磁场对通电导线的作用习题
通电导线在磁场中受到的力练习题及答案解析
通电导线在磁场中受到的力练习题及答案解析 SANY标准化小组 #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#1．关于磁场对通电直导线的作用力(安培力)，下列说法正确的是( )A．通电直导线在磁场中一定受到安培力的作用B．通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟磁场的方向垂直C．通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟电流的方向垂直D．通电直导线在磁场中所受安培力的方向垂直于由B和I所确定的平面答案：BCD2．(2009年高考海南卷)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3－4－18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( )图3－4－18解析：选D.由左手定则判断可知D正确．3．要想提高磁电式电流表的灵敏度，可采用的办法有( )A．增加线圈匝数B．增加永久性磁铁的磁感应强度C．换用弹性较强的游丝，增大反抗力矩D．增加线圈面积解析：选ABD.当给电流表通入电流I时，通电线圈就在安培力的作用下转动，同时螺旋弹簧即游丝变形，反抗线圈的转动．研究表明电流表灵敏度将随着线圈匝数N、线圈面积S及磁感应强度B的增大而提高，随着螺旋弹簧弹性强弱的增大而降低．故应选A、B、D. 4.图3－4－19直导线AB与圆线圈的平面垂直且隔有一小段距离，直导线固定，线圈可以自由运动．当通过如图3－4－19所示的电流时(同时通电)，从左向右看，线圈将( )A．顺时针转动，同时靠近直导线ABB．顺时针转动，同时离开直导线ABC．逆时针转动，同时靠近直导线ABD．不动解析：选C.通电圆环等效为磁针，上方为N极，直导线AB中的电流在圆环处产生的磁场方向垂直纸面向里，由此可知C正确．5．(2011年厦门一中高二检测)如图3－4－20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 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．图3－4－20解析：棒匀速动动，有：BI1l＝μmg①棒匀加速运动时，有：BI2l－μmg＝ma②联立①、②解得B＝ma?I2－I1?l＝ T.答案： T一、选择题1．关于通电导线所受安培力F的方向、磁感应强度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可以不相互垂直解析：选B.安培力F总是与磁感应强度B和电流I决定的平面垂直，但B与I(即导线)可以垂直，也可以不垂直．如果通电导线受安培力时，力F与磁场及力F与导线都是垂直的，故A、C、D均错，B正确．2．(2011年扬州模拟)在赤道上空，水平放置一根通以由西向东的电流的直导线，则此导线( )A．受到竖直向上的安培力B．受到竖直向下的安培力C．受到由南向北的安培力D．受到由西向东的安培力解析：选A.赤道上空的地磁场方向是由南向北的，电流方向由西向东，由左手定则判断出导线受到的安培力的方向是竖直向上的，答案A正确．3.图3－4－21通电矩形线框abcd与长直通电导线MN在同一平面内，如图3－4－21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解析：选BD.由安培定则可知导线MN在线框处所产生的磁场方向垂直于纸面向外，再由左手定则判断出bc边和ad边所受安培力大小相等，方向相反．ab边受到向右的安培力F ab，cd边受到向左的安培力F cd.因ab所处的磁场强，cd所处的磁场弱，故F ab＞F cd，线框所受合力方向向右．4.图3－4－22(2009年高考全国卷Ⅰ)如图3－4－22，一段导线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(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解析：选 A.该导线可以用a和d之间的直导线长为(2＋1)L来等效代替，根据F＝BIL，可知大小为(2＋1)BIL，方向根据左手定则可得出．选项A正确．5.图3－4－23用两根细线把两个完全相同的圆形导线环悬挂起来，让两者等高平行放置，如图3－4－23所示．当两导线环中通入方向相同的电流I1、I2时，则有( )A．两导线环相互吸引B．两导线环相互排斥C．两导线环无相互作用力D．两导线环先吸引后排斥解析：选A.通电的导线环周围能够产生磁场，磁场的基本性质是对放入其中的磁体或电流产生力的作用．由于导线环中通入的电流方向相同，两者同位置处的电流方向完全相同，相当于通入同向电流的直导线，据同向电流相互吸引的规律，判知两导线环应相互吸引，故A正确．6.图3－4－24(2011年苏州高二检测)如图3－4－24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．竖直向上解析：选D.先用安培定则判断螺线管的磁场方向，在A点导线处的磁场方向是水平向左的；再用左手定则判断出导线A受到的安培力竖直向上．故选D.7.图3－4－25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3－4－25所示．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，指向右边解析：选C.根据直线电流相互作用的规律可知a与c相互吸引，b与c也相互吸引，所以导线c所受的合力方向一定指向左边且与ab边垂直，故C选项正确．8.图3－4－26(2011年长沙市第一中学高二阶段性考试)如图3－4－26所示，放在台秤上的条形磁铁两极未知，为了探明磁铁的极性，在它中央的正上方固定一导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，则( )A．如果台秤的示数增大，说明磁铁左端是北极B．如果台秤的示数增大，说明磁铁右端是北极C．无论如何台秤的示数都不可能变化D．以上说法都不正确解析：选A.如果台秤的示数增大，说明导线对磁铁的作用力竖直向下，由牛顿第三定律知，磁铁对导线的作用力竖直向上，根据左手定则可判断，导线所在处磁场方向水平向右，由磁铁周围磁场分布规律可知，磁铁的左端为北极，A正确，B、C、D错误．9.图3－4－27如图3－4－28所示，在倾角为α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，在导体棒中的电流I垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，下列外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向正确的是( )A．B＝mg sinαIL，方向垂直斜面向上B．B＝mg sinαIL，方向垂直斜面向下C．B＝mg cosαIL，方向垂直斜面向下D．B＝mg cosαIL，方向垂直斜面向上解析：选A.由左手定则可知，若要使安培力和物体受到的重力和支持力平衡，磁场的方向应垂直于斜面向上，由平衡条件列方程得： mg sin α＝ILB ，解得B ＝mg sin αIL，故选A.二、计算题10．如图3－4－28所示，在倾角为37°图3－4－28的光滑斜面上有一根长为 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 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/s 2) 解析：支持力为0时导线的受力如图所示， 由平衡条件得：F 安＝mgtan37°＝错误! N＝ N由F 安＝BIL 得B ＝F 安IL＝错误!T ＝2 T由B ＝得t ＝错误!＝错误!s ＝5 s.答案：5 s 11.图3－4－29(2011年洛阳市高二检测)如图3－4－29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 ＝ kg ，导体棒的中点用细绳经滑轮与物体相连，物体质量M ＝ kg ，导体棒与导轨间的动摩擦因数μ＝.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解析：为了使物体匀速上升，导体棒所受安培力方向应向左，由左手定则可知，导体棒中的电流方向应为a →b .由平衡条件得：BIL ＝Mg ＋μmg解得：I ＝Mg ＋μmgBL＝2 A答案：2 A 方向a →b12．如图3－4－30所示，两平行光滑导轨相距为L图3－4－30＝20 cm，金属棒MN的质量为m＝10 g，电阻R＝8 Ω，匀强磁场的磁感应强度B＝ T，方向竖直向下，电源电动势E＝10 V，内阻r＝1 Ω，当开关S闭合时，MN恰好平衡，求变阻器R1的取值为多少设θ＝45°，g取10 m/s2.解析：MN受力分析如图所示，因MN平衡，所以有mg sin θ＝BIL cos θ①由闭合电路欧姆定律得I＝ER＋R1＋r②由①②并代入数据得：R1＝7 Ω.答案：7 Ω。
2021新教材人教版高中物理选择性必修第二册对应练习--1-1 磁场对通电导线的作用力
第一章安培力与洛伦兹力1 磁场对通电导线的作用力基础过关练题组一安培力的方向1.(2020河北承德一中高三月考)如图,一段半圆形粗铜线固定在绝缘水平桌面上,铜线所在空间有一匀强磁场,磁场方向竖直向下。
当铜线中通有顺时针方向的电流时,铜线所受安培力的方向( )A.向前B.向后C.向左D.向右2.如图所示,A为一个水平旋转的橡胶圆盘,带有大量均匀分布的负电荷,在圆盘正上方水平放置一根通电直导线,电流方向如图所示。
当圆盘绕中心轴OO'高速顺时针转动时(从上向下看),通电直导线所受安培力的方向是( )A.竖直向上B.竖直向下C.水平向里D.水平向外3.(2020山东青岛二中高二期中)如图,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。
闭合开关S,A受到通电螺线管产生的磁场的作用力的方向是( )A.竖直向上B.竖直向下C.水平向右D.水平向左4.(2020浙江宁波效实中学高二上期中)如图所示为两根互相平行的通电直导线a、b的横截面图,a、b中的电流方向已在图中标出,那么导线a中的电流产生的磁场的磁感线环绕方向及导线b所受的安培力的方向分别是(深度解析)A.顺时针方向向右B.顺时针方向向左C.逆时针方向向左D.逆时针方向向右题组二安培力的大小5.如图所示,通电直导线置于匀强磁场中,导线与磁场方向垂直。
若仅将导线中的电流增大为原来的4倍,则导线受到安培力的大小将( )A.增大为原来的2倍B.增大为原来的4倍C.减小为原来的14D.减小为原来的126.如图所示,通电导线MN置于垂直于纸面向里的匀强磁场中,其中的电流保持不变。
当它在纸面内从a位置绕其一端M转至b位置时,通电导线所受安培力的大小变化情况是( )A.变小B.变大C.不变D.不能确定7.如图所示,水平导轨接有电源,导轨上固定有三根导体棒a、b、c,其中c最长,b 最短,c为一直径与b等长的半圆,将装置置于向下的匀强磁场中。
高中物理(新人教版)选择性必修二课后习题：磁场对通电导线的作用力(课后习题)【含答案及解析】
第一章安培力与洛伦兹力磁场对通电导线的作用力课后篇素养形成必备知识基础练1.把一小段通电直导线放入磁场中,导线受到安培力的作用,关于安培力的方向,下列说法正确的是()A.安培力的方向一定跟磁感应强度的方向相同B.安培力的方向一定跟磁感应强度的方向垂直,但不一定跟电流方向垂直C.安培力的方向一定跟电流方向垂直,但不一定跟磁感应强度的方向垂直D.安培力的方向既跟磁感应强度的方向垂直,又跟电流方向垂直,又垂直于电流的方向,即垂直于磁场与电流所决定的平面,但电流方向与磁场方向不一定垂直。
2.(多选)把通有电流I、长度为l的直导线放在磁感应强度为B的匀强磁场中,下列关于安培力大小的说法正确的是()A.可能为0B.一定为IlBC.可能小于IlBD.可能大于IlB,导线受到的安培力为0,A正确;当导线与磁场方向垂直时,导线受到的安培力最大,为IlB,C正确,B、D错误。
3.如图所示,MN中电流为I,与CD夹角为θ,导轨垂直于磁场放置,磁感应强度为B,AK与CD相距为d,则MN所受安培力大小()A.F=IdBB.F=IdB sin θD.F=IdB cos θC.F=IdBsinθ,θ角仅是导轨与金属杆MN间的夹角,不是电流与磁场的夹角。
4.(多选)如图所示,纸面内的金属圆环中通有电流I,圆环圆心为O、半径为R,P、Q为圆环上两点,且OP垂直于OQ,磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直于纸面向里,则()A.整个圆环受到的安培力大小为2πIRBB.整个圆环受到的安培力大小为0C.圆弧PQ受到的安培力大小为IRBD.圆弧PQ受到的安培力大小为√2IRB,整个圆环关于圆心对称的两部分受到的安培力等大反向,受到的合力为0,选项A错误,B正确;圆弧PQ受到的安培力大小等于直线段PQ受到的安培力大小,为√2IRB,选项C错误,D正确。
5.一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,描述导线状态的图示中正确的是()选项中电流方向与磁场平行,导线不受安培力,A错误;B选项中,安培力垂直于纸面向里,看不到导线弯曲,B错误;C、D选项中安培力方向向右,导线向右弯曲,C错误,D正确。
通电导线在磁场中受到的力知识点及经典习题
通电导线在磁场中受到的力知识点及经典习题通电导线在磁场中受到的力1.安培力（1）磁场对电流的作用力叫做安培力。
左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都和手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流的方向，那么，大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。
（2）大小计算：当L∥B时，F=0当L⊥B时，F=BIL（安培力最大）①L是有效长度：弯曲导线的有效长度等于两端点所连直线的长度；相应的电流方向，沿L 由始端流向未端．因为任意形状的闭合线圈，其有效长度L＝0，所以通电后在匀强磁场中，受到的安培力的矢量和一定为零．②公式的适用条件：一般只适用于匀强磁场．若B不是匀强磁场，则L应足够短以至可将L所在处的磁场视为匀强磁场．（3）安培力的方向：方向判定：左手定则。
安培力的方向一定垂直于B和I，即总是垂直于B、I所决定的平面。
（注意：B和I间可以有任意夹角）2.右手螺旋定则（安培定则）与左手定则的区别右手螺旋定则（安培定则）左手定则作用判断电流的磁场方向判断电流在磁场中的受力方向内容具体情况直线电流环形电流或通电螺线管电流在磁场中原因大拇指指向电流的方向四根手指弯曲方向指向电流的环绕方向磁感线穿过手掌心四指指向电流方向结果四根手指弯曲方向表示磁感线的方向大拇指指向轴线上的磁感线方向大拇指指向电流受到的磁场力的方向习题：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 ．受到竖直向上的安培力B ．受到竖直向下的安培力C ．受到由南向北的安培力D ．受到由西向东的安培力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.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 ．BILB ．BIdcos θC ．BId/sin θD ．BIdsin θ7.如图所示，一个闭合线圈套在条形磁铁靠近N 极的一端，当线圈内通以图示方向的电流I 时，下列说法中正确的是()①线圈圆面将有被拉大的倾向③线圈将向S 极一端平移②线圈圆面将有被压小的倾向④线圈将向N 极一端平移A ．①③B ．①④C ．②③D ．②④ 8.如图，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，导线可以自由转动，当导线通入图示方向电流时，从上往下看，导线的运动情况是( )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9.两条通电的直导线互相垂直，但两导线相隔一小段距离，其中导线AB 是固定的，另一条CD 能自由转动．通以图示方向的直流电后，CD 导线将( )A ．逆时针方向转动，同时靠近导线ABB ．顺时针方向转动，同时靠近导线ABC ．逆时针方向转动，同时远离导线ABD ．顺时针方向转动，同时远离导线AB10.如图所示，长直导线通电为I 1，通过通以电流I 2环的中心且垂直环平面，当通以图示方向的电流I 1、I 2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 11.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12.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。
1.1磁场对通电导线的作用力 同步练习—高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第二册
1.1磁场对通电导线的作用力同步练习一、单选题1．关于磁感应强度的定义式B＝FIL，下列说法正确的是（）A．电流元IL在磁场中受力为F，则磁感应强度B一定等于F ILB．磁感应强度的大小与IL成反比，与F成正比C．磁感应强度就是电流元IL所受的磁场力F与IL的比值D．磁感应强度的大小是由磁场本身决定的，与检验电流元无关2．关于磁感应强度B、电流I、导线长度L和电流所受磁场力F的关系，下面的说法中正确的是（）A．在B=0的地方，F一定等于零B．在F=0的地方，B一定等于零C．若B=1 T，I=1 A，L=1 m，则F一定等于1 ND．若L=1 m，I=1 A，F=1 N，则B一定等于1 T3．磁场对通电导线的作用力称为安培力，下列通电直导线所受安培力方向正确的是（）A．B．C．D．4．如图所示，a、b、c是水平固定在正三角形三个顶点的三条长直导线，三根导线均通有大小相等、方向相同的恒定电流，则导线a所受安培力的情况是（）A．导线a所受安培力的大小为零B．导线a所受安培力的方向竖直向上C．撤掉导线c后，导线a所受安培力的方向不变D．撤掉导线c后，导线a所受安培力变小5．两根电流大小相同的通电直导线A和B用相同的丝线悬挂在水平天花板上，导线A的电流方向向里如图所示。
在空间中加竖直方向的磁场可以使两根丝线与天花板垂直，则B 的电流方向和所加的磁场方向分别为（）A．向里竖直向上B ．向里 竖直向下C ．向外 竖直向上D ．向外 竖直向下6．通电直导线A 、B 与圆形通电导线环放在同一粗糙绝缘水平面上，O 为导线环圆心，导线A 、B 与导线环直径CD 平行且到CD 距离相等，当它们通有如图所示的电流后，均仍处于静止状态，则（ ）A ．O 点磁感应强度为0B ．导线环受到向右的摩擦力C ．导线A 受到的摩擦力一定向右D ．导线B 受到的摩擦力一定向右7．如图所示，水平面上的U 形导轨NMPQ 处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B ，方向与水平面夹角为θ，垂直于ab 且指向右斜上方。
磁场对电流的作用练习
磁场对电流的作用练习1． 画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向2.关于磁电式电流表内的磁铁和铁芯间的矩形线圈与该磁场的关系，下列说法中正确的有 ( ) A.通电线圈旋转的角度不同，它所在位置的磁感应强度大小也不同 B.不管通电线圈转到什么位置，它所在位置的磁感应强度大小都相等 C.通电线圈旋转的角度不同，它的平面与磁感线的夹角也不同D.不管通电线圈转到什么位置，它的平面都与磁感线相平行3．正在通电的条形电磁铁的铁心突然断成两截，则两截铁心将（ ） A ． 互相吸引 B ．互相排斥C ．不发生相互作用D ．无法判断4． 如图，一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时，磁针的S 极向纸内偏转，这一束带电粒子可能是 （ ）A ． 向右飞行的正离子B ． 向左飞行的正离子C ． 向右飞行的负离子D. 向左飞行的负离子5． 如图所示，两根平行放置的长直导线a 和b 载有大小相同方向相反的电流，a 受到的磁场力大小为F 1，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a 受到的磁场力大小变为F 2，则此时b 受到的磁场力大小变为 （ ）A. F 2B. 21F F -C. 21F F +D. 212F F -6． 如图所示，匀强磁场中有一通以方向如图的稳定电流的矩形线abcd ，可绕其中心轴 转动，则在转动过程中 （ ） A ．ab 和cd 两边始终无磁场力作用。
B ．ab 和cd 两边所受磁场力大小和方向在转动过程中不断变化。
C ．线圈在磁场力作用下转动过程中合力始终不为零。
D ．ab 、cd 两边受到和磁场力的大小和方向在转动过程中始终保持不变。
7． 如图，当左边的线圈通以逆时针电流I 时，天平恰好平衡，此时天平右边的砝码为m ，若改为顺时针方向的电流且大小不变，则需在天平右边增加△m 的砝码，通电线圈受到磁场力大小为（ ）A ．△mg/2B ．（m+△m ）gC ． △mgD ．（m+△m ）g/28．通电矩形线圈平面垂直于匀强磁场的磁感线，则有 （ ） A 线圈所受安培力的合力为零 B ．线圈所受安培力以任一边为轴的力矩为零C ．线圈所受安培力以任一对角线为轴的力矩不为零D ．线圈所受安培力必定使其四边有向外扩展形变的效果9.磁电式电流表中通以相同电流时，指针偏转角度越大，表示电流表灵敏度越高，若其余条件都相同，则灵敏度高的电流表具有 ( )A.比较小的通电线圈的横截面积B.比较“硬”的两个螺旋弹簧C.比较少的通电线圈匝数D.比较强的辐向分布的磁场10． 通电矩形导线框abcd 与无限长通电直导线MN 在同一平面内，电流方向如图所示，ab 边与MN 平行。
1.1磁场对通电导线的作用力
【变式2】如图，长为2l的直导线拆成边长相等，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.2BIl
三、磁电式电流表
1.结构：电流表是测定电流强弱
5. 灵敏度
可以通过增加线圈的匝数、增大磁铁的磁感应强度、增大线圈的面积 等方法提高灵敏度。
【课堂检测】
1.判断正误：
(1)当通电直导线垂直于磁感应强度方向时，安培力的方向
和磁感应强度方向相同。(
)
(2)已知磁场方向和电流方向判定安培力的方向用左手，若
已知磁场方向和安培力的方向，判定电流的方向用右手。
甲 电流表结构图 乙 电流表原理图
★通电线圈在磁场中受到安培力会 转动，电动机就是根据这个原理设
3.磁电式电流表的特点
(1)表盘的刻度均匀，θ∝I. (2)灵敏度高，但过载能力差. (3)满偏电流Ig和内阻Rg反映了电流表的最主要特性.
4. 优缺点
优点：灵敏度高，可以测出很弱的电流。 缺点：线圈的导线很细，允许通过的电流很弱。
（2）当电流与磁场方向平行时， F=0
（3）当电流与磁场方Байду номын сангаас夹θ角时， F=
二、安培力的大小
2.当电流与磁场方向夹θ角时
B1
B2
F = ILBsinθ F垂直于电流与磁场组成的平面
二、安培力的大小
3.对公式 F=ILB的理解
（1）仅适用于匀强磁场 （2）F不仅与B、I、L有关，还与放置方式有关。
复习回顾
1.磁铁之间的作用规律
2.电流对小磁针的作用规律
人教版物理选修3-1《磁场对通电导线的作用力》综合练习及答案
磁场对通电导线的作用力综合练习1．下列四图中的通电导线在磁场中受力分析正确的是( )解析：选C.注意安培定则与左手定则的区别，判断通电导线在磁场中的受力用左手定则．2．在如图所示的电路中，电池均相同，当开关S分别置于a、b两处时，导线MM′与NN′之间的安培力的大小分别为F a、F b，可判断两段导线( )A．相互吸引，F a>F b B．相互排斥，F a>F bC．相互吸引，F a<F b D．相互排斥，F a<F b解析：选D.无论开关置于a还是置于b，两导线中通过的都是反向电流，相互间作用力为斥力，A、C错误．开关置于位置b时电路中电流较大，导线间相互作用力也较大，B错误D正确．故选D.3. (2013·河北唐山一中高二月考)由导线组成的直角三角形框架放在匀强磁场中(如图所示)，若导线框中通以如图方向的电流时，导线框将( )A．沿与ab边垂直的方向加速运动B．仍然静止C．以c为轴转动D．以b为轴转动解析：选B.ab和bc两段电流的等效长度等于ac，方向由a到c的一段电流，由左手定则以及安培力公式可知ab和bc两段电流所受安培力的合力方向和ac受到的安培力方向相反，大小相等，线框整体合力为0，仍然静止，故选B.4.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，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向里的电流，用F N表示磁铁对桌面的压力，用F f表示桌面对磁铁的摩擦力，导线中通电后与通电前相比较( )A．F N减小，F f＝0 B．F N减小，F f≠0C．F N增大，F f＝0 D．F N增大，F f≠0解析：选C.如题图所示，电流I处的磁场方向水平向左，由左手定则知电流I受安培力方向竖直向上．根据牛顿第三定律知，电流对磁铁的作用力方向竖直向下，所以磁铁对桌面的压力增大．由于磁铁没有相对于桌面的运动趋势，故桌面对磁铁无摩擦力作用．故选C.5. (2013·南京外国语学校高二检测)如图所示，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)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.答案：0.8 N一、选择题1．一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中正确的是( )解析：选D.A图中导线不受力，故它不会弯曲，A错误．B图中导线受到垂直纸面向里的安培力，它不会向右弯曲，B错误．C图中导线受到水平向右的安培力，导线不会向左弯曲，C错误．D图中导线受到水平向右的安培力，故它向右弯曲，D正确．故选D.2.如图所示，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．0.5BIlC．BIl D．2BIl解析：选C.V形通电导线的等效长度为图中虚线部分，所以F＝BIl，故选C.3.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，方向如图所示．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，指向右边解析：选C.根据直线电流相互作用的规律可知a与c相互吸引，b与c也相互吸引，所以导线c所受的合力方向一定指向左边且与ab边垂直，故选C.4. (2013·清华附中高二检测)如图所示，abcd为闭合四边形线框，a、b、c三点的坐标分别为(0，L,0)，(L，L,0)，(L,0,0)，整个空间中有沿y轴正方向的匀强磁场，线框中通有方向如图所示的电流I.关于线框各条边所受安培力的大小，下列叙述中正确的是( )A．ab边与bc边受到的安培力大小相等B．cd边受到的安培力最大C．cd边与ad边受到的安培力大小相等D．ad边不受安培力作用解析：选B.根据安培力的计算公式可得，ab边所受安培力的大小为F ab＝BIl ab，bc边平行于磁场方向，受力为零，ad边所受安培力的大小为F ad＝BIl Od，cd边所受安培力的大小为F cd＝BIl cd，故选B.5. (2013·长沙市第一中学阶段性考试)如图所示，放在台秤上的条形磁铁两极未知，为了探明磁铁的极性，在它中央的正上方固定一导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，则( )A．如果台秤的示数增大，说明磁铁左端是N极B．如果台秤的示数增大，说明磁铁右端是N极C．无论如何台秤的示数都不可能变化D．以上说法都不正确解析：选A.如果台秤的示数增大，说明导线对磁铁的作用力竖直向下，由牛顿第三定律知，磁铁对导线的作用力竖直向上，根据左手定则可判断，导线所在处磁场方向水平向右，由磁铁周围磁场分布规律可知，磁铁的左端为N极，故选A.6.一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，线圈L1将( )A．不动B．顺时针转动C．逆时针转动D．向纸面内平动解析：选B.法一：等效分析法把线圈L1等效为小磁针，该小磁针刚好处于环形电流L2的中心，通电后，小磁针的N 极应指向该环形电流L2的磁场方向，由安培定则知L2产生的磁场方向在其中心竖直向上，而L1等效成小磁针，转动前N极应指向纸里，因此应由向纸里转为向上，所以从左向右看，线圈L1顺时针转动．故选B.法二：利用结论法环形电流L1、L2之间不平行，则必有相对转动，直到两环形电流同向平行为止，据此可得L1的转动方向应是：从左向右看线圈L1顺时针转动．故选B.7.如图所示，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角变小解析：选A.棒中电流变大，金属棒所受安培力变大，θ角变大，A 正确；两悬线等长变短，θ角不变，B 错误；金属棒质量变大，θ角变小，C 错误；磁感应强度变大，金属棒所受安培力变大，θ角变大，D 错误．故选A.☆8.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.mg Iltan θ，竖直向上 B.mg Iltan θ，竖直向下C.mg Ilsin θ，平行悬线向下 D.mg Ilsin θ，平行悬线向上解析：选D.要求所加磁场的磁感应强度最小，应使棒平衡时所受的安培力有最小值．由于棒的重力恒定，悬线拉力的方向不变，由画出的力的三角形可知，安培力的最小值为F min ＝mg sin θ，即IlB min ＝mg sin θ，得B min ＝mg Ilsin θ，方向应平行于悬线向上．故选D.☆9.如图所示的天平可用来测量磁场的磁感应强度．天平的右臂下面挂一个矩形线圈，宽为L ，共N 匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面．当线圈中通有电流I (方向如图所示)时，在天平两边加上质量分别为m 1、m 2的砝码时，天平平衡；当电流反向(大小不变)时，右边再加上质量为m 的砝码后，天平又重新平衡．由此可知( )A ．磁感应强度方向垂直纸面向里，大小为m 1－m 2g NILB ．磁感应强度方向垂直纸面向里，大小为mg2NILC ．磁感应强度方向垂直纸面向外，大小为m 1－m 2g NILD ．磁感应强度方向垂直纸面向外，大小为mg 2NIL解析：选B.由题目所给条件，先判断出磁场的方向再根据天平的工作原理列出对应关系式．因为电流反向时，右边再加砝码才能重新平衡，所以此时安培力竖直向下，由左手定则判断磁场向里．电流反向前，有m 1g ＝m 2g ＋m 3g ＋NBIL ，其中m 3为线圈质量．电流反向后，有m 1g ＝m 2g ＋m 3g ＋mg －NBIL .两式联立可得B ＝mg2NIL.故选B.二、非选择题10.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？解析：为了使物体匀速上升，导体棒所受安培力方向应向左，由左手定则可知，导体棒中的电流方向应为a →b .由平衡条件得：BIL ＝Mg ＋μmg 解得：I ＝Mg ＋μmgBL＝2 A.答案：2 A 方向a →b11.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6×10－2 kg 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/s 2)解析：支持力为0时导线的受力如图所示， 由平衡条件得：F 安＝mgtan 37°＝6×10－2×100.75 N＝0.8 N 由F 安＝BIL 得B ＝F 安IL＝0.81×0.4T ＝2 T由B＝0.4t得t＝B0.4＝20.4s＝5 s.答案：5 s☆12.如图所示为某种电流表的原理示意图．质量为m的均质细金属棒MN的中点处通过一绝缘挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连，弹簧的劲度系数为k.在矩形区域abcd内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外．与MN的右端N连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数，MN的长度大于ab.当MN中没有电流通过且处于平衡状态时，MN与矩形区域的cd边重合；当MN中有电流通过时，指针示数可表示电流大小．(1)当电流表示数为零时，弹簧伸长多少？(重力加速度为g)(2)若要使电流表正常工作，MN的哪一端应与电源正极相接？(3)若k＝2.0 N/m，ab＝0.20 m，bc＝0.05 m，B＝0.20 T，此电流表的量程是多少？(不计通电时电流产生的磁场的影响)(4)若将量程扩大2倍，磁感应强度应变为多大？解析：(1)设弹簧的伸长为Δx，则有mg＝kΔx①由①式得Δx＝mg k.(2)为使电流表正常工作，作用于通有电流的金属棒MN上的安培力必须向下，因此M 端应接正极．(3)设满量程时通过MN 的电流大小为I m ，则有 BI m ab ＋mg ＝k (bc ＋Δx )②联立①②式并代入数据得I m ＝2.5 A.(4)设量程扩大后，磁感应强度变为B ′，则有 2B ′I m ab ＋mg ＝k (bc ＋Δx )③由①③式得B ′＝kbc 2I m ab，代入数据得B ′＝0.10 T. 答案：(1)mg k (2)M 端应接正极 (3)2.5 A(4)0.10 T。
通电导线在磁场中受力的典型例题(解析版)
典例1：磁场对通电导线的作用力典例1：考察概念。
下列关于通电直导线在磁场中受磁场力的说法中，正确的是[ ]A．导线所受磁场力的大小只跟磁场的强弱和电流的强弱有关B．导线所受磁场力的方向可以用左手定则来判定C．导线所受磁场力的方向跟导线中的电流方向、磁场方向都有关系D．如果导线受到的磁场力为零，导线所在处的磁感应强度一定为零E安培力的方向可以不垂直于直导线F安培力的方向总是垂直于磁场的方向G．安培力的大小与通电导线和磁场方向的夹角无关H．将直导线从中折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半典例2：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BA. 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可以不相互垂直典例3：下列各图中，表示磁场方向、电流方向及导线所受安培力方向的相互关系，其中正确的是（）A. B. C. D.E. F G H典例4：如图所示．一边长为L底边，BC的电阻R，是两腰AB、AC的电阻RAB、RAC的两倍（RBC=2RAB=2RAC）的正三角形金属框放置在磁感应强度为B的匀强磁场中。
若通以图示方向的电流．且已知从B端流人的总电流强度为I，则金属框受到的总磁场力的大小为B A．0 B．BILC． D．2 BIL易错训练：如图所示，导线框中电流为I，导线框垂直于磁场放置，匀强磁场的磁感应强度为B，AB与CD相距为d，则MN所受安培力大小为（）CA．F=BId B．F=BIdsinθC．F=BId/sinθ D ．F=BIdcosθ二、安培力作用下的运动常用方法：等效法、电流元法1、特殊值法2、推论法、转换研究对象法典例1：如图所示，用绝缘细线悬挂一个导线框，导线框是由两同心半圆弧导线和直导线ab、cd（ab、cd在同一条水平直线上）连接而成的闭合回路，导线框中通有图示方向的电流，处于静止状态。
磁场对通电导线的作用力(原卷版)
1.1 磁场对通电导线的作用力一、安培力的方向1．安培力：通电导线在 中受的力．2．左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指 ，并且都与 在同一个平面内；让磁感线从 垂直进入，并使四指指向 的方向，这时 所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向．3．安培力方向与磁场方向、电流方向的关系： ， ，即F 垂直于B 与I 所决定的平面．二、安培力的大小1．垂直于磁场B 的方向放置的长为l 的通电导线，当通过的电流为I 时，所受安培力为F ＝ . 2．当磁感应强度B 的方向与电流方向成θ角时，公式F ＝ . 三、磁电式电流表1．原理：安培力与电流的关系．通电线圈在磁场中受到 而偏转，线圈偏转的角度越大，被测电流就越 ．根据 的偏转方向，可以知道被测电流的方向． 2．构造：磁体、线圈、螺旋弹簧、指针、极靴．3．特点：极靴与铁质圆柱间的磁场沿 方向，线圈无论转到什么位置，它的平面都跟磁感线 ，且线圈左右两边所在处的磁感应强度大小 ．4．优点：灵敏度高，可以测出很弱的电流．缺点：线圈的导线很细，允许通过的电流很弱．考点一：两根通电导线之间的作用力方向【例1】在正三角形ABC 的三个顶点A 、B 、C 处，各固定有一根垂直于三角形的长直导线，每根导线通有大小相同的恒定电流，电流方向如图所示，已知导线A 受到的安培力大小为F ，则导线C 受到的安培力（ ）A ．大小为F ，方向平行AB 向左下 B ．大小为F ，方向平行AB 向右上基础知识梳理典型例题分析C，方向垂直AB向右下D，方向垂直AB向左上【变式练习】1．如图所示，两个完全相同的闭合导线环挂在光滑绝缘的水平横杆上，当导线环中通有反向电流后，两导线环开始运动，以下关于两导线环运动情况的说法正确的是（）A．二者相互靠近，各自做匀变速直线运动B．二者相互远离，各自做加速度减小的直线运动C．二者相互靠近，各自做加速度减小的直线运动D．二者相互远离，各自做加速度增大的直线运动2．如图所示，矩形abcd的边长bc是ab的2倍，两细长直导线通有大小相等、方向相反的电流，垂直穿过矩形平面，与平面交于e、f两点，其中e、f分别为ad、bc的中点。
1.1 磁场对通电导线的作用力(同步练习)(解析版)
第一章安培力与洛伦兹力第1节磁场对通电导线的作用力1．下列图中分别标出了一根放置在匀强磁场中的通电直导线的电流I、磁场的磁感应强度B和所受安培力F的方向，其中图示正确的是()【答案】C【解析】A、D图中电流方向与磁场方向平行，不受安培力作用，故A、D错误；B图中安培力的方向是垂直导线向下的，故B错误；C图中安培力的方向是垂直导线向上的，故C正确．2．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【答案】：B【解析】：根据左手定则可知：安培力的方向垂直于电流I和磁场B确定的平面，即安培力的方向既垂直于B又垂直于I，A错误，B正确；当电流I的方向平行于磁场B的方向时，直导线受到的安培力为零，当电流I的方向垂直于磁场B的方向时，直导线受到的安培力最大，可见，安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角有关，C错误；如图所示，电流I和磁场B垂直，直导线受到的安培力F＝BIL，将直导线从中点折成直角，分段研究导线受到的安培力，电流I和磁场B垂直，根据平行四边形定则可得，导线受到的安培力的合力为F′＝22BIL，D错误。
3．一根容易形变的弹性导线，两端固定，导线中通有电流，方向如下图中箭头所示．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．4．一条劲度系数较小的金属弹簧处于自由状态，当弹簧通以电流时，弹簧将() A．保持原长B．收缩C．伸长D．不能确定【答案】：B【解析】：弹簧通电时，同向电流相吸，使得弹簧缩短，故B正确。
5.如图所示，两个完全相同的线圈套在一水平光滑绝缘圆柱上，但能自由移动，若两线圈内通以大小不等的同向电流，则它们的运动情况是()A．都绕圆柱转动B．以不等的加速度相向运动C．以相等的加速度相向运动D．以相等的加速度相背运动【答案】：C【解析】：同向环形电流间相互吸引，虽然两电流大小不等，但根据牛顿第三定律知两线圈间相互作用力大小相等，所以选C 项．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，方向如图所示。
2023新教材高中物理课时跟踪训练一磁吃通电导线的作用力新人教版选择性必修第二册
课时跟踪训练（一）磁场对通电导线的作用力A级—双基达标1．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解析：选B 由左手定则可知，安培力的方向一定与磁场方向和直导线垂直，选项A错误，B正确；安培力的大小F＝BIL sin θ与直导线和磁场方向的夹角有关，选项C错误；将直导线从中点折成直角，假设原来直导线与磁场方向垂直，若折成直角后一段与磁场仍垂直，另一段与磁场平行，则安培力的大小变为原来的一半；若折成直角后，两段都与磁场垂直，则安培力的大小变为原来的22，因此安培力大小不一定是原来的一半，选项D错误。
2．19世纪20年代，以塞贝克(数学家)为代表的科学家已认识到：温度差会引起电流，安培考虑到地球自转造成了太阳照射后正面与背面的温度差，从而提出如下假设：地磁场是由绕地球的环形电流引起的。
则该假设中的电流方向是(注：磁子午线是地磁场N极与S极在地球表面的连线)( )A．由西向东垂直磁子午线B．由东向西垂直磁子午线C．由南向北沿磁子午线D．由赤道向两极沿磁子午线解析：选B 地磁场的N极在地理南极附近，根据安培定则，大拇指指向地磁场的N极，则四指的绕向即为电流的方向，即安培假设中的电流方向应该是由东向西垂直磁子午线，故B正确。
3.如图所示，通以恒定电流I的导线MN在纸面内从a位置绕其一端M转至b位置时，通电导线所受安培力的大小变化情况是( )A．变小B．不变C．变大D．不能确定解析：选B 当MN在原位置时，安培力的大小为F＝BIL，当MN绕M端旋转时，其大小仍是BIL，故安培力的大小是不变的，选项B正确。
4.一直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方，如图所示，如果直导线可以自由地运动且通以方向由a到b的电流，则导线ab受到安培力的作用后，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解析：选D 先由安培定则判断通电螺线管的N、S两极，找出导线左、右两端磁感应强度的方向，并用左手定则判断这两端受到的安培力的方向，如图(a)所示。
2021北京高二(上)期中物理汇编 ：磁场对通电直导线的作用力
2021北京高二（上）期中物理汇编磁场对通电直导线的作用力一、单选题1．（2021·北京·北师大实验中学高二期中）如图所示为研究平行通电直导线之间相互作用的实验装置。
接通电路后发现两根导线均发生形变，此时通过导线M 和N 的电流大小分别为I 1和I 2，已知I 1>I 2，方向均向上。
若用F 1和F 2分别表示导线M 与N 受到的磁场力，则下列说法正确的是（ ）A ．两根导线相互排斥B ．为判断F 1的方向，需要知道I 1和I 2的合磁场方向C ．两个力的大小关系为F 1>F 2D ．仅增大电流I 2，F 1、F 2会同时增大相同倍数2．（2021·北京·人大附中高二期中）下列说法中正确的是（ ）A ．磁感应强度B 的方向就是小磁针S 极所指的方向B ．磁感应强度的方向跟产生磁场的电流有关C ．磁场中某点磁感应强度的方向，由放在该点的一小段检验电流元所受磁场力方向决定D ．在空间某位置放入一小段检验电流元，若这一小段检验电流元不受磁场力作用，则该位置的磁感应强度大小一定为零3．（2021·北京·人大附中高二期中）截面为正方形的绝缘弹性长管中心有一固定长直导线，长管外表面固定着对称分布的四根平行长直导线，若中心直导线通入电流1I ，四根平行直导线均通入电流2I ，12I I ，电流方向如图所示，下列截面图中可能正确表示通电后长管发生形变的是（ ）A．B．C．D．4．（2021·北京师大附中高二期中）两根电流大小相同的通电直导线A和B用相同的丝线悬挂在水平天花板上，导线A的电流方向向里如图所示。
在空间中加竖直方向的磁场可以使两根丝线与天花板垂直，则B的电流方向和所加的磁场方向分别为（）A．向里竖直向上B．向里竖直向下C．向外竖直向上D．向外竖直向下5．（2021·北京铁路二中高二期中）在下列四幅图中，能正确标明通电直导线所受安培力F方向的是（）A．B．C．D．6．（2021·北京·牛栏山一中高二期中）将一通电直导线置于匀强磁场中，导线与磁场方向垂直，下列四幅图中，磁场方向、电流方向和导线所受安培力方向三者关系正确的是（）A．B．C．D．7．（2021·北京·人大附中高二期中）如图是“探究影响通电导线在磁场中受力因素”的演示实验示意图局部，三块相同马蹄形磁铁并列放置在水平桌面上，导体棒用图中1、2、3、4柔软细导线悬挂起来，电流可以通过它们之中的任意两根提供，可以认为导体棒所在位置附近为匀强磁场，电流没有在图中画出，关于接通电源时可能出现的实验现象，下列叙述正确的是（）A．同时改变电流方向与磁场方向，导体棒摆动方向将会改变B．仅改变电流方向或者仅改变磁场方向，导体棒摆动方向一定改变C．磁铁不变，将电流增强同时改变接线端，导体棒最大摆动角度一定变化D．电流不变，接线端接在1、4之间，去掉中间的磁铁，导体棒最大摆动角度不变8．（2021·北京育才学校高二期中）如图所示的各图中，表示通电直导线在匀强磁场中所受磁场力的情况，其中磁感应强度B、电流I、磁场力F三者之间的方向关系不正确的是()A．B．C．D．9．（2021·北京·首师大附属苹果园中学高二期中）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，也不跟电流方向垂直二、多选题10．（2021·北京师大附中高二期中）如图，导线框与电源、滑动变阻器、电流表、开关组成闭合回路，将导线框用弹簧测力计悬挂起来，导线框下端置于一磁铁两极之间。
《通电导线在磁场中的运动》经典例题归纳
《通电导线在磁场中的运动》经典例题归纳磁场的一个重要特性:对通电导线有安培力的作用。
安培力是指磁场对载流导线的作用力,这是由于磁场对载流导线作用力的规律是安培由实验确定的。
在中学物理中,考虑的是长载流直导线IL在匀强磁场B中受安培力F的情况。
这时的数学表达式F=ILBsinθ。
当电流I的方向与磁感应强度B的方向垂直时F=ILB。
安培力的方向通常用左手定则判断,通电导线在磁场中所受的安培力和其他力的作用后,会处于平衡、加速、转动、振动等各种运动,我结合多年的教学经验,将通电导线在磁场中的运动用举例分析的方法,加以归纳。
一、利用平衡知识处理通电导线在磁场中静止或匀速直线运动的问题例1、如图1所示,在与水平方向夹角θ=600的光滑金属导轨间有一电源,在相距L=1m的导轨上放一质量为m=0.3㎏的金属棒ab,通以I=3A,方向由b→a的电流,磁场方向竖直向上,这时金属棒恰好静止。
求:(1)匀强磁场的磁感应强度B 的大小。
(2)棒ab对导轨的压力。
(g=10m/s2)解析:通电导线棒静止在光滑斜面上,受力分析如图2,受重力mg,弹力FN,安培力FA,沿斜面向上为x轴,垂直于斜面向上为y轴,建立直角坐标系,由平衡条件可知:x轴:mgsinθ=ILBcosθ B=mgtan600/IL=1.73Ty轴: FN=mg/cosθ=6N二、利用牛顿第二定律处理通电导线在磁场中加速的问题在与水平方向成θ角的光滑导轨上放一导体棒ab,导轨宽度为L,质量为m(电阻不计),整个装置放在磁感应强度为B的匀强磁场中,如图3所示。
求导体棒ab 由静止释放时的加速度多大?解析:以导体棒为研究对象,受力情况如图4,根据牛顿第二定律:mgsinθ-FAcosθ=ma①FA=ILB②由闭合电路的欧姆定律:I=E/(R+r) ③由①②③得:a=〔mg(R+r)sinθ-BLEcosθ〕/m(R+r)三、利用左手定则判断通电导线在磁场中的运动问题例1、在光滑水平桌面上放着一个矩形线框abcd,如图5,其中通有顺时针方向的电流,在矩形线框的左侧固定一个长直导线MN,且MN与ad边平行,与线框在同一平面内,当直导线MN中通有自下而上的电流时,矩形线框将( )A.沿光滑桌面向左移动B.沿光滑桌面向右移动C.以ad边为轴逆时针转动D.以ab边为轴转动解析:方法一:以线框为研究对象,长直导线MN在线框所在区域内建立的磁场如图6所示,据左手定则知,线框ab、bc、cd、ad各边所受安培力如图6所示,其中ab边和cd边所处磁场相同,所以F3=F4,而ad边所处磁场的磁感应强度比bc 边所处磁场的磁感应强度大,所以F1=F2,故线框abcd所受安培力的合力向左,线框向左移动。
2025届高考物理一轮复习课后习题第1讲磁场的描述磁场对通电导线的作用力
第十一章 磁场第1讲磁场的描述 磁场对通电导线的作用力基础对点练题组一 磁场的描述1.(2024广西钦州模拟)关于磁感应强度,下列说法正确的是( ) A.由B=FIL 可知,B 与F 成正比,与IL 成反比B.从运动电荷所受洛伦兹力出发有B=F qv,把此式与E=F q相比较,我们可以更深刻地认识磁现象,“它只与运动电荷有关,表现为定义式中反映运动的物理量v ” C.磁感应强度的大小在数值上等于穿过单位面积的磁通量D.一小段通电导线在某处所受磁场力的方向,与该处磁感应强度的方向相同2.四根长直导线通有相同大小的电流,导线的截面是正方形的四个顶点,其中L 1、L 2导线电流垂直纸面向里,L 3、L 4导线电流垂直纸面向外,每根导线在中心O 处产生的磁感应强度大小均为B ,则O 点的磁感应强度是( )A.大小为2B ,指向L 1B.大小为4B ,指向L 1、L 4连线中点C.大小为2√2B ,指向L 1、L 4连线中点D.大小为√2B ,指向L 2、L 3连线中点 题组二 磁场对通电导线的作用力3.一不可伸长直导线垂直于匀强磁场B 放置,通过电流I 时导线受到的安培力为F ,将该导线做成半圆环,圆环平面仍垂直于匀强磁场放置,如图所示,并保持安培力不变,则圆环中电流大小为( )A.IB .π2IC .πID .2π3I4.(2024广东梅州模拟)如图所示,一光滑绝缘的圆柱体固定在水平面上。
导体棒AB 可绕过其中点的转轴在圆柱体的上表面内自由转动,导体棒CD 固定在圆柱体的下底面。
开始时,两导体棒相互垂直并静止,两导体棒中点O 1、O 2连线与圆柱体的中轴线重合。
现对两导体棒同时通入图示方向(A 到B 、C 到D )的电流。
下列说法正确的是( )A.通电后,导体棒AB仍将保持静止B.通电后,导体棒AB将逆时针转动(俯视)C.通电后,导体棒AB将顺时针转动(俯视)D.通电瞬间,线段O1O2上存在磁感应强度为零的位置5.在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中,当金属棒ab中通以恒定电流I且金属棒静止时,两细线偏离竖直方向的偏角均为θ,如图所示。
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磁场对通电导线的作用力同步试题
姓名： 学号： 班别：
一、安培力方向基础考察
1、某同学画的表示磁场B 、电流I 和安培力F 的相互关系如图所示，其中正确的是（ ）
2画图：如下面六幅图所示，通有电流的导体A 可以自由运动，判断导线A 受安培力的情况及在安培力作
用下导线将如何运动。
3.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
4 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
1.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 ．BIL
B ．BIdcos θ
C ．BId/sin θ
D ．BIdsin θ
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
1、如图所示，长直导线通电为I 1，通过通以电流I 2环的中心且垂直环平面，当通以图示方向的电流I 1、I 2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
填空题
2
第2题
图3-4-10
Ａ Ｂ 第1题
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2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。
当线圈通以图示方向的电流时线圈将 ( )
A ．发生转动,同时靠近磁铁
B ．发生转动,同时远离磁铁
C ．不发生转动,只靠近磁铁
D ．不发生转动,只远离磁铁 5.两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
6.两条导线互相垂直，如图所示，但相隔一段较小的距离，其中一条AB 是固定的，
另一条CD 能自由转动，当直流电流按图示方向通入两条导线时，CD 导线将
A.逆时针方向转动，同时靠近导线AB
B.顺时针方向转动，同时靠近导线AB
C.逆时针方向转动，同时离开导线AB
D.顺时针方向转动，同时离开导线AB
7.如图所示，在匀强磁场中有一矩形线圈，它的平面与磁场平行，在磁
场作用下发生转动，转动方向是
A.ab 边转向纸外，cd 边转向纸内
B.ab 边转向纸内，cd 边转向纸外
C.ad 边转向纸内，cd 边转向纸外
D.ad 边转向纸外，cd 边转向纸内 四．通电导体在安培力下的平衡
1.如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上，垂直纸面水平放置一根长为L ，质量为m 的通电直导线，电流方
向垂直纸面向里，欲使导线静止于斜面上，则外加磁场的磁感应强度的大小和方向可以是
A.B=mgtan θ/IL ，方向垂直斜面向下
B.B=mgtan θ／IL ，方向竖直向下
C.B=mg ／IL ，方向水平向左
D.B=mgcos θ/IL ，方向水平向右
2、一根通有电流I 的直铜棒用软导线挂在如图4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．欲使悬线中拉力为零，可采用的方法有
A ．适当增大电流，方向不变
B ．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
D ．使原电流反向，并适当减弱磁场
图
2 4题
第5题
第7题
第6题
第1题
16．质量为m ，长为L 的的金属棒ab 用两根细金属丝悬挂在绝缘架MN 下面，整个装置处在竖直方向的匀强磁场中，当金属棒通以由a 向b 的电流I 后，将离开原位置向前偏转α角而
重新平衡，如图。
求磁感应强度B 的方向和大小。
17．如图所示，两根光滑平行金属导轨M 、N 水平放置，电阻不计，相距0.2m ，金属导轨上与导轨垂直的
方向放一个质量为m =0.05kg 的金属棒ab ，ab 的电阻为0.5Ω．两金属导轨一端通过电阻R 和电源相连．电阻R ＝2Ω，电源电动势E ＝6V ，电源内阻r ＝0.5Ω，如果在装置所在的区域加一个匀强磁场，使ab 对导轨的压力恰好为零，并使ab 处于静止．求：
（1）通过ab 的电流I
（2）ab 所受的安培力F 的大小和方向
（3）所加磁场磁感强度B 的大小和方向
18．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
的电流强度为I ，匀强磁场的磁感强度B 的方向与导轨平面成θ角，求导轨受到AC
棒的压力和摩擦力各为多大？
第16题
19．如图所示，光滑的宽为l=1m的金属框架和水平面夹角为α=30度，并处于磁感应强度为B=1T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=0.1Kg，长度为d置于金属框架上时将向下匀加速滑动，．为使导体棒静止在框架上，将电动势为E=3V，内阻不计的电源接入电路，若框架与导体棒的电阻不计，
1）安培力的的大小和方向。
3）求滑动变阻器R的功率。
4）求滑动变阻器R迅速减为一半时ab的加速度。
20．如图所示，电源电动势为E=2V，内阻r=0.5Ω，竖直导轨电阻可以忽略不计，金属棒的质量m=0.1kg，电阻R=0.5Ω，有效长度为0.2m，靠在导轨的外面，它与导轨间的最大静摩擦力是其之间正压力的0.5倍。
为使金属棒静止，我们施一与纸面夹角为37°且与金属棒垂直向里的匀强磁场，求：
（1）磁场是斜向上还是斜向下？
（2）B的范围是多少？。