两板间距为d ，磁感强度为B ，这时粒子恰能直线穿过电场和磁场区域（重力不计）．今将磁感强度增大到某值，则粒子将落到极板上．当粒子落到极板上时的动能为能为__________________．．1717．如图．如图11所示，绝缘光滑的所示，绝缘光滑的斜面斜面倾角为θ，匀强磁场B 方向与斜面垂直，如果一个质量为m ，带电量为带电量为-q -q 的小球A在斜面上作匀速圆周运动，则必须加一最小的在斜面上作匀速圆周运动，则必须加一最小的场强场强为____________的匀强电场．的匀强电场．的匀强电场．1818．三个带等量正电荷的粒子．三个带等量正电荷的粒子a 、b 、c （所受重力不计）以相同的初动能水平射入正交的电场磁场中，轨迹如图1212，则可知它们的质量，则可知它们的质量m a 、m b 、m c 大小次序为小次序为__________________，入射时的初动量大小次序为，入射时的初动量大小次序为，入射时的初动量大小次序为__________________．．1919．一初速为零的带电粒子，经过电压为．一初速为零的带电粒子，经过电压为U 的电场加速后垂直进入磁感强度为B 的匀强磁场中，已知带电粒子的质量是m ，电量是q ，则带电粒子所受的洛仑兹力为洛仑兹力为__________________，，轨道半径为半径为__________________．．2020．如图．如图13在x 轴的上方（轴的上方（y y ≥0）存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感强度为B ．在原点O 有一个离子源向x 轴上方的各个方向发射出质量为m 、电量为q 的正离子，速率都为v ，对那些在xy 平面内运动的离子，在磁场中可能到达的最大x ＝____________，最大，最大y ＝____________．．2121．以速率．以速率v 垂直于屏S 经过小孔O 射入存在着匀强磁场的真空室中，如图14所示，磁感强度B 的方向与离子的运动方向垂直，并垂直于纸面向里．的方向与离子的运动方向垂直，并垂直于纸面向里．求离子进入磁场后到达屏S 上时的位置与O 点的距离？。
高考物理真题分项汇编——安培力
高考物理真题分项汇编——安培力一、单选题1．（2023·浙江·统考高考真题）如图所示，质量为M、电阻为R、长为L的导体棒，通过两根长均为l、质量不计的导电细杆连在等高的两固定点上，固定点间距也为L。
细杆通过开关S可与直流电源0E或理想二【解析】因bc段与磁场方向平行，则不受安培力；ab段与磁场方向垂直，则受安培力为F ab=BI∙2l=2BIl则该导线受到的安培力为2BIl。
故选C。
R金属棒ab与3．（2017·天津·高考真题）如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下｡现使磁感应强度随时间均匀减小，ab始终保持静止。
下列说法正确的是（）A．ab中的感应电流方向由a到b B．ab中的感应电流逐渐减小C．ab所受的安培力保持不变D．ab所受的静摩擦力保持不变→→→→A．线框中产生的感应电流方向为a b c d aB．线框中产生的感应电流逐渐增大C．线框ad边所受的安培力大小恒定D．线框整体受到的安培力方向水平向右【答案】D【解析】A．根据安培定则可知，通电直导线右侧的磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度随时间均匀增加，→→→→，A错误；根据楞次定律可知线框中产生的感应电流方向为a d c b aB．线框中产生的感应电流为B．平行于纸面向下C．左半部分垂直纸面向外，右半部分垂直纸面向里D．左半部分垂直纸面向里，右半部分垂直纸面向外【答案】C【解析】根据安培定则，可判断出导线a左侧部分的空间磁场方向斜向右上，右侧部分的磁场方向斜向下方，根据左手定则可判断出左半部分垂直纸面向外，右半部分垂直纸面向里。
故选C。
所在区域存在方向垂直指向OO′的磁场，与OO′距离相等位置的磁感应强度大小相等且不随时间变化，其截面图如图（b）所示。
导线通以电流I，静止后，悬线偏离竖直方向的夹角为θ。
下列说法正确的是（）A．当导线静止在图（a）右侧位置时，导线中电流方向由N指向M B．电流I增大，静止后，导线对悬线的拉力不变C．tanθ与电流I成正比D．sinθ与电流I成正比A．从上向下看，圆管中的感应电流为逆时针方向A．B．C．D．【答案】B【解析】根据F = BIL可知先保持导线通电部分的长度L 不变，改变电流I 的大小，则F —I 图象是过原点的直线。
安培力-洛仑兹力习题含答案
7．如图3所示，条形磁铁放在水平桌面上，其中央正上方固定一根 直导线，导线与磁铁垂直，并通以垂直纸面向外的电流（ ） A．磁铁对桌面的压力减小、不受桌面摩擦力的作用 B．磁铁对桌面的压力减小、受到桌面摩擦力的作用 C．磁铁对桌面的压力增大，个受桌面摩擦力的作用 D．磁铁对桌面的压力增大，受到桌面摩擦力的作用 8．如图4所示，将通电线圈悬挂在磁铁N极附近：磁铁处于水平位 置和线圈在同一平面内，且磁铁的轴线经过线圈圆心，线圈将（ ）
A．该核发生的是α衰变 B．该核发生的是β衰变 C．磁场方向一定是垂直纸面向里 D．磁场方向向里还是向外不能判定 6．如图3有一混合正离子束先后通过正交电场磁场区域Ⅰ和匀强磁 场区域Ⅱ，如果这束正离子束流在区域Ⅰ中不偏转，进入区域Ⅱ后偏转 半径又相同，则说明这些正离子具有相同的（ ） A．速度 B．质量 C．电荷 D．荷质比
节滑动变阻器R的阻值在什么范围内时，可使金属棒静止在框架上？框 架与棒的电阻不计，g=10m／s2． (1.5Ω≤R≤4.8Ω)
例4. 如图所示，倾角为
的光滑斜面上，
有一长为L，质量为m的通电导线，导线中的电流
强度为I，电流方向垂直纸面向外．在图中加一匀强磁场，可使导线平
衡，试求：最小的磁感应强度B是多少？方向如何？
二、洛仑兹力练习题
一、选择题
1．如图1所示，在垂直于纸面向内的匀强磁场中，垂直于磁场方向
发射出两个电子1和2，其速度分别为v1和v2．如果v2＝2v1，则1和2的轨
高中物理选修3-1安培力经典习题有答案
安培力复习1．把轻的长方形线圈用细线挂在载流直导线AB 的附近，两者在同一平面内，直导线AB 固定，线圈可以活动，当长方形线圈通以如图所示的电流时，线圈将（ ） （A ）不动 （B ）靠近导线AB（C ）离开导线AB （D ）发生转动，同时靠近导线AB答案：B2．长直电流I 2与圆形电流I 1共面，并与其一直径相重合（但两者绝缘），如图所示。
设长直导线不动，则圆形电流将（ ）（A ）绕I 2旋转（B ）向右运动（C ）向左运动（D ）不动 答：B3．在均匀磁场中，放置一个正方形的载流线圈使其每边受到的磁力的大小都相同的方法有（ ）（A ）无论怎么放都可以；（B ）使线圈的法线与磁场平行；（C ）使线圈的法线与磁场垂直；（D ）（B ）和（C ）两种方法都可以 答：B4．一平面载流线圈置于均匀磁场中，下列说法正确的是（ ） （A ）只有正方形的平面载流线圈，外磁场的合力才为零。
（B ）只有圆形的平面载流线圈，外磁场的合力才为零。
（C ）任意形状的平面载流线圈，外磁场的合力和力矩一定为零（D ）任意形状的平面载流线圈，外磁场的合力一定为零，但力矩不一定为零。
答：D1． 截面积为S 、密度为ρ的铜导线被弯成正方形的三边，可以绕水平轴O O '转动，如图所示。
导线放在方向竖直向上的匀强磁场中，当导线中的电流为I 时，导线离开原来的竖直位置偏转一个角度θ而平衡。
求磁感应强度。
若S =2mm 2，ρ=8.9g/cm 3，θ=15°，I =10A ，磁感应强度大小为多少？解：磁场力的力矩为θθθcos cos cos 2212BIl l BIl Fl M F ===(3分)重力的力矩为θρθρθρsin 2sin 212sin 22221gSl l gSl l gSl M mg =⋅+⋅= （3分） OO 'θIO O 'θImg1l 2l由平衡条件 mg F M M =，得θρθsin 2cos 22gSl BIl = （2分）)(1035.915101028.9109.822363T tg tg I gS B --⨯=︒⨯⨯⨯⨯⨯⨯==θρ （2分） 2． 半径为R =0.1m 的半圆形闭合线圈，载有电流I =10A ，放在均匀磁场中，磁场方向与线圈平面平行，如图所示。
安培力(带详细答案)
磁场与安培力考点一对磁感应强度的理解1、理解磁感应强度的三点注意事项(1)磁感应强度由磁场本身决定，因此不能根据定义式B＝FIL认为B与F成正比，与IL成反比。
(2)测量磁感应强度时小段通电导线必须垂直磁场放入，如果平行磁场放入，则所受安培力为零，但不能说该点的磁感应强度为零。
(3)磁感应强度是矢量，其方向为放入其中的小磁针N极的受力方向，也是自由转动的小磁针静止时N极的指向。
2、磁感应强度B与电场强度E的比较3、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，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。
1、(多选)(2015·全国卷Ⅱ)指南针是我国古代四大发明之一。
关于指南针，下列说法正确的是()A．指南针可以仅具有一个磁极B．指南针能够指向南北，说明地球具有磁场C．指南针的指向会受到附近铁块的干扰D．在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时指南针不偏转2、(2014·全国卷Ⅰ)关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是( )A ．安培力的方向可以不垂直于直导线B ．安培力的方向总是垂直于磁场的方向C ．安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关D ．将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半3、如图所示，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。
ab 、bc 和cd 段的长度均为L ，且Ⅰabc ＝Ⅰbcd ＝135°。
流经导线的电流为I ，方向如图中箭头所示。
判断导线abcd 所受到的磁场的作用力的合力，下列说法正确的是( )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考点二 安培定则的应用与磁场的叠加1、常见磁体的磁感线2、电流的磁场及安培定则安培定则 磁感线 磁场特点直线电流的磁场无磁极、非匀强磁场，且距导线越远磁场越弱 环形电流的磁场 环形电流的两侧分别是N 极和S 极，且离圆环中心越远磁场越弱通电螺线管的磁场与条形磁铁的磁场相似，管内为匀强磁场，管外为非匀强磁场 3、磁场的叠加：磁感应强度为矢量，合成与分解遵循平行四边形定则。
安培力的典型例题
安培力的典型例题1.安培力：通电导线在磁场中受到的作用力叫做安培力．2.安培力的计算公式：F＝BILsinθ（θ是I与B的夹角）；3.安培力公式的适用条件:公式F＝BIL一般适用于匀强磁场中I⊥B的情况，对于非匀强磁场只是近似适用（如对电流元），但对某些特殊情况仍适用．二、左手定则1.内容2.安培力F的方向既与磁场方向垂直，又与通电导线垂直,即F跟BI所在的面垂直．但B与I的方向不一定垂直．3.安培力F、磁感应强度B、电流1三者的关系①已知I,B的方向，可惟一确定F的方向；②已知F、B的方向，且导线的位置确定时，可惟一确定I的方向；③已知F,1的方向时，磁感应强度B的方向不能惟一确定．4.由于B,I,F的方向关系常是在三维的立体空间，所以求解本部分问题时，应具有较好的空间想象力，要善于把立体图画变成易于分析的平面图，即画成俯视图，剖视图，侧视图等．【例1】质量为m的通电细杆ab置于倾角为θ的平行导轨上，导轨宽度为d，杆ab与导轨间的摩擦因数为μ．有电流时aB恰好在导轨上静止，如图所示，如图10—19所示是沿ba 方向观察时的四个平面图，标出了四种不同的匀强磁场方向，其中杆与导轨间摩擦力可能为零的是（）答案：AB2、安培力作用下物体的运动方向的判断（1）电流元法：（2）特殊位置法：（3）等效法：（4）利用结论法：①两电流相互平行时无转动趋势，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥；②两电流不平行时，有转动到相互平行且电流方向相同的趋势．（5）转换研究对象法I1I2填空题2 图3-4-10 【例2】如图所示，电源电动势E ＝2V ，r ＝0.5Ω,竖直导轨电阻可略，金属棒的质量m ＝0.1kg ，R=0.5Ω，它与导体轨道的动摩擦因数μ＝0.4，有效长度为0.2 m,靠在导轨的外面，为使金属棒不下滑，我们施一与纸面夹角为600且与导线垂直向外的磁场，（g=10m/s 2）求：（1)此磁场是斜向上还是斜向下？（2）B 的范围是多少？答案：2.34 T -- 3. 75 T练习题题型分类：一、安培力大小和方向基础考察1.关于通电导线在磁场中所受的安培力，下列说法正确的是 ( )A.安培力的方向就是该处的磁场方向B.安培力的方向一定垂直于磁感线和通电导线所在的平面C.若通电导线所受的安培力为零.则该处的磁感应强度为零D.对给定的通电导线在磁场中某处各种取向中，以导线垂直于磁场时所受的安培力最大2. 一段通电的直导线平行于匀强磁场放入磁场中，如图所示导线上电流由左向右流过．当导线以左端点为轴在竖直平面内转过90０的过程中，导线所受的安培力 （ ）A ．大小不变，方向也不变B ．大小由零渐增大，方向随时改变C ．大小由零渐增大，方向不变D ．大小由最大渐减小到零，方向不变二．有效长度的考察3.如图3-4-10所示，长为L 的导线AB 放在相互平行的金属导轨上，导轨宽度为d ，通过的电流为I ，垂直于纸面的匀强磁场的磁感应强度为B ，则AB所受的磁场力的大小为【 】A ．BILB ．BIdcos θC ．BId/sin θD ．BIdsin θ填空2.如图所示，在垂直纸 面向里的匀强磁场中，有一段弯成直角的金属导线abc ，且ab=bc=L 0，通有电流I ，磁场的磁感应强度为B ，若要使该导线静止不动，在b 点应该施加一个力F 0，则F 0的方向为________；B 的大小为________.三．自由通电导线在磁场中的运动 一、选择题：1. 如图，水平直导线ab 上方和下方各放有一静止的小磁针P 和Q 。
安培力洛伦兹力习题及答案
安培力洛伦兹力习题及答案安培力和洛伦兹力是物理学中重要的概念，它们在电磁学中有着广泛的应用。
下面我们来看一些关于安培力和洛伦兹力的习题及答案。
1. 一个长直导线中有电流I流过，求距离导线r处的安培力大小。
答案：根据安培力的公式F = BIL，其中B是磁感应强度，I是电流，L是导线长度。
由于是长直导线，所以磁感应强度B是常数。
因此，安培力大小与电流和距离成正比，即F ∝ I/r。
2. 一个长直导线中有电流I流过，求距离导线r处的洛伦兹力大小。
答案：洛伦兹力是指电流在磁场中受到的力。
根据洛伦兹力的公式F = BILsinθ，其中B是磁感应强度，I是电流，L是导线长度，θ是电流与磁场方向之间的夹角。
在这个问题中，由于导线是长直导线，所以θ = 90°，即电流与磁场方向垂直。
因此，洛伦兹力大小为F = BIL。
3. 一个长直导线中有电流I流过，求距离导线r处的洛伦兹力方向。
答案：根据洛伦兹力的公式F = BILsinθ，其中B是磁感应强度，I是电流，L是导线长度，θ是电流与磁场方向之间的夹角。
在这个问题中，由于导线是长直导线，所以θ = 90°，即电流与磁场方向垂直。
根据右手定则，当右手的四指指向电流方向，磁场方向垂直于手掌，洛伦兹力的方向指向右手的拇指方向。
4. 一个长直导线中有电流I流过，求距离导线r处的安培力和洛伦兹力的合力大小。
答案：由于安培力和洛伦兹力是同一物理现象的两种描述方式，它们的合力大小就是它们的大小之和。
因此，合力大小为F = BIL + BIL = 2BIL。
5. 一个长直导线中有电流I流过，求距离导线r处的安培力和洛伦兹力的合力方向。
答案：由于安培力和洛伦兹力是同一物理现象的两种描述方式，它们的合力方向就是它们的方向之和。
根据右手定则，安培力的方向垂直于电流方向和磁场方向，洛伦兹力的方向垂直于电流方向和磁场方向。
因此，合力的方向垂直于电流方向、磁场方向和导线的方向。
安培力分类练习附答案)
磁场对通电导线的作用力四类主要题型一．安培力大小和方向基础考察1．关于通电导线所受安培力F的方向，磁场B的方向和电流I的方向之间的关系，下列说法正确的是( ) A．F、B、I三者必须保持相互垂直B．F必须垂直B、I，但B、I可以不相互垂直C．B必须垂直F、I，但F、I可以不相互垂直 D．I必须垂直F、B，但F、B可以不相互垂直2．通电矩形线框abcd与长直通电导线MN在同一平面内，如图所示，ab边与MN平行．关于MN的磁场对线框的作用力，下列说法正确的是( )A．线框有两条边所受的安培力方向相同 B．线框有两条边所受的安培力大小相等C．线框所受的安培力的合力方向向左 D．线框所受的安培力的合力方向向右3．在地球赤道上空，沿东西方向水平放置一根通以由西向东的直线电流，则此导线（）A．受竖直向上的安培力 B．受竖直向下的安培力 C．受由南向北的安培力 D．受由西向东的安培力4.关于通电导线在磁场中所受的安培力，下列说法正确的是 ( )A.安培力的方向就是该处的磁场方向B.安培力的方向一定垂直于磁感线和通电导线所在的平面C.若通电导线所受的安培力为零.则该处的磁感应强度为零D.对给定的通电导线在磁场中某处各种取向中，以导线垂直于磁场时所受的安培力最大5. 一段通电的直导线平行于匀强磁场放入磁场中，如图所示导线上电流由左向右流过．当导线以左端点为轴在竖直平面内转过90０的过程中，导线所受的安培力（）A．大小不变，方向也不变 B．大小由零渐增大，方向随时改变C．大小由零渐增大，方向不变 D．大小由最大渐减小到零，方向不变6．在匀强磁场中，有一段5㎝的导线和磁场垂直，当导线通过的电流是1A时，受磁场的作用力是0.1N，那么磁感应强度B= T；现将导线长度增大为原来的3倍，通过电流减小为原来的一半，那么磁感应强度B= T，导线受到的安培力F= N。
二．有效长度的考察1.如下图，在匀强磁场中放有下列各种形状的通电导线，电流强度为I，磁感应强度为B，求各导线所受到的安培力．F A＝_______ F B＝_______ F C＝_______F D＝_______ F E＝_______2.如图所示，长为L的导线AB放在相互平行的金属导轨上，导轨宽度为d，通过的电流为I，垂直于纸面的匀强磁场的磁感应强度为B，则AB所受的磁场力的大小为（）A．BIL B．BIdcosθ C．BId/sinθ D．BIdsinθ3.如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场中，有一段弯成直角的金属导线abc，且ab=bc=L0，通有电流I，磁场的磁感应强度为B，若要使该导线静止不动，在b点应该施加一个力F0，则F0的方向为________；B的大小为________.三．自由通电导线在磁场中的运动1．如图所示，长直导线通电为I1，通过通以电流I2环的中心且垂直环平面，当通以图示方向的电流I1、I2时，环所受安培力( )A．沿半径方向向里B．沿半径方向向外C．等于零D．水平向左 E.水平向右2．如图所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线A，A与螺线管垂直，A导线中的电流方向垂直纸面向里，开关S闭合，A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是( )A．水平向左B．水平向右C．竖直向下D．竖直向上3．如图所示，把一重力不计可自由运动的通电直导线AB水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，当通以图示方向的电流时，导线的运动情况是(从上往下看)( )A．顺时针方向转动，同时下降 B．顺时针方向转动，同时上升C．逆时针方向转动，同时下降 D．逆时针方向转动，同时上升4．把轻质导线圈用细线挂在磁铁N 极附近，磁铁的轴线穿过线圈中心，且在线圈平面内。
安培力综合练习题___经典_(含答案)之欧阳地创编
安培力综合练习题___经典_(含答案)时间：2021.03.04 创作：欧阳地安培力作用下导体的运动例1．两个相同的轻质铝环能在一个光滑的绝缘圆柱体上自由移动，设大小不同的电流按如图355所示的方向通入两铝环，则两环的运动情况是 ( )A ．都绕圆柱体转动B ．彼此相向运动，且具有大小相等的加速度C ．彼此相向运动，电流大的加速度大D ．彼此背向运动，电流大的加速度大答案B安培力作用下导体的平衡例2．如图所示，用两根轻细金属丝将质量为m 、长为l 的金属棒ab 悬挂在c 、d 两处，置于匀强磁场内．当棒中通以从a 到b 的电流I 后，两悬线偏离竖直方向θ角而处于平衡状态．为了使棒平衡在该位置上，所需的磁场的最小磁感应强度的大小、方向为( )A.mgIl tan θ，竖直向上 B.mgIl tan θ，竖直向下 C.mgIlsin θ，平行悬线向下D.mgIl sin θ，平行悬线向上答案D安培力和牛顿第二定律的结合例3．澳大利亚国立大学制成了能把2.2g 的弹体(包括金属杆EF 的质量)加速到10km/s 的电磁炮(常规炮弹的速度约为2 km/s)．如图357所示，若轨道宽为2m ，长为100m ，通过的电流为10A ，试求轨道间所加匀强磁场的磁感应强度 (轨道摩擦不计)答案55T练习题组一安培力作用下导体的运动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相接触，并使它组成如图所示的电路图．当开关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．弹簧仍静止不动答案C2．通有电流的导线L1、L2处在同一平面(纸面)内，L1是固定的，L2可绕垂直纸面的固定转轴O转动(O为L2的中心)，各自的电流方向如图359所示．下列哪种情况将会发生( )A．因L2不受磁场力的作用，故L2不动B．因L2上、下两部分所受的磁场力平衡，故L2不动C．L2绕轴O按顺时针方向转动D．L2绕轴O按逆时针方向转动答案D3.一直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方，如图3510所示，如果直导线可以自由地运动且通以方向为由a到b的电流，则导线ab受磁场力方向后的运动情况为( )A．从上向下看顺时针转动并靠近螺线管B．从上向下看顺时针转动并远离螺线管C．从上向下看逆时针转动并远离螺线管D．从上向下看逆时针转动并靠近螺线管答案D4．一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，当两线圈通以如图所示的电流时，从左向右看，则线圈L1将( )A．不动B．顺时针转动C．逆时针转动D．向纸面内平动答案B题组二通电导线在磁场中的平衡5．如图3512所示条形磁铁放在水平面上，在它的上方偏右处有一根固定的垂直纸面的直导线，当直导线中通以图示方向的电流时，磁铁仍保持静止．下列结论正确的是( )A．磁铁对水平面的压力减小B．磁铁对水平面的压力增大C．磁铁对水平面施加向左的静摩擦力D．磁铁所受的合外力增加答案BC6．质量为m的通电细杆ab置于倾角为θ的导轨上，导轨的宽度为d，杆ab与导轨间的动摩擦因数为μ.有电流时，ab恰好在导轨上静止，如图3513所示．图中的四个侧视图中，标出了四种可能的匀强磁场方向，其中杆ab与导轨之间的摩擦力可能为零的图是( )答案AB7．如图3514所示，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ，如果仅改变下列某一个条件，θ角的相应变化情况是( )A．棒中的电流变大，θ角变大B．两悬线等长变短，θ角变小C.金属棒质量变大，θ角变大D．磁感应强度变大，θ角变小答案A8．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2×10－2kg的砝码，才能使天平重新平衡．求磁场对bc边作用力的大小．若已知矩形线圈共10匝，通入的电流I ＝0.1A，bc边长度为10cm，求该磁场的磁感应强度．(g取10m/s2)答案0.1N1T9．如图所示，在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4m，质量为6×10－2kg的通电直导线，电流I＝1A，方向垂直纸面向外，导线用平行于斜面的轻绳拴住不动，整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4T，方向竖直向上的磁场中，设t＝0，B＝0，则需要多长时间斜面对导线的支持力为零？(g取10m/s2)答案5s10．如图所示，两平行金属导轨间的距离L＝0.40m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ＝37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B＝0.5T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场．金属导轨的一端接有电动势E＝4.5V、内阻r＝0.50Ω的直流电源．现把一个质量m＝0.040kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止．导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0＝2.5Ω，金属导轨电阻不计，g取10m/s2.已知sin37°＝0.60，cos37°＝0.80，求：(1)通过导体棒的电流；(2)导体棒受到的安培力大小；(3)导体棒受到的摩擦力大小．答案(1)1.5A (2)0.30N (3)0.06N11．如图3518所示，水平放置的两导轨P、Q间的距离L＝0.5m，垂直于导轨平面的竖直向上的匀强磁场的磁感应强度B＝2T，垂直于导轨放置的ab棒的质量m＝1kg，系在ab棒中点的水平绳跨过定滑轮与重量G ＝3N的物块相连．已知ab棒与导轨间的动摩擦因数μ＝0.2，电源的电动势E＝10V、内阻r＝0.1Ω，导轨的电阻及ab棒的电阻均不计．要想ab棒处于静止状态，R应在哪个范围内取值？(g取10m/s2)答案1．9Ω≤R≤9.9Ω.题组三安培力与牛顿运动定律的综合应用12．如图3519所示，在同一水平面的两导轨相互平行，并处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为0.2T，一根质量为0.6kg，有效长度为2m的金属棒放在导轨上，当金属棒中的电流为5A时，金属棒做匀速直线运动；当金属棒中的电流突然增大为8A时，求金属棒能获得的加速度的大小．答案2m/s213．据报道，最近已研制出一种可投入使用的电磁轨道炮，其原理如图3520所示．炮弹(可视为长方形导体)置于两固定的平行导轨之间，并与轨道壁密接．开始时炮弹在导轨的一端，通以电流后炮弹会被磁力加速，最后从位于导轨另一端的出口高速射出．设两导轨之间的距离L＝0.10m，导轨长x＝5.0m，炮弹质量m＝0.30kg.导轨上的电流I的方向如图中箭头所示．可以认为，炮弹在轨道内运动时，它所在处磁场的磁感应强度始终为B＝2.0T，方向垂直于纸面向里．若炮弹出口速度为v＝2.0×103m/s，求通过导轨的电流I.忽略摩擦力与重力的影响．答案4时间：2021.03.04 创作：欧阳地。
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第16讲 安培力❖ 基本知识1．左手平展，使大拇指与其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内。
把左手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心（手心对准N 极，手背对准S 极，四指指向电流方向（既正电荷运动的方向），则拇指的方向就是导体受力方向。
2．电流元分析法：把整段电流等分为很多段直线电流元，先用左手定则判断出小段电流元受到的安培力的方向，再判断整段电流所受的安培力的合力方向，从而确定导体的运动方向。
3．特殊位置分析法：把通电导线转到一个便于分析的特殊位置后判断其安培力方向，从而确定运动方向。
4．等效分析法：环形电流可以等效为小磁针；通电螺线管可以等效为多个环形电流或条形磁铁。
5．推论分析法：两通电导线平行时，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥；通电导线不相互平行时，有转到相互平行且方向相同的趋势。
❖ 基础题1、画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向。
2、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( ) A ．0 B ．0.5BIL C ．BIL D ．2BIL3、如图所示，匀强磁场中有一通以方向如图的稳恒电流的矩形线圈abcd ，可绕其中心轴OO′转动，则在转动过程中( )A ．ad 和bc 两边始终无磁场力作用B ．cd 、ba 两边受到的磁场力的大小和方向在转动过程中不断变化C ．线框受的磁场力在转动过程中合力始终不为零D ．ab 、cd 两边受到的磁场力的大小和方向在转动过程中始终不变4、设电流计中的磁场为均匀辐向分布的磁场如图甲所示，图(乙)中abcd 表示的是电流计中的通电线圈.ab=cd=1cm ，ad=bc=0.9cm,共有50匝，线圈两边所在位置的磁感应强度为0.5 T 。
已知线圈每偏转1°，弹簧产生的阻碍线圈偏转的力矩为2.5×10-8N·m。
求： (1) 当线圈中通有0.6 mA 的电流时，线圈偏转的角度； (2) 当线圈转过90°时，该电流表中通过的电流。
5、如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，放置一根长为L ，质量为m ，通过电流为I 的导线，若使导线静止，应该在斜面上施加匀强磁场B 的大小和方向为( )A ．ILmg B αsin =，方向垂直于斜面向下 B ．IL mg B αsin =，方向垂直于斜面向上C ．ILmg B αtan =，方向竖直向下D．ILmgBαsin=，方向水平向右6、在等边三角形的三个顶点a、b、c处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图．过c点的导线所受安培力的方向( )A．与ab边平行，竖直向上B．与ab边平行，竖直向下C ．与ab边垂直，指向左边D．与ab边垂直，指向右边7、如图所示，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．求导线abcd所受到的磁场的作用力的合力的大小和方向。
8、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与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向里的电流，则( )A．磁铁对桌面压力增加且不受桌面的摩擦力作用B．磁铁对桌面压力增加且受到桌面的摩擦力作用C．磁铁对桌面压力减小且不受桌面的摩擦力作用D．磁铁对桌面压力减小且受到桌面的摩擦力作用9、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，且两个线圈圆心重合，当两线圈通入如图所示的电流时，从左向右看线圈L1将( )A．不动B ．逆时针转动C．顺时针转动D．向纸面外运动10、如图所示，两根互相绝缘、垂直放置的直导线ab 和cd，分别通有方向如图的电流，若通电导线ab固定不动，导线cd能自由运动，则它的运动情况是( )A．顺时针转动，同时靠近导线abB．顺时针转动，同时远离导线abC．逆时针转动，同时靠近导线abD．逆时针转动，同时远离导线ab11、如图所示,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,导线可以自由移动,当导线通过图示方向电流I时,导线的运动情况是(从上往下看)( )A．顺时针方向转动，同时下降B ．顺时针方向转动，同时上升C．逆时针方向转动，同时下降D．逆时针方向转动，同时上升12、质量为m、长度为L的导体棒MN静止在水平导轨上，通过MN的电流为I，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与导轨平面成θ角斜向下，如图所示，求MN棒受到的支持力和摩擦力．13、如图所示，在同一水平面上的两根导轨相互平行，并处在竖直向上的匀强磁场中，一根质量为3.6 kg，有效长度为2 m的金属棒放在导轨上．当金属棒中的电流为5 A时，金属棒做匀速直线运动；当金属棒中的电流增加到8 A时，金属棒的加速度为2 m/s2，求磁场的磁感应强度的大小．14、如图所示，在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4 m．质量为6×10－2kg的通电直导线，电流I＝1 A，方向垂直纸面向外，导线用平行于斜面的轻绳拴住不动，整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4 T，方向竖直向上的磁场中，设t＝0，B＝0，则需要多长时间斜面对导线的支持力为零？(g取10 m/s2)参考答案1、略2、C3、D4、(1)54°(2)1.0×10-3 A5、AC6、C7、方向沿纸面向上，大小为ILB)12( 8、A 9、C 10、C 11、C 12、MN棒受到的支持力的大小为Fsinθ；方向为：水平向左．摩擦力的大小为mg+Fcosθ，方向为：竖直向上． 13、1.2T 14、10s❖附加题1、如图所示，PQ和MN为水平、平行放置的金属导轨，相距1 m，导体棒ab跨放在导轨上，导体棒的质量m＝0.2 kg，导体棒的中点用细绳经滑轮与物体相连，物体质量M＝0.3 kg，导体棒与导轨间的动摩擦因数μ＝0.5.匀强磁场的磁感应强度B＝2 T，方向竖直向下，为了使物体匀速上升，应在导体棒中通入多大的电流？方向如何？2、如图甲所示，在水平地面上固定一对与水平面倾角为α的光滑平行导电轨道，轨道间的距离为l，两轨道底端的连线与轨道垂直，顶端接有电源。
将一根质量为m的直导体棒ab放在两轨道上，且与两轨道垂直。
已知轨道和导体棒的电阻及电源的内电阻均不能忽略，通过导体棒的恒定电流大小为I，方向由a到b，图乙为图甲沿a→b方向观察的平面图。
若重力加速度为g，在轨道所在空间加一竖直向上的匀强磁场，使导体棒在轨道上保持静止。
（1）请在图乙所示的平面图中画出导体棒受力的示意图；（2）求出磁场对导体棒的安培力的大小；（3）如果改变导轨所在空间的磁场方向，试确定使导体棒在轨道上保持静止的匀强磁场磁感应强度B的最小值的大小和方向。
3、如图所示，宽为L的金属框架和水平面夹角为α，并处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于框架平面．导体棒ab的质量为m，长度为d，置于金属框架上时将向下匀加速滑动，导体棒与框架之间的最大静摩擦力为f．为使导体棒静止在框架上，将电动势为E，内阻不计的电源接入电路，若框架与导体棒的电阻不计，求需要接入的滑动变阻器R的阻值范围．4、如图，质量为m、长度为L的均质金属棒，通过两根轻质细金属丝悬挂在绝缘支架PQ上，金属丝和已充电的电容器和开关S相连，电容器电容为C，电压为U，整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中，先接通S，当电容器在极短时间内放电结束时，断开S，则此后金属棒能摆起的最大高度为多少？5、在倾角为α的光滑斜面上置一通有电流I，长为L、质量为m的导体棒，如图所示。
（1）欲使棒静止在斜面上，外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值和方向；（2）欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力，外加匀强磁场的磁感应强度的大小和方向；（3）若使棒静止在斜面上且要求B垂直于L,可加外磁场的方向范围。
6、据报道，最近已研制出一种可以投入使用的电磁轨道炮，其原理如图所示。
炮弹（可视为长方形导体）置于两固定的平行导轨之间，并与轨道壁密接。
开始时炮弹在轨道的一端，通以电流后炮弹会被磁力加速，最后从位于导轨另一端的出口高速射出。
设两导轨之间的距离d＝0.10 m，导轨长L＝5.0 m，炮弹质量m＝0.30 kg。
导轨上的电流I的方向如图中箭头所示。
可认为，炮弹在轨道内运动时，它所在处磁场的磁感应强度始终为B ＝2.0 T，方向垂直于纸面向里。
若炮弹出口速度为v ＝2.0×103m/s，求通过导轨的电流I。
忽略摩擦力与重力的影响。
（用牛顿第二定律和运动定理两种方法解）7、音圈电机是一种应用于硬盘、光驱等系统的特殊电动机。
题图是某音圈电机的原理示意图，它由一对正对的磁极和一个正方形刚性线圈构成，线圈边长为L，匝数为n，磁极正对区域内的磁感应强度方向垂直于线圈平面竖直向下，大小为B，区域外的磁场忽略不计。
线圈左边始终在磁场外，右边始终在磁场内，前后两边在磁场内的长度始终相等。
某时刻线圈中电流从P流向Q，大小为I．（1）求此时线圈所受安培力的大小和方向。
（2）若此时线圈水平向右运动的速度大小为v，求安培力的功率．8、如图所示，将长为50cm，质量为100g的均匀金属棒ab的两端用两只相同的弹簧悬挂成水平状态，位于垂直纸面向里的匀强磁场中，当金属棒中通以0.4A的电流时，弹簧恰好不伸长，求：（1）匀强磁场的磁感应强度是多大?（2）当金属棒通过0.2A由a到b的电流时，弹簧伸长1cm，如果电流方向由b到a而大小不变，弹簧伸长又是多少? 9、载流长直导线周围磁场的磁感应强度大小为B=kI/r，式中常量k＞0，I为电流强度，r为距导线的距离．在水平长直导线MN正下方，矩形线圈abcd通以逆时针方向的恒定电流i，被两根轻质绝缘细线静止地悬挂，如图所示．开始时MN内不通电流，此时两细线内的张力均为T0．当MN通以强度为I1的电流时，两细线内的张力均减小为T1，当MN内电流强度变为I2时，两细线内的张力均大于T0．（1）分别指出强度为I1、I2的电流的方向（2）求MN分别通以强度为I1、I2的电流时，线框受到的安培力F1与F2大小之比（3）当MN内的电流强度为I3时两细线恰好断裂，在此瞬间线圈的加速度大小为a，试求I3．参考答案1、2 A ，方向a →b2、（1）（2）F=mg tan α（3）所以最小磁感应强度B min =Il F min =Ilmg αsin ，方向为垂直轨道平面斜向上。
3、fmg BEL R f mg BEL -≤≤+ααsin sin 4、gm U C L B h 222222= 5、（1）IL mg αsin ，方向垂直于斜面向上；（2）ILmg，方向水平向左；（3）α＜θ≤π6、I ＝6×105A 7、（1）安培力的大小：nlBL 方向：水平向右（2）安培力的功率：nlBLv 8、（1）0.5T ；（2）劲度系数k=2.5N/m ，弹簧伸长0.03m 9、（1）I 1方向向左，I 2方向向右．（2）线框受到的安培力F 1与F 2大小之比为I 1：I 2，（3）电流I 3的大小为11003)()(I gT T T g a I --=（方向向右）．。