高考物理最新模拟题精选训练(磁场)专题02 安培力(含解析)
2024高考物理一轮复习--安培力专题
安培力一、安培力1．定义：通电导线在磁场中受到的力。
2．方向：用左手定则判断。
判断方法：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心垂直进入，并使四指指向电流的方向，这时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。
3．安培力方向的特点安培力方向与电流方向、磁感应强度的方向都垂直，即垂直于导线、磁感应强度决定的平面。
4、安培力的大小F ＝⎩⎪⎨⎪⎧IlB (B 与I 垂直)0(B 与I 平行)ILBsin θ(B 与I 的夹角为θ)二、磁场的叠加和安培定则的应用1．磁场叠加问题的分析思路 (1)确定磁场场源，如通电导线。
(2)定位空间中需求解磁场的点，利用安培定则判定各个场源在这一点上产生的磁场的大小和方向。
如图2所示为M 、N 在c 点产生的磁场B M 、B N 。
(3)应用平行四边形定则进行合成，如图中的合磁场B 。
2．安培定则的应用在运用安培定则判定直线电流和环形电流及通电螺线管的磁场时应分清“因”和“果”。
因果磁场原因(电流方向)结果(磁场方向)直线电流的磁场 大拇指四指 环形电流及通电螺线管的磁场四指大拇指三、安培力的分析和计算1．大小计算(1)有效长度：公式F＝IlB中的l是有效长度，弯曲导线的有效长度等于连接两端点线段的长度。
相应的电流沿l由始端流向末端，如图所示。
(2)电流元法：将导线分割成无限个小电流元，每一小段看成直导线，再按直线电流判断和计算。
2．安培力作用下导体运动的分析思路判定通电导体在安培力作用下的运动方向或运动趋势，首先必须弄清楚导体所在位置磁感线的分布情况，及导体中电流的方向，然后利用左手定则准确判定导体的受力情况，进而确定导体的运动方向或运动趋势。
3．安培力作用下导体运动的判定方法四、安培力作用下的平衡和加速问题解题思路：(1)选定研究对象．(2)受力分析时，变立体图为平面图，如侧视图、剖面图或俯视图等，并画出平面受力分析图，安培力的方向F安⇌B、F安⇌I.如图所示：五、针对练习1、如图所示,通电导线均置于匀强磁场中,其中导线受到的安培力方向向右的是（）2、(多选)如右图所示的四个图中,导体棒的长度均为L,磁场的磁感应强度大小均为B,在各导体棒中通有相同的电流I.则下列选项正确的是（）A．图甲中导体棒所受的安培力大小为BILB．图乙中导体棒所受的安培力大小为BILC．图丙中导体棒所受的安培力大小为BIL23D．图丁中导体棒所受的安培力大小为BIL233、六根通电长直导线垂直纸面平行固定，其截面构成一正六边形，O为六边形的中心，通过长直导线a、b、c、d、e、f的电流分别为I1、I2、I3、I4、I5、I6，a、c、e中通过的电流大小相等，b、d、f中通过的电流大小相等，电流方向如图5所示。
2025届高考物理一轮复习专题卷： 安培力与洛伦兹力(含解析)
2025届高考物理一轮复习专题卷： 安培力与洛伦兹力一、单选题1．如图所示，一带负电的粒子(不计重力)进入磁场中，图中的磁场方向、速度方向及带电粒子所受的洛伦兹力方向标示正确的是( )A.B.C.D.2．速度选择器是质谱仪的重要组成部分，工作时电场和磁场联合作用，从各种速率的带电粒子中选择出具有一定速率的粒子。
下列结构能成为速度选择器的是( )A. B.C. D.3．图是简化的某种旋转磁极式发电机原理图。
定子是仅匝数n 不同的两线圈，，二者轴线在同一平面内且相互垂直，两线圈到其轴线交点O 的距离相等，且均连接阻值为R 的电阻，转子是中心在O 点的条形磁铁，绕O 点在该平面内匀速转动时，两线圈输出正弦式交变电流。
不计线圈电阻、自感及两线圈间的相互影响，下列说法正确的是( )12n nA.两线圈产生的电动势的有效值相等B.两线圈产生的交变电流频率相等C.两线圈产生的电动势同时达到最大值D.两电阻消耗的电功率相等4．某同学搬运如图所示的磁电式电流表时，发现表针晃动剧烈且不易停止。
按照老师建议，该同学在两接线柱间接一根导线后再次搬运，发现表针晃动明显减弱且能很快停止。
下列说法正确的是( )A.未接导线时，表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势B.未接导线时，表针晃动剧烈是因为表内线圈受到安培力的作用C.接上导线后，表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势D.接上导线后，表针晃动减弱是因为表内线圈受到安培力的作用5．如图所示，为高中物理实验室常用的磁电式电流表的内部结构，基本组成部分是磁体和放在磁体两极之间的线圈，其物理原理就是通电线圈因受安培力而转动。
电流表的两磁极装有极靴，极靴中间还有一个用软铁制成的圆柱。
关于磁电式电流表，下列说法正确的是( )A.铁质圆柱内部磁感应强度为零B.线圈的磁通量始终为零C.线圈转动时，螺旋弹簧变形，反抗线圈转动D.电流不为零，线圈停止转动后不再受到安培力6．如图所示，一段长方体金属导电材料，左右两端面的边长为a 和b 内有带电量为的自由电子，已知该导电材料单位体积内自由电子数为n ；导电材料置于方向垂直于其前表面向里的匀强磁场中，内部磁感应强度为B 。
高考物理二轮复习热点训练解析—安培力和磁场的叠加
高考物理二轮复习热点训练解析—安培力和磁场的叠加1．(2021·湖北十一校第二次联考)通电的等腰梯形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内，电流方向如图1所示，ab边与MN平行。
下列关于通电直导线MN的磁场对线框作用的说法中正确的是()图1A．线框所受安培力的合力为零B．线框有两条边所受的安培力方向相同C．线框有两条边所受的安培力大小相同D．线框在安培力作用下一定有向右的运动趋势答案C解析直导线中的电流方向由N到M，根据安培定则，导线右侧区域磁感应强度方向向里，根据左手定则，ab边受向左的安培力，cd边受向右的安培力，ad边受斜向左下方的安培力，bc边受向左上方的安培力，四个边所受的安培力的合力不为零，其中bc边和ad边所受的安培力大小相同，故A、B错误，C正确；离MN越远的位置，磁感应强度越小，故根据安培力公式F＝BIL，cd边受到的安培力小于ab边、bc边和ad边受到的安培力的矢量和，则线框在安培力作用下一定有向左的运动趋势，故D错误。
2．(2021·辽宁葫芦岛市期末)如图2所示为一由干电池、铜线圈和钕磁铁组成的简易电动机，此装置中的铜线圈能从静止开始绕虚线OO′轴转动起来，那么()图2A．若磁铁上方为N极，从上往下看，线圈将顺时针旋转B．若磁铁上方为S极，从上往下看，线圈将顺时针旋转C．线圈匀速转动过程电池的化学能全部转化为线圈的动能D．线圈加速转动过程电池的化学能全部转化为线圈的动能答案A解析若磁铁上方为N极，线圈左边的电流是向下的，磁场是向左的，根据左手定则可知安培力是向里的。
同理，线圈右边的电流也是向下的，磁场是向右的，根据左手定则可知安培力是向外的，故从上往下看，线圈将顺时针旋转，故A正确；若磁铁上方为S极，根据A项的分析易知，从上往下看，线圈将逆时针旋转，故B错误；线圈匀速转动过程电池的化学能全部转化为线圈的动能和电路的焦耳热，故C错误；线圈加速转动过程电池的化学能全部转化为线圈的动能和电路的焦耳热，故D错误。
高考物理一轮复习磁场《安培力》典型题精排版(含答案)
高考物理一轮复习《安培力》典型题(精排版)1．直导线ab放在如图所示的水平导体框架上，构成一个闭合回路．长直导线cd 和框架处在同一个平面内，且cd和ab平行，当cd中通有电流时，发现ab向左滑动．关于cd中的电流下列说法正确的是( )A．电流肯定在增大，不论电流是什么方向B．电流肯定在减小，不论电流是什么方向C．电流大小恒定，方向由c到dD．电流大小恒定，方向由d到c2．如图所示，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3．如图所示，一弓形线圈通以逆时针电流，在其圆弧的圆心处，垂直于纸面放一直导线，当直导线通有指向纸内的电流时，线圈将( )A．a端向纸内，b端向纸外转动，且靠近导线B．a端向纸内，b端向纸外转动，且远离导线C．b端向纸内，a端向纸外转动，且靠近导线D．b端向纸内，a端向纸外转动，且远离导线4．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．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)ILB5．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线水平吊起通电直导线A.A与螺线管垂直，“×”表示导线中电流的方向垂直于纸面向里．电键S闭合后，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6．如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，垂直斜面放置一根长为L、质量为m的直导线，当通以电流I时，欲使导线静止在斜面上，外加匀强磁场B的大小和方向可能是( )A．B＝mg tan α/IL，方向垂直斜面向上B．B＝mg sin α/IL，方向垂直斜面向下C．B＝mg tan α/IL，方向竖直向上D．B＝mg/IL，方向水平向右7．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8．如图甲所示，电流恒定的通电直导线MN，垂直平放在两条相互平行的水平光滑长导轨上，电流方向由M指向N，在两轨间存在着竖直磁场，取垂直纸面向里的方向为磁感应强度的正方向，当t＝0时导线恰好静止，若B按如图乙所示的余弦规律变化，下列说法正确的是( )A．在最初的一个周期内，导线在导轨上做往复运动B．在最初的一个周期内，导线一直向左运动C．在最初的半个周期内，导线的加速度先增大后减小D．在最初的半个周期内，导线的速度先增大后减小9．如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，有两根竖直放置的平行导轨AB、CD，导轨上放有质量为m的金属棒MN，棒与导轨间的动摩擦因数为μ，现从t＝0时刻起，给棒通以图示方向的电流，且电流与时间成正比，即I＝kt，其中k为恒量．若金属棒与导轨始终垂直，则如图所示的表示棒所受的摩擦力随时间变化的四幅图中，正确的是( )10．如图所示，在倾角为θ＝30°的斜面上，固定一宽L＝0.25 m的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器．电源电动势E＝12 V，内阻为r＝1.0 Ω.一质量m＝20 g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好．整个装置处于磁感应强度B＝0.80 T、垂直于斜面向上的匀强磁场中(导轨与金属棒的电阻不计)．金属导轨是光滑的，取g＝10 m/s2，要保持金属棒在导轨上静止，求：(1)金属棒所受到的安培力；(2)通过金属棒的电流；(3)滑动变阻器R接入到电路中的阻值．11．磁流体推进船的动力来源于电流与磁场间的相互作用．图甲是在平静海面上某实验船的示意图，磁流体推进器由磁体、电极和矩形通道(简称通道)组成．如图乙所示，通道尺寸a＝2.0 m、b＝0.15 m、c＝0.10 m．工作时，在通道内沿z轴正方向加B＝8.0 T的匀强磁场；沿x轴负方向加匀强电场，使金属板间的电压U＝99.6 V；海水沿y轴方向流过通道．已知海水的电阻率ρ＝0.20 Ω·m.(1)船静止时，求电源接通瞬间推进器对海水推力的大小和方向；(2)船以v s＝5.0 m/s的速度匀速前进．若以船为参照物，海水以5.0 m/s的速率涌入进水口，由于通道的截面积小于进水口的截面积，在通道内海水速率增加到v d＝8.0 m/s.求此时两金属板间的感应电动势U感；(3)船行驶时，通道中海水两侧的电压按U′＝U－U感计算，海水受到电磁力的80%可以转化为对船的推力．当船以v s＝5.0 m/s的速度匀速前进时，求海水推力的功率．高考物理一轮复习《安培力》典型题(精排版)1．解析：导线ab向左滑动，说明通过回路的磁通量在减小，通过回路的磁感应强度在减弱，通过cd的电流大小在减小，与电流方向无关．答案：B2．解析：为使F＝0，则F安必竖直向上且F安＝mg，由左手定则可判定磁场一定是垂直纸面向里，故选项C正确．答案：C3．答案：A4．解析：由左手定则可判断，导线所受磁场力方向沿纸面向上，C、D错；导线的有效长度为ad的长度，即L有效＝(2＋1)L，故安培力的大小为F＝(2＋1)BIL，因此选A.答案：A5．解析：电键闭合后根据安培定则可判定导线所在位置处磁感线的方向为水平向右，再由左手定则判定导线受到安培力的方向为竖直向下，C项正确．答案：C6．解析：导线在重力、支持力和安培力三力作用下平衡，当磁场方向垂直斜面向上时，安培力沿斜面向下，三力不可能平衡，A错；当磁场方向垂直斜面向下时安培力沿斜面向上，则有mg sin α＝BIL，故B＝mg sin α/IL，B项正确；当磁场方向竖直向上时，安培力水平向右，三力不可能平衡，C错；若磁场方向水平向右时，安培力竖直向下，三力也不可能平衡，D错．答案：B7．解析：根据安培定则，a、b在c处产生的磁场分别为垂直于ac连线斜向下和垂直于bc连线斜向下并且大小相等，由平行四边形定则可确定c处合磁场方向向下，又根据左手定则，可判定c处直导线所受安培力方向垂直于ab边，指向左边，所以C项正确．答案：C8．解析：由安培力的表达式F ＝BIL 结合图乙可知，安培力F 在一个周期内随磁感应强度B 的变化而变化，在前14周期内，安培力F 方向不变，大小变小，加速度方向不变，大小变小，由于初速度为零，所以在水平方向上做变加速直线运动；在14周期到12周期内，磁场方向改变，安培力方向改变，加速度方向改变，速度减小，至12周期时速度减小到零，所以D 正确；而后在12周期到34周期内，MN 反向加速，在一个周期结束时又回到原来的位置，所以A 正确．答案：AD9．解析：当F f ＝μBIL ＝μBLkt ＜mg 时，棒沿导轨向下加速；当F f ＝μBLkt ＞mg 时，棒沿导轨向下减速；在棒停止运动前，所受摩擦力为滑动摩擦力，大小为：F f ＝μBLkt ；当棒停止运动时，摩擦力立即变为静摩擦力，大小为：F f ＝mg ，故选项C 正确．答案：C10．解析：金属棒静止在金属导轨上受力平衡，如图所示． (1)F 安＝mg sin 30° F 安＝0.1 N (2)由F 安＝BIL 解得I ＝F 安BL＝0.5 A (3)设变阻器接入电路的阻值为R ，根据闭合电路欧姆定律E ＝I (R ＋r )解得R ＝EI－r ＝23 Ω答案：(1)F 安＝0.1 N (2)I ＝0.5 A (3)R ＝23 Ω11．解析：(1)根据安培力公式，推力F 1＝BI 1b ，其中I 1＝U R ，R ＝ρbac，则F 1＝B U Rb ＝Uac ρB ＝796.8 N ，对海水推力的方向沿y 轴正方向(向右)．(2)U 感＝Bbv d ＝9.6 V.(3)根据欧姆定律，I2＝U′R＝U－Bvdb acρb＝600 A，安培推力F2＝BI2b＝720 N，对船的推力F＝80%F2＝576 N，推力的功率P＝Fv s＝80%F2v s＝2 880 W.答案：(1)796.8 N，沿y轴正方向(2)9.6 V (3)2 880 W。
2020届高考物理第二轮专题复习选择题模拟演练：磁场 安培力(含解析)
2020届高考物理第二轮专题复习选择题模拟演练磁场安培力一、单项选择题1、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的夹角均为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2、如图所示，两平行的粗糙金属导轨水平固定在匀强磁场中，磁感应强度为B，导轨宽度为L，一端与电源连接．一质量为m的金属棒ab垂直于平行导轨放置并接触良好，金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ＝33，在安培力的作用下，金属棒以v0的速度向右匀速运动，通过改变磁感应强度的方向，可使流过导体棒的电流最小，此时磁感应强度的方向与竖直方向的夹角为( )A ．37°B ．30°C ．45°D ．60°3、如图所示，边长为l ，质量为m 的等边三角形导线框用绝缘细线悬挂于天花板，导线框中通一逆时针方向的电流，图中虚线过ab 边中点和ac 边中点，在虚线的下方有一垂直于导线框向里的匀强磁场，其磁感应强度大小为B ，此时导线框处于静止状态，细线中的拉力为F 1；保持其他条件不变，现将虚线下方的磁场移至虚线上方，此时细线中拉力为F 2.导线框中的电流大小为( )A ．F 2－F 1BlB ．F 2－F 12BlC ．2F 2－F 1BlD ．2F 2－F 13Bl4、如图所示，置于倾角为θ的导轨上的通电导体棒ab ，恰好保持静止，在下列四个侧视图中，标出了四种可能的匀强磁场方向，侧视图中棒ab 与导轨之间的摩擦力可能为零的图是( )5、如图所示，两根水平放置且相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1与I2.且I1>I2，与两根导线垂直的同一平面内有a、b、c、d四点，a、b、c在两根导线的水平连线上且间距相等，b是两根导线连线的中点，b、d连线与两根导线连线垂直．则( )A．I2受到的安培力水平向左B．b点磁感应强度为零C．d点磁感应强度的方向必定竖直向下D．a点和c点的磁感应强度不可能都为零6、如图所示，条形磁铁放在水平粗糙桌面上，它的左端上方固定一根与条形磁铁垂直的长直导线，导线中通以如图所示方向的电流时，和原来没有电流通过时相比较，磁铁受到的支持力F N和摩擦力F f( )A．F N减小F f向左B．F N减小F f向右C．F N增大F f向左D．F N增大F f向右7、如图所示，是研究安培力的演示仪，把正方形导线框挂在弹簧秤的下面，导线框平面与纸面垂直．当闭合开关时，导线框外侧边的电流向上(如图所示)，则下列说法正确的是( )A．闭合开关时，弹簧秤的示数变小B．闭合开关后，当滑动变阻器向右滑动时，弹簧秤的示数变大C．若仅变换电源的正、负极后，闭合开关，弹簧秤的示数变小D．若仅把马蹄形磁铁重新放置，使开口向右，N极在上S极在下，线框将受到向左的安培力8、如图所示，绝缘水平桌面上放置一长直导线a，导线a的正上方某处放置另一长直导线b，两导线中均通以垂直纸面向里的恒定电流．现将导线b向右平移一小段距离，若导线a始终保持静止，则( )A．导线b受到的安培力方向始终竖直向下B．导线a对桌面的压力减小C．导线b受到的安培力减小D．导线a受到桌面水平向右的摩擦力9.如图所示，质量为m的导体棒ab垂直圆弧形金属导轨MN、PQ放置，导轨下端接有电源，导体棒与导轨接触良好，不计一切摩擦．现欲使导体棒静止在导轨上，则下列方法可行的是( )A．施加一个沿ab方向的匀强磁场B．施加一个沿ba方向的匀强磁场C．施加一个竖直向下的匀强磁场D．施加一个竖直向上的匀强磁场10、如图所示，空间中存在一匀强磁场，将长度为L的直导线放置在y轴上，当通以大小为I、沿y轴负方向的电流后，测得其受到的安培力大小为F，方向沿x轴正方向．则关于磁感应强度的方向和大小，说法正确的是( )A ．只能沿x 轴正方向B ．可能在xOy 平面内，大小为2F ILC ．可能在xOz 平面内，大小为2F ILD ．可能在yOz 平面内，大小为2F IL二、多项选择题11、有半径为R 的导电圆环处于某一发散的磁场中，其环面的对称轴MN 为竖直方向，该磁场中与圆环相交的磁感线反向延长后交于对称轴上的某点，磁感线与对称轴成θ角，圆环上各点的磁感应强度B 大小相等，若圆环上载有如图所示的恒定电流I ，则( )A ．导电圆环所受的安培力的方向竖直向下B ．导电圆环所受的安培力的方向竖直向上C ．导电圆环所受的安培力的大小为2BIRD．导电圆环所受的安培力的大小为2πBIRsinθ12、如图所示，空间中有斜向右下方与水平方向成θ角的匀强磁场，一绝缘竖直挡板MN垂直于纸面所在的竖直平面，一根通有垂直纸面向外的电流的水平金属杆，紧贴挡板上的O点处于静止状态．下列说法正确的是( )A．若挡板MN表面光滑，略减小金属杆中电流，金属杆可能仍然静止于O点B．若挡板MN表面光滑，略增大金属杆中电流，要保持金属杆仍然静止，可将挡板绕过O点垂直纸面的轴逆时针转动一定角度C．若挡板MN表面粗糙，略增大金属杆中电流，金属杆可能仍然静止，且金属杆所受的静摩擦力一定增大D．若挡板MN表面粗糙，略减小金属杆中电流，金属杆可能仍然静止，且金属杆所受的静摩擦力方向可能竖直向上13、如图所示，质量是M，长为L的直导线通有垂直纸面向外的电流I，被一绝缘线拴着并处在匀强磁场中，导线能静止在倾角为θ的光滑斜面上，则磁感应强度B的大小和方向可能是( )A ．大小为Mg tan θIL，方向垂直斜面向上 B ．大小为Mg sin θIL，方向垂直纸面向里 C ．大小为MgIL，方向水平向右 D ．大小为Mg IL，方向沿斜面向下 14、如图所示，圆圈中的“×”表示电流方向垂直纸面向里，圆圈中的“•”表示电流方向垂直纸面向外．两根通电长直导线a 、b 平行水平放置，a 、b 中的电流强度均为I ，此时a 受到的磁场力大小为F .当在a 、b 的上方再放置一根与a 、b 平行的通电长直导线c 后，a 受到的磁场力大小仍为F ，图中abc 正好构成一个等边三角形，则此时( )A ．b 受到的磁场力大小为FB ．b 受到的磁场力大小为3FC ．c 受到的磁场力大小为FD．c受到的磁场力大小为3F15、如图甲所示，电流恒定的通电直导线MN，垂直平放在两条相互平行且足够长的水平光滑导轨上，电流方向由M指向N，在两导轨间存在着竖直磁场，取垂直纸面向里的方向为磁感应强度的正方向，当t＝0时导线恰好静止，若磁感应强度B按如图乙所示的规律变化，则下列说法正确的是( )A．在最初的一个周期内，导线在导轨上做往复运动B．在最初的一个周期内，导线一直向左运动C．导线一直做加速度不变的匀加速直线运动D．在最初的半个周期内，导线的速度先增大后减小16、如图所示，两平行金属导轨间的距离为L，金属导轨所在的平面与水平面夹角为θ，垂直于导轨所在平面的匀强磁场的磁感应强度为B，金属导轨的一端接有电动势为E、内阻为r的直流电源．现把一个质量为m的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒静止且有沿导轨向上运动的趋势．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为R0，金属导轨电阻不计．现让磁场从图示方向顺时针缓慢转为竖直向上的方向，该过程中金属棒始终保持静止，则金属棒受的( )A．合力增大B．安培力大小不变C．弹力增大D．摩擦力增大答案与解析一、单项选择题1、A解析金属棒受到水平的安培力而使悬线偏转，悬线与竖直方向形成夹角，受力分析如图所示，根据平衡条件有tan θ＝F安mg＝BILmg，由该式知，金属棒中的电流变大，θ角变大，选项A正确；两悬线变短，不影响平衡状态，θ角不变，选项B错误；金属棒质量变大，θ角变小，选项C错误；磁感应强度变大，θ角变大，选项D错误．2、B解析由题意对棒受力分析如图所示，设磁感应强度的方向与竖直方向 成θ 角，则有BIL cos θ＝μ(mg －BIL sin θ)，整理得BIL ＝μmg cos θ＋μsin θ，电流有最小值，就相当于安培力有最小值，代入数据解得θ＝30°，则选项A 、C 、D 错误，B 正确．3、A解析 当在虚线的下方有一垂直于导线框向里的匀强磁场，此时导线框处于静止状态，细线中的拉力为F 1，结合矢量的合成法则及三角知识，则线框受到安培力的合力，方向竖直向上，大小为F 安＝BIl－BI l 2，根据平衡条件，则有F 1＋F 安＝mg ；现将虚线下方的磁场移至虚线上方，此时细线中拉力为F 2，则两边受到的安培力大小相等，安培力夹角均为120°，因此安培力合力F ′安＝BI l2，方向向下，则有F 2＝mg ＋F ′安；联立得F 2＝F 1＋BIl ，即I ＝F 2－F 1Bl，选项A 正确． 4、A解析 A 图中棒ab 受重力、水平向右的安培力和斜面的支持力，若三个力平衡，则不受摩擦力，故选项A 正确；B 图中棒ab 受重力、垂直斜面向下的安培力和斜面的支持力，要想处于平衡，一定受摩擦力，故选项B错误；C图中棒ab受重力、竖直向下的安培力和斜面的支持力，要想处于平衡，一定受摩擦力，故选项C错误；D图中棒ab受重力、水平向左的安培力和斜面的支持力，要想处于平衡，一定受摩擦力，故选项D错误．5、D解析电流I1在I2处的磁场方向竖直向下，根据左手定则可知，I2受到的安培力的方向水平向右，故选项A错误；电流I1与I2在b 处产生的磁场方向相同，合磁场方向向下，所以磁感应强度不等于零，故选项B错误；两根水平放置且相互平行的长直导线分别通有方向相反，大小相等的电流I1与I2时，d点的磁感应强度的方向是竖直向下，当两个电流的大小不相等时，d点的合磁场方向不是竖直向下，故选项C错误；电流I1的大小比电流I2大，则c点的磁感应强度可能等于零，a点的磁感应强度不可能等于零，故选项D正确．6、C解析以导线为研究对象，由左手定则判断得知导线所受安培力方向斜向左上方，根据牛顿第三定律得知，导线对磁铁的安培力方向斜向右下方，磁铁有向右运动的趋势，受到地面向左的摩擦力；同时磁铁对地的压力增大，地面对磁铁的支持力也将增大，故选项A、B、D错误，C正确．7、C解析由图可知，磁场方向向左，线框下边中的电流方向向外，由左手定则可知，下边受到的安培力方向向下，弹簧秤示数增大，选项A 错误；闭合开关后，当滑动变阻器向右滑动时，滑动变阻器接入电路中的电阻增大，通过线框的电流减小，线框下边受到的安培力减小，弹簧秤示数减小，选项B错误；若仅变换电源的正、负极后，线框下边中的电流方向向里，由左手定则可知，下边受到的安培力方向向上，弹簧秤示数变小，选项C正确；若仅把马蹄形磁铁重新放置，使开口向右，N极在上S极在下，由左手定则可知，下边受到的安培力方向向右，选项D错误．8、C解析a与b的电流的方向相反，根据电流与电流之间的相互作用力的特点可知，a与b之间的力为吸引力，当b水平向右平移时，导线a产生的磁场方向在b点为向右下方，根据左手定则可知，导线b受到的安培力方向不在竖直方向上，故选项A错误；当b水平向右平移时，a、b间的距离增大，b在a处产生的磁场强度大小减小，a受到的安培力减小且方向发生变化，根据力的合成可知，导线对桌面的压力增大，所以a受到的摩擦力向左，故导线a对桌面的摩擦力向右，故选项B 、D 错误；由于a 、b 间的距离增大，故a 在b 处产生的磁场强度大小减小，根据安培力F ＝BIL 可知，受到的安培力减小，故选项C 正确．9. C解析 施加一个沿ab 方向的匀强磁场或ba 方向的匀强磁场，导体棒都不受安培力，不可能静止在导轨上，则选项A 、B 错误；由b 看向a 时，施加一个竖直向下的匀强磁场，由左手定则可知导体棒所受安培力方向水平向右，可能静止在导轨上，则选项C 正确；由b 看向a 时，施加一个竖直向上的匀强磁场，由左手定则可知，导体棒所受安培力方向水平向左，不可能静止在导轨上，则选项D 错误．7.D解析：电流I 沿y 轴负方向，安培力大小为F ，沿x 轴正方向，若B＝2F IL，则B 与I 不垂直，但要求B 的两个分量，一个沿z 轴正向，一个平行y 轴，那只能在yOz 平面内，选项D 正确，选项A 、B 、C 错误．二、多项选择题11、答案 BD解析 将导线分成小的电流元，任取一小段电流元为对象，把磁场分解成水平方向和竖直方向的两个分量，则竖直方向的分磁场产生的安培力的合力为零，水平方向的分磁场产生的安培力为F ＝B 水IL ＝2πBIRsinθ，方向为竖直向上，选项B、D正确．12、BD解析若挡板MN表面光滑，对金属杆受力分析，受重力、支持力和安培力，如图所示．根据平衡条件，有F N＝mg tan θ，如果略减小金属杆中电流，则F略减小，而方向不变，支持力方向也不变，根据平衡条件，支持力和安培力大小应该不变，显然矛盾，故选项A错误；三力平衡时，三个力可以构成首尾相连的矢量三角形，如图所示，略增大金属杆中电流，则安培力略增大，要重新平衡，可以将挡板绕过O点垂直纸面的轴逆时针转动一定角度，即支持力逆时针转动一定角度，如图所示，故选项B正确；挡板MN表面粗糙，受重力、支持力、静摩擦力和安培力，其中静摩擦力可能向上、向下或者为零，略增大金属杆中电流，安培力增大，金属杆可能仍然静止，如果原静摩擦力向上，则F cos θ＋f＝mg，静摩擦力可能是减小的，故选项C错误；挡板MN表面粗糙，略减小金属杆中电流，安培力减小，金属杆可能仍然静止，如果静摩擦力向上，则静摩擦力是增加的，故选项D正确．13、BC解析安培力沿斜面向上大小为Mg tan θ，而重力和支持力的合力等于Mg sin θ小于安培力，所以导线有沿斜面往上的运动趋势，选项A错误；B中直导线安培力为零，而绳的拉力、重力和支持力可以满足平衡条件，选项B正确；安培力竖直向上，重力和安培力平衡，没有支持力和拉力，选项C正确；安培力垂直斜面向上大小为Mg，沿斜面方向分解重力，因为Mg>Mg cos θ，所以导线有离开斜面的运动趋势，选项D错误．14、BC解析加上导线c后，a受到的磁场力如图甲所示，a受到的合磁场力仍为F，则受到c给的磁场力大小也为F，与b给的磁场力夹角为120°，故合力为F a＝F，因为abc正好构成一个等边三角形，所以c 给b的磁场力大小为F，b受到的磁场力如图乙所示，根据平行四边形定则可得b受到的磁场力F b＝2F cos 30°＝3F，根据牛顿第三定律可得，c受到的a、b给的磁场力如图丙所示，根据平行四边形定则可得F c ＝F ，选项B 、C 正确．15、AD解析 由安培力的表达式F ＝BIL 结合题图乙可知，安培力F 在一个周期内随磁感应强度B 的变化而变化，在前14周期内，安培力F 大小方向均不变，加速度大小方向均不变，由于初速度为零，所以导线在水平方向上向右做匀加速直线运动；在14周期到12周期内，磁场方向改变，安培力方向改变，加速度方向改变，速度减小，至12周期时速度减小到零，所以选项D 正确；而后在12周期到34周期内，导线MN 反向加速，在一个周期结束时又回到原来的位置，即做往复运动，所以选项A 正确，选项B 、C 错误．16、BC解析：由于金属棒始终保持静止，合力始终为零，保持不变，选项A 错误；由公式F 安＝BIL 可知，由于磁场大小不变，所以安培力大小不变，选项B 正确；磁场垂直斜面时，由平衡条件可得，弹力F N1＝mg cos θ，磁场为竖直向上时，由平衡条件可得，弹力F N2＝mg cos θ＋F安sin θ，所以弹力变大，选项C正确；磁场垂直斜面时，由平衡条件可得，摩擦力F f1＝F安－mg sin θ，当磁场从图示方向顺时针缓慢转为竖直向上的方向时，安培力大小不变，安培力沿斜面方向的分力减小，当减小到与重力沿斜面向下的分力相等时，摩擦力变为零，当安培力沿斜面方向的分力减小到小于重力沿斜面向下的分力时，摩擦力增大，所以摩擦力先减小后增大，选项D错误．。
高考物理知识点二轮复习练：安培力(word版含答案)
安倍力一、选择题（共15题）1．如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形团合回路，虚线M N右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面，回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直，从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论不正确的是（）A．感应电流方向不变B．CD段直线始终不受安培力C．感应电动势最大值E=Bav D．感应电动势平均值1=4E Bav2．小明在课后用铜丝自制了一个“心”形的线圈，他把一节干电池的正极朝上放在一个强磁铁上，强磁铁的N 朝上，S极朝下，然后把制成的线圈如图所示放在电池上，顶端搁在电池的正极，下部分和磁铁接触，忽略各接触面上的摩擦力，从上往下看，则（）A．线圈不会转B．线圈做顺时针转动C．线圈做逆时针转动D．转动方向无法判断3．电磁炮是一种新式兵器，炮弹的出射速度可达当前海军舰炮的3倍以上，其原理是利用磁场产生的安培力来对金属炮弹进行加速。
图为电磁炮的示意图，两根间距为L的光滑平行金属导轨MN、PQ固定在水平面内，质量为m的金属炮弹垂直于MN、PQ放在轨道上，距轨道右端的距离为d，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，闭合开关后，恒流源输出的电流恒为I，炮弹由静止开始加速距离d 后脱离导轨高速射出，不计导轨及导体棒ab的电阻，不计空气阻力，则此过程中恒流源输出的最大功率为A B C D4．如图所示，垂直穿过纸面的三根导线a，b和c分别位于等边三角形的三个顶点，通有大小为I、I和2I的恒定电流，方向如图。
导线c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5．一根长为0.2m、通有2A电流的通电导线放在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中，则其受到的安培力的大小可能是（）A．0.5N B．0.4N C．0.3N D．0.1N6．下列说法正确的是（）A．由UEd=可知，电场强度E与电场力F成正比，与试探电荷q成反比B．若匀强电场中A、B两点间沿着电场线方向的距离为d，且两点间电势差为U，则该电场的场强一定为UEd=C．将长度为L、电流强度为I的通电直导线放在磁感应强度为B的匀强磁场中，则导线所受的安培力一定为F=BILD．将面积为S的矩形线框，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，通过线框的磁通量一定为Φ=BS7．关于静电力、安培力与洛伦兹力，下列说法正确的是（）A．电荷放入静电场中一定受静电力，正电荷所受静电力的方向与该处电场强度方向相同B．通电导线放入磁场中一定受安培力，安培力的方向与该处磁场方向垂直C．电荷放入磁场中一定受洛伦兹力，洛伦兹力的方向与该处磁场方向垂直D．电场力可以做正功、负功或者不做功，安培力和洛伦兹力永不做功8．利用如图所示装置探究匀强磁场中影响通电导线受力的因素，导线垂直匀强磁场方向放置。
江苏省启东中学2018届高考物理复习专项练习：磁场_磁
安培力课后练习(2)1．下列说法正确的是（）A．奥斯特实验说明了电与磁是有关系的 B.磁场一定由运动电荷产生C．磁体的磁场与电磁场有本质的不同 D.磁感线一定由N极指向S极2．直流电动机工作时，为了使通电线圈在磁场中能够继续转动下去，每当线圈刚转过平衡位置，就必须自动改变_______方向，完成这一任务的装置叫做_________.3．当直流电动机中线圈的平面转到与磁感线垂直位置时（）A．受到的磁力最大？ B.不受磁力作用C．线圈中的电流方向改变 D.以上情况都可能4．长为L的直导线，通过电流I，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，受到的磁场力为F，则（）A．F一定和L、B都垂直，L和B也一定垂直B．L一定和F、B都垂直，F和B夹角可以是0°和π以内的任意角C．L一定和F、B都垂直，F和L夹角可以是0°和π以内的任意角D．F一定和L、B都垂直，L和B夹角可以是0°和π以内的任意角5．关于垂直于磁场方向的通电直导线所受到磁场作用力的方向，下列说法正确的是（）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．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6．下列关于导体在磁场中受力的说法中，正确的是（）A．通电导体在磁场中一定受到安培力的作用B．通电导体在磁场中有时不会受到安培力的作用C．通电导体中的电流方向与磁场方向不平行也不垂直时，不会受到安培力的作用D．只要导体放入磁场中，无论是否通电都会受到安培力的作用7．关于磁铁磁性的起源，安培提出了分子电流假说，他是在怎样的情况下提出的（）A．安培通过精密仪器观察到了分子电流B．安培根据环形电流的磁场与磁铁相似而提出的C．安培根据原子结构理论，进行严格推理得出的D．安培凭空想出来的8．下列叙述正确的是（）A．电荷在某处不受电场力作用时，该处的电场强度一定为零B．一小段通电导线在某处不受磁场力作用时，该处的磁感强度一定为零C．把一检验电荷放在电场中某点时，电荷所受电场力与其电量的比值叫做该点的电场强度D．把一小段通电导线放在磁场中某处时，该导线所受磁场力与其长度和电流强度乘积的比值叫做该处的磁感强度9．一段长0.2m，通过2.5A电流的直导线，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，受到的安培力为F，则下列说法正确的是（）A．如果B=2T， F一定是1NB．如果F=0，B也一定为零C．如果B=4T，F有可能是1ND．如果F有最大值时，通电导线一定与B平行10．关于磁感应强度B = F/IL，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．磁感应强度大小与电流元IL的乘积成反比，与F成正比C．磁感应强度方向与电流元IL在此点的受力方向相同D．磁感强度大小是由磁场本身因素决定的，而与有无检验电流无关参考答案：1．答案： AB解析：2．答案：电流；换向器；解析：3．答案： B解析：4．答案： D解析：5．答案： C6．答案： B解析：磁场对通电电流有力的作用，将导体放入磁场，不通电也就无电流，无电流也就不会受到安培力的作用，选项D错误；通电导体放入磁场中，也不一定就受到安培力的作用，当导线方向与磁场方向平行时，导线不受安培力的作用，当导线与磁场垂直时，导线受到的力最大，其他情况下，受到的力介于0与最大值之间，由此可见，选项A、C错误，B正确。
磁场与安培力练习题
磁场与安培力练习题在物理学中，磁场与安培力是一个重要的概念和知识点。
为了更好地理解和掌握这部分内容，我们来通过一些练习题进行深入的探讨。
首先，让我们回顾一下磁场的基本概念。
磁场是一种由磁体或电流产生的物理场，它对处于其中的磁极或电流会产生力的作用。
而安培力则是指磁场对电流的作用力。
一、选择题1、一根通有电流的直导线放在匀强磁场中，所受安培力的方向一定（）A 跟电流方向垂直，跟磁场方向垂直B 跟电流方向垂直，跟磁场方向平行C 跟电流方向平行，跟磁场方向垂直D 跟磁场方向相同答案：A解析：安培力的方向既垂直于电流方向，又垂直于磁场方向，所以A 选项正确。
2、关于安培力的大小，下列说法正确的是（）A 安培力的大小跟电流成正比B 安培力的大小跟磁场强度成正比C 安培力的大小跟电流和磁场的夹角有关D 安培力的大小跟导线的长度成正比答案：C解析：安培力的大小 F ＝BILsinθ，其中 B 为磁场强度，I 为电流，L 为导线长度，θ 为电流与磁场的夹角。
所以安培力的大小与电流、磁场强度、导线长度以及电流和磁场的夹角都有关，C 选项正确。
3、如图所示，两根平行放置的长直导线 a 和 b 中通有大小相同、方向相反的电流，a 受到的磁场力大小为 F1，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 F2，则此时 b 受到的磁场力大小为（）A F2B F1 F2C F1 ＋ F2D 2F1 F2答案：A解析：两根平行放置的长直导线中通有大小相同、方向相反的电流时，它们之间相互作用力大小相等，方向相反。
当加入匀强磁场后，a 受到的磁场力大小发生变化，但 b 受到的磁场力大小仍与 a 变化后的磁场力大小相等，即 F2 ，A 选项正确。
二、填空题1、一根长为 02m 的直导线，通有 2A 的电流，放在磁感应强度为05T 的匀强磁场中，受到的安培力大小最大为____N。
答案：02解析：当电流方向与磁场方向垂直时，安培力最大，F ＝ BIL ＝05×2×02 ＝ 02 N 。
2024年高考物理：高中物理与安培力有关的综合题
2024年高考物理：高中物理与安培力有关的综合题一、安培力作用下的平衡问题例1、如图1所示，在磁感应强度B=1.0T，方向竖直向下的匀强磁场中，有一个与水平面成角的导电滑轨，滑轨上放一个可以自由转动的金属杆ab。
已知接在滑轨中的电源电动势，内阻不计，ab杆长L=0.5m，质量m=0.2kg，杆与平行滑轨间的动摩擦因数；不计滑轨与ab杆的电阻，取，。
求：接在滑轨上的变阻器R的阻值在什么范围内变化时，可以使ab杆在滑轨上保持静止？图1解析：ab杆保持静止，可分为正好不下滑及正好不上滑两种情况。
受力图如图2、图3所示。
ab杆正好不下滑时，设变阻器的电阻为，通过杆的电流，杆所受安培力，此外杆还受重力mg，轨道的支持力和摩擦力，受力分析如图2所示。
由平衡条件有由以上二式解得图2当金属棒正好不上滑时，设变阻器的电阻为，通过杆的电流为，杆所受安培力，杆还受重力mg，轨道支持力和摩擦力，受力分析如图3所示。
由平衡条件有联立以上二式解得故要使金属杆ab静止，应满足图3二、安培力作用下的动力学问题例2、如图4所示，在同一水平面上的两导轨ab和cd相互平行，并处在竖直向上的匀强磁场中。
一根质量为、有效长度L=2m的金属棒放在导轨上。
当金属棒中电流为时，金属棒做匀速运动；当金属棒中电流增加到时，金属棒获得的加速度，则磁场的磁感应强度B为多少？图4解析：由左手定则可知，金属棒所受的安培力方向为水平方向。
当金属棒做匀速运动时有当金属棒做加速运动时有联立以上两式解得三、安培力与动量、能量的综合题例3、如图5所示，金属棒MN的质量，放在宽度为摩擦力不计的两根水平平行的金属导轨上。
磁感应强度B=0.5T，方向竖直向上。
电容，电源电动势E=16V，导轨离地面的高度，单刀双掷开关先掷向1，然后掷向2，金属棒MN被抛到地面上，落地点距抛出点的距离S=0.064m。
问电容两端的电压还有多大？图5解析：金属棒MN被抛出时，具有水平初速度，由平抛运动知识可知，棒下落的时间，棒的水平初速度设磁场力作用的时间为，由动量定理有而通过金属棒的电荷量所以这部分电荷量是电容器通过金属棒放电的电荷量，电容器原来所带电荷量为电容器放电后剩余的电荷量为所以电容器放电后两极间的电压为例4、在磁感应强度B＝0.08T，方向竖直向下的匀强磁场中，一根长度，质量m＝24g的金属横杆水平地悬挂在两根长度均为L＝12cm的轻细导线上，电路中通以如图6所示方向的电流，电流强度保持为2.5A不变，横杆在悬线偏离竖直位置处由静止开始摆下，求横杆通过最低位置时的瞬时速度大小？（）图6解析：此问题结合摆模型，解题关键是受力分析，尤其是安培力，一定要知道其方向，即其和磁感应强度B又和通电导线垂直，根据左手定则知安培力总是水平的，受力分析的侧面图如图7。
2025年高考人教版物理一轮复习专题训练—磁场的描述 安培力(附答案解析)
错误!错误!错误!错误!错误!错误!错误!错误!错误!错误!错误!错误!错误!错误!错误!2025年高考人教版物理一轮复习专题训练—磁场的描述安培力（附答案解析）1．把螺线管与电源连接，发现小磁针N极向螺线管偏转，静止时所指方向如图所示。
下列说法正确的是()A．螺线管左端接电源正极B．若将小磁针移到螺线管内部，小磁针N极所指方向不变C．若将小磁针移到螺线管左端，小磁针N极将转过180°D．若将小磁针移到螺线管正上方，小磁针N极所指方向不变2.(2023·江苏卷·2)如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B。
L形导线通以恒定电流I，放置在磁场中。
已知ab边长为2l，与磁场方向垂直，bc边长为l，与磁场方向平行。
该导线受到的安培力为()A．0 B．BIl C．2BIl D.5BIl3．(2021·广东卷·5)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I1，四根平行直导线均通入电流I2，I1≫I2，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()4.(2021·全国甲卷·16)两足够长直导线均折成直角，按图示方式放置在同一平面内，EO与O′Q 在一条直线上，PO′与OF在一条直线上，两导线相互绝缘，通有相等的电流I，电流方向如图所示。
若一根无限长直导线通过电流I时，所产生的磁场在距离导线d处的磁感应强度大小为B，则图中与导线距离均为d的M、N两点处的磁感应强度大小分别为()A．B、0 B．0、2B C．2B、2B D．B、B5.(2023·广东广州市模拟)一光滑绝缘的正方体固定在水平面内。
AB导体棒可绕过其中点的转轴在正方体的上表面内自由转动，CD导体棒固定在正方体的下底面。
开始时两棒相互垂直并静止，两棒中点O1、O2连线在正方体的中轴线上。
2021届高三物理一轮复习磁场2：安培力(答案)
2021届高三物理一轮复习磁场2：安培力班级__________ 座号_____ 姓名__________ 分数__________一、选择题1． (粤教版选修3－1· P 84·T 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，下列说法中正确的是（ ）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方向垂直D ．安培力的方向一定跟电流方向垂直，也一定跟磁感应强度方向垂直 【答案】D ．【解析】根据左手定则可知，安培力的方向一定跟电流方向垂直，也一定跟磁感应强度方向垂直，故D 正确． 2． （2020海南）如图，在一个蹄形电磁铁的两个磁极的正中间放置一根长直导线，当导线中通有垂直于纸面向里的电流I 时，导线所受安培力的方向为（ ） A. 向上 B. 向下 C. 向左 D. 向右【答案】B【解析】根据安培定则，可知蹄形电磁铁的磁感应线分布情况，如图示故导线所处位置的磁感应线的切线方向为水平向右，根据左手定则，可以判断导线所受安培力的方向为向下。
故选B 。
3． 在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极，紧贴边缘内壁放一个圆环形电极，并把它们与电池的两极相连，然后在玻璃皿中放入导电液体，例如盐水。
如果把玻璃皿放在磁场中，如图所示，通过所学的知识可知，当接通电源后从上向下看（ ） A ．液体将顺时针旋转 B ．液体将逆时针旋转C ．若仅调换N 、S 极位置，液体旋转方向不变D ．若仅调换电源正、负极位置，液体旋转方向不变【答案】B【解析】解：AB 、在电源外部电流由正极流向负极，因此电流由边缘流向中心；器皿所在处的磁场竖直向上，由左手定则可知，导电液体受到的磁场力沿逆时针方向，因此液体沿逆时针方向旋转，故A 错误，B 正确；CD 、仅仅调换N 、S 极位置或仅仅调换电源的正负极位置，安培力方向肯定改变，故CD 错误；4． (2017·沙坪坝区校级模拟)均匀带正电的薄圆盘的右侧，用绝缘细线A 、B 悬挂一根水平通电直导线ab ，电流方向由a 到b ，导线平行于圆盘平面．现圆盘绕过圆心的水平轴沿如图所示方向匀速转动，细线仍然竖直，与圆盘静止时相比，下列说法正确的是（ ） A ．细线上的张力变大左右上 下I 左右上 下IB ．细线上的张力变小C ．细线上的张力不变D ．若改变圆盘转动方向，细线上的张力变大 【答案】 A【解析】 ABC 项，圆盘绕过圆心的水平轴沿如图所示方向匀速转动，产生环形电流，在导体棒ab 处会产生磁场，根据右手螺旋定则可知，磁场垂直于ab 向外，根据左手定则可知，受到的安培力竖直向下，根据共点力平衡可知，细线所受到的弹力变大，故A 项正确，B 项错误，C 项错误；D 项，若改变圆盘转动方向，环形电流的方向相反，磁场方向相反，安培力变为向上，故细线上的张力变小，故D 项错误． 5． 如图所示，由均匀电阻丝组成的正六边形导体框垂直磁场放置，将a 、b 两点接入电源两端，若通电时ab 段电阻丝受到的安培力大小为F ，则此时导体框受到的安培力的合力大小为（ ） A ．0.5F B.F C ．1.2F D.3F【答案】C.【解析】设通过ab 段电阻丝的电流为I ，正六边形的边长为L ，磁感应强度大小为B ，ab 段电阻丝所受的安培力F ab ＝BIL ＝F ，通过其他五边中的电流为15I ，由左手定则可知af 、fe 、dc 和cb 这四段所受安培力的矢量和为零，ed 段所受安培力F ed ＝15BIL ＝15F ，ab 段和ed 段所受安培力方向均向上，故该导体框受到的安培力的合力大小为1.2F ，C 正确．6． (2019·上海等级考)如图，在薄金属圆筒表面上通以与其轴线平行、分布均匀的恒定电流时，该圆筒的形变趋势为（ ）A. 沿轴线上下压缩B. 沿轴线上下拉伸C. 沿半径向内收缩D. 沿半径向外膨胀 【答案】C 【解析】【详解】根据电流间的相互作用力关系：同向电流相互吸引，反向电流相互排斥，所以通以同向电流后，电流间相互吸引，所以整个圆筒有沿半径向内收缩的趋势，ABD 错误C 正确7． （2019·陕西省汉中中学高三）如图所示，三根相互平行的固定长直导线L 1、L 2和L 3两两等距，通过L 1、L 2、L 3中的电流大小相等，L 1、L 2中的电流方向垂直纸面向里，L 3中的电流方向垂直纸面向外，在三根导线与纸面的交点所构成的等边三角形的中心上放有一电流方向垂直纸面向外的通电长直导线则该导线受到的安培力的方向为（ ）A ．指向L 1B ．指向L 2C ．背离L 3D ．指向L 3【答案】D 【解析】 【分析】根据同向电流相吸，异向电流相斥的原理，判断三条直导线对中心处的合力方向． 【详解】根据同向电流相吸，异向电流相斥的原理可知，L 1和L 2对放在中心处的导线均为斥力，合力的方向指向L 3；L 3对放在中心处的导线为吸引力，方向指向L 3；则三条直导线对放在中心处的导线的作用力的合力方向指向L 3；故选D.8． (2016·湖南师大附中月考)如图所示，两根平行放置、长度均为L 的直导线a 和b ，放置在与导线所在平面垂直的匀强磁场中，当a 导线通有电流强度为I 、b 导线通有电流强度为2I ，且电流方向相反时，a 导线受到的磁场力大小为F 1，b 导线受到的磁场力大小为F 2，则a 通电导线的电流在b 导线处产生的磁感应强度大小为( )A.F 22ILB.F 1ILC.2F 1－F 22ILD.2F 1－F 2IL【答案】C【解析】a 、b 导线中电流方向相反，两导线之间的磁场力为斥力，设大小为F ，对a 有F 1＝F ＋BIL ，对b 有F 2＝F ＋2BIL ，解得F ＝2F 1－F 2，对于导线b ，F ＝2F 1－F 2＝B ′·2IL ，解得B ′＝2F 1－F 22IL ，故C 正确。
高中物理第三章磁场2磁场对通电导线的作用安培力练习(含解析)教科版选修31
磁场对通电导线的作用——安培力(25分钟·60分)一、选择题(本题共6小题,每题6分,共36分)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( )D.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【解析】选B。
根据左手定则可知,安培力方向与磁场和电流组成的平面垂直,即与电流和磁场方向都垂直,故A错误,B正确; 磁场与电流不垂直时,安培力的大小为F=BILsin θ,则安培力的大小与通电导线和磁场方向的夹角有关,故C错误;当电流方向与磁场的方向平行,所受安培力为0,将直导线从中折成直角,让其中的一半与磁场的方向平行,安培力的大小将变为原来的一半;将直导线在垂直于磁场的方向的平面内从中折成直角,安培力的大小一定变为原来的,故D错误。
故选B。
2.(多选)如图所示,通电直导线处在蹄形磁铁两极间,受到力F的作用发生偏转,以下说法正确的是( ) 【解析】选A、D。
磁场力是磁场本身性质的体现,磁场是一种物质,磁体间或磁体与电流间的作用都是通过磁场完成的,但是磁场看不见摸不着并不意味着只有受力物体没有施力物体,没有反作用力。
这时我们需找出产生磁场的物体,它才是施力物体,力F的反作用力作用在施力物体上,故选A、D。
【加固训练】如图所示,由直径AOB和半圆ACB构成的半径为R的半圆形金属框放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中,且与磁场方向(垂直于纸面向外)垂直。
若通以如图所示的电流,已知从A端流入的总电流强度为I,则金属框所受到的磁场的作用力的合力为( )A.方向沿纸面向上,大小为0B.方向沿纸面向上,大小为2BIRC.方向沿纸面向下,大小为BIRD.方向沿纸面向下,大小为2BIR【解析】选B。
圆弧ACB的有效长度为2R,设通过ACB的电流为I1,则该部分导线受到的安培力为:F1=B×I1×2R=2BI1R,由左手定则可知方向沿纸面向上。
通过直径AOB的电流为I2=II1,则该部分导线受到的安培力为F2=B×I2×2R=2BI2R,由左手定则可知方向沿纸面向上。
磁场对电流的作用(安培力)专题练习(有答案)
磁场对电流的作用(安培力)专题练习1、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5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受到安培力作用后的运动情况为( )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2、如图所示，一条形磁铁静止在固定斜面上，上端为N极，下端为S极，其一条磁感线如图所示，垂直于纸面方向有两根完全相同的固定导线，它们与磁铁两端的连线都与斜面垂直且长度相等(如图中虚线所示)。
开始两根导线未通电流，斜面对磁铁的弹力、摩擦力的大小分别为F N、F f，后来两根导线通图示方向大小相同的电流后，磁铁仍然静止，则与未通电时相比 ( )A．F N、F f均变大 B．F N不变，F f变小C．F N变大，F f不变 D．F N变小，F f不变3、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4、两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，如图6所示．当两线圈中通以图示方向的电流时，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．在纸面内平动5．如图所示，带负电的金属环绕轴OO′以角速度ω匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后静止时 ( )A．N极竖直向上B．N极竖直向下C．N极沿轴线向左D．N极沿轴线向右6、.欧姆最早是用小磁针测量电流的，他的具体做法是：在地磁场的作用下，小磁针处于水平静止状态，在其上方平行于小磁针放置一长直导线，当导线中通有电流时，小磁针会发生偏转，通过小磁针偏转的角度可测量导线中的电流。
《2. 安培力的应用》(同步训练)高中物理选择性必修第二册_教科版_2024-2025学年
《2. 安培力的应用》同步训练(答案在后面)一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、将一条形磁铁插入一个闭合电路的线圈中，不计内外电路的电阻，那么在条形磁铁插入线圈的过程中，电路中的电流方向为（）。
A. 从北极到南极B. 从南极到北极C. 无电流产生D. 电流方向取决于插入速度2、两根平行放置的直导线通以相同方向的电流，它们之间（）。
A. 产生吸引力B. 产生排斥力C. 无相互作用D. 无法确定3、在水平方向匀速拉动一根通有电流的直导线L，导线L与一根垂直于其所在平面且通有电流的平行导线N之间存在相互作用力。
为了使两导线间的相互作用力最小，以下哪个条件必须满足？（）A. 导线L的电流方向应与导线N的电流方向相同B. 导线L的电流方向应与导线N的电流方向垂直C. 导线L、N的电流量应尽可能大D. 导线L、N的距离应尽可能大4、一个矩形线圈匝数为10匝，放置在垂直纸面向内（即线圈N极朝向读者）的匀强磁场中，磁场强度为0.5T。
线圈长度为0.1m，宽度为0.05m，当线圈从磁场中匀速拉出字段过程中，磁通量减少了0.05Wb。
那么，线圈拉出磁场的速度是多少？（）A. 1m/sB. 2m/sC. 1.25m/sD. 1.5m/s5、在磁场中，一个电流为I的直导线垂直于磁场方向放置，已知磁感应强度为B，导线长度为L。
求导线所受的安培力大小。
选项：A. F = BILB. F = 2BILC. F = BI^2LD. F = (1/2)BIL6、一个矩形线圈在匀强磁场中，当线圈平面与磁场方向垂直时，线圈中感应电动势的大小为E。
若将线圈平面旋转到与磁场方向成θ角，此时线圈中感应电动势的大小变为E’。
则E’与E的关系是：选项：A. E’ = EB. E’ = EcosθC. E’ = EsinθD. E’ = 07、在匀强磁场中，一个矩形线框处于静止状态，线框平面与磁场方向垂直。
若该磁场的磁感应强度B逐渐增大，下列说法正确的是（）。
2024高考物理预测题--安培力
2024高考物理预测题--安培力一、单选题1．如图（a），直导线MN被两等长且平行的绝缘轻绳悬挂于水平轴OO′上，其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MB．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2．如图所示，Oxy平面为水平面，取竖直向下为z轴正方向，Oxy平面下方有一根平行于y轴且通有恒定电流I的长直导线。
P、M和N为平面上的三点，P点位于导线正上方，MN平行于y轴，PN 平行于x轴。
一闭合的圆形金属线圈，圆心在P点，可沿不同方向以相同的速率做匀速直线运动，运动过程中线圈平面始终保持水平。
不考虑地磁场的影响，下列说法正确的是（）A．N点与M点的磁感应强度大小相等，方向相同B．线圈沿PN方向运动时，穿过线圈的磁通量不变C．从P点开始竖直向上运动的过程中，线圈中感应电流越来越大D．从P点开始竖直向下运动的过程中，线圈中感应电流越来越大3．某同学自制一电流表，其原理如图所示，均匀细金属杆MN质量为m，与一竖直悬挂的绝缘轻弹簧相连，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。
MN 的右端连接一绝缘轻指针，可指示出标尺上的刻度，MN 的长度大于ab 的长度L ，当MN 中没有电流通过且处于静止时，MN 与矩形区域的ab 边重合，此时指针指在标尺的零刻度，当MN 中有电流时，指针示数可表示电流强度。
MN 始终在纸面内且保持水平，以下说法正确的是（ ）A ．弹簧的伸长量与金属杆中的电流大小成正比B ．劲度系数k 减小，此电流表量程会更小C ．磁感应强度B 减小，此电流表量程会更小D ．为使电流表正常工作，金属杆中电流的方向应从N 指向M4．在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一闭合金属圆环，面积为S ，电阻为R 。
磁场精讲精练：安培力精讲精练 含解析 精品
一、磁场、磁感应强度1．磁场(1)基本性质：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁力的作用．(2)方向：小磁针的N 极所受磁场力的方向．2．磁感应强度(1)物理意义：描述磁场强弱和方向．(2)定义式：B ＝F IL(通电导线垂直于磁场)．(3)方向：小磁针静止时N 极的指向．(4)单位：特斯拉，符号T.二、磁感线及几种常见的磁场分布1．磁感线 在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致．2．几种常见的磁场(1) 条形磁铁和蹄形磁铁的磁场(如图所示)(2)几种电流周围的磁场分布①磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向．②磁感线的疏密程度表示磁场强弱．③磁感线是闭合曲线，没有起点和终点．在磁体外部，从N极指向S极，在磁体内部，从S极指向N极．④磁感线是假想的曲线，不相交、不中断、不相切．三、安培力的大小和方向1．大小(1)F＝BIL sin θ(其中θ为B与I之间的夹角)(2)磁场和电流垂直时F＝BIL.(3)磁场和电流平行时F＝0.2．方向(1)用左手定则判定：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时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)安培力的方向特点：F⊥B，F⊥I，即F垂直于B和I决定的平面．(注意：B和I可以有任意夹角)[自我诊断]1．判断正误(1)小磁针N极受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向．(√)(2)磁场中的一小段通电导体在该处受力为零，此处B一定为零．(×)(3)由定义式B＝FIL可知，电流强度I越大，导线L越长，某点的磁感应强度就越小．(×) (4)磁感线是真实存在的．(×)(5)通电线圈可等效成条形磁铁，它周围的磁感线起始于线圈一端，终止于线圈的另一端．(×)(6)安培力的方向既跟磁感应强度方向垂直，又跟电流方向垂直．(√)2．(多选)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解析：选BC.指南针有N、S两个磁极，受到地磁场的作用静止时S极指向南方，A错误，B正确．指南针有磁性，可以与铁块相互吸引，C正确．由奥斯特实验可知，小磁针在通电导线放置位置合适的情况下，会发生偏转，D错误．3．磁场中某区域的磁感线如图所示，则( )A．a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a＞B bB．a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a＜B bC．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大D．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小解析：选B.在磁场中，磁感线的疏密表示磁场的强弱，故B a＜B b，A错误，B正确．同一通电导线如果都垂直放入磁场中，则在a处受力一定比b处受力小，但如果导线与磁场平行放置，受力均为0，故C、D均错误．4．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.根据左手定则，安培力垂直于电流和磁感应强度所组成的平面，A错误，B 正确．由安培力公式F＝BIL sin θ(θ为B与I的夹角)可知，C错误．若在垂直于磁感应强度的平面内将直导线折成直角，其有效长度变为原来的22，安培力大小也变为原来的22，D错误．考点一磁场的理解及安培定则1．磁感应强度的三点理解(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，也是小磁针静止时N极的指向．2．安培定则的应用在运用安培定则判定直线电流和环形电流的磁场时应分清“因”和“果”.3．磁场的叠加磁感应强度是矢量，计算时与力的计算方法相同，利用平行四边形定则或正交分解法进行合成与分解．◆特别提醒：两个电流附近的磁场的磁感应强度是由两个电流分别独立存在时产生的磁场在该处的磁感应强度叠加而成的．对点自测1．指南针是我国古代四大发明之一．当指南针上方有一条水平放置的通电导线时，其N极指向变为如图实线小磁针所示．则对该导线电流的以下判断正确的是( ) A．可能东西放置，通有由东向西的电流B．可能东西放置，通有由西向东的电流C．可能南北放置，通有由北向南的电流D．可能南北放置，通有由南向北的电流解析：选C.若导线东西放置，通有由东向西的电流，根据安培定则可知，小磁针所在处合磁场方向将在南北方向上，其不会出现题图所示情况，故选项A错误．若导线东西放置，通有由西向东的电流，根据安培定则可知，小磁针N极不偏转，故选项B错误．若导线南北放置，通有由北向南的电流时，根据安培定则可知，小磁针N 极将顺时针偏转，可转向图中实线所示位置，故选项C 正确．若导线南北放置，通有由南向北的电流，根据安培定则可知，小磁针N 极将逆时针偏转，指向西北方，故选项D 错误．2． (多选)无限长通电直导线在周围某一点产生的磁场的磁感应强度B 的大小与电流大小成正比，与导线到这一点的距离成反比，即B ＝kI r(式中k 为常数)．如图所示，两根相距L 的无限长直导线分别通有电流I 和3I .在两根导线的连线上有a 、b 两点，a 点为两根直导线连线的中点，b 点距电流为I 的导线的距离为L .下列说法正确的是()A ．a 点和b 点的磁感应强度方向相同B ．a 点和b 点的磁感应强度方向相反C ．a 点和b 点的磁感应强度大小比为8∶1D ．a 点和b 点的磁感应强度大小比为16∶1解析：选AD.根据右手螺旋定则，导线周围的磁场的磁感线，是围绕导线形成的同心圆，两导线在a 处的磁感应强度方向都向下，则合磁感应强度方向向下；根据B ＝kI r ，电流为3I 导线在b 处的磁感应强度方向向下，而电流为I 导线在b 处的磁感应强度方向向上，因电流为3I 导线在b 处产生的磁场较大，则合磁感应强度方向向下，因此a 点和b 点的磁感应强度方向相同，故A 正确，B 错误．两导线在a 处的磁感应强度大小B 1＝3kI L 2＋kI L 2＝k 8I L ；两导线在b 处的磁感应强度大小B 2＝3kI 2L －kI L ＝kI 2L，则a 点和b 点的磁感应强度大小之比为16∶1，故C 错误，D 正确．3．如图所示，M 、N 和P 是以MN 为直径的半圆弧上的三点，O 为半圆弧的圆心，∠MOP ＝60°，在M 、N 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，这时O 点的磁感应强度大小为B 1.若将M 处长直导线移至P 处，则O 点的磁感应强度大小为B 2，那么B 2与B 1之比为( ) A.3∶1B ．3∶2C ．1∶1D ．1∶2解析：选B.如图所示，当通有电流的长直导线在M 、N 两处时，根据安培定则，可知：二者在圆心O 处产生的磁感应强度都为B 1/2；当将M 处长直导线移到P 处时，两直导线在圆心O 处产生的磁感应强度也为B 1/2，做平行四边形，由图中的几何关系，可得B 2B 1＝B 22B 12＝cos 30°＝32，故选项B正确．4．如图甲所示，无限长导线均通以恒定电流I .直线部分和坐标轴接近重合，弯曲部分是以坐标原点O 为圆心的相同半径的一段圆弧，已知直线部分在原点O 处不形成磁场，则图乙中O 处磁感应强度和图甲中O处磁感应强度相同的是( )解析：选A.由题意可知，图甲中O 处磁感应强度的大小是其中一段在O 点产生的磁感应强度大小的2倍，方向垂直纸面向里；图A 中，根据安培定则可知，左上段与右下段的通电导线产生的磁场叠加为零，则剩余的两段通电导线产生的磁感应强度大小是其中一段在O 点的磁感应强度的2倍，且方向垂直纸面向里，故A 正确；同理，图B 中，四段通电导线在O 点产生的磁感应强度是其中一段在O 点产生的磁感应强度的4倍，方向垂直纸面向里，故B 错误；图C 中，右上段与左下段产生磁场叠加为零，则剩余两段产生磁感应强度大小是其中一段在O 点产生磁感应强度的2倍，方向垂直纸面向外，故C 错误；图D 中，四段在O点产生的磁感应强度是其中一段在O 点产生磁感应强度的2倍，方向垂直纸面向外，故D 错误．磁感应强度叠加三步骤空间中的磁场通常会是多个磁场的叠加，磁感应强度是矢量，可以通过平行四边形定则进行计算或判断．其步骤如下：(1)确定场源，如通电导线．(2)定位空间中需求解磁场的点，利用安培定则判定各个场源在这一点上产生的磁场的大小和方向．如图中M 、N 在c 点产生的磁场．(3)应用平行四边形定则进行合成，如图中的合磁场B .考点二 安培力作用下的平衡与加速问题1．分析导体在磁场中平衡和加速问题的思路(1)确定要研究的导体．(2)按照已知力→重力→安培力→弹力→摩擦力的顺序，对导体受力分析．(3)分析导体的运动情况．(4)根据平衡条件或牛顿第二定律列式求解．2．受力分析的注意事项(1)安培力的方向特点：F ⊥B ，F ⊥I ，即F 垂直于B 和I 决定的平面．(2)安培力的大小：应用公式F ＝BIL sin θ计算弯曲导线在匀强磁场中所受安培力的大小时，有效长度L 等于曲线两端点的直线长度．(3)视图转换：对于安培力作用下的力学问题，导体棒的受力往往分布在三维空间的不同方向上，这时应利用俯视图、剖面图或侧视图等，变立体图为二维平面图．考向1：安培力作用下静态平衡问题通电导体在磁场中受安培力和其它力作用而处于静止状态，可根据磁场方向、电流方向结合左手定则判断安培力方向．[典例1] (多选)如图所示，质量为m 、长度为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.磁感应强度方向和大小可能为( )A ．z 正向，mg IL tan θB ．y 正向，mg ILC ．z 负向，mg IL tan θD ．沿悬线向上，mg ILsin θ解析 本题要注意在受力分析时把立体图变成侧视平面图，然后通过平衡状态的受力分析来确定B 的方向和大小．若B 沿z 正向，则从O 向O ′看，导线受到的安培力F ＝ILB ，方向水平向左，如图甲所示，导线无法平衡，A 错误．若B 沿y 正向，导线受到的安培力竖直向上，如图乙所示．当F T ＝0，且满足ILB ＝mg ，即B ＝mg IL 时，导线可以平衡，B 正确．若B 沿z 负向，导线受到的安培力水平向右，如图丙所示．若满足F T sin θ＝ILB ，F T cos θ＝mg ，即B ＝mg tan θIL，导线可以平衡，C 正确．若B 沿悬线向上，导线受到的安培力左斜下方向，如图丁所示，导线无法平衡，D 错误．答案 BC考向2：安培力作用下动态平衡问题此类题目是平衡问题，只是由于磁场大小或方向、电流大小或方向的变化造成安培力变化，与力学中某个力的变化类似的情景．[典例2] 如图所示，长为L 的通电直导体棒放在光滑水平绝缘轨道上，劲度系数为k 的水平轻弹簧一端固定，另一端拴在棒的中点，且与棒垂直，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，弹簧伸长x 时，棒处于静止状态．则( )A ．导体棒中的电流方向从b 流向aB ．导体棒中的电流大小为kx BLC ．若只将磁场方向缓慢顺时针转过一小角度，x 变大D ．若只将磁场方向缓慢逆时针转过一小角度，x 变大解析 由受力平衡可知安培力方向水平向右，由左手定则可知，导体棒中的电流方向从a 流向b ，故A 错误；由于弹簧伸长为x ，根据胡克定律有kx ＝BIL ，可得I ＝kx BL，故B 正确；若只将磁场方向缓慢顺时针或逆时针转过一小角度，则安培力在水平方向上的分力减小，根据力的平衡可得，弹簧弹力变小，导致x 变小，故C 、D 错误．答案 B考向3：安培力作用下加速问题此类题目是导体棒在安培力和其它力作用下合力不再为零，而使导体棒产生加速度，根据受力特点结合牛顿第二定律解题是常用方法．[典例3] 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，棒的质量为m ＝0.2 kg ，棒的中点用细绳经滑轮与物体相连，物体的质量M ＝0.3 kg ，棒与导轨的动摩擦因数为μ＝0.5，匀强磁场的磁感应强度B ＝2 T ，方向竖直向下，为了使物体以加速度a ＝3 m/s 2加速上升，应在棒中通入多大的电流？方向如何？(g ＝10 m/s 2)解析 导体棒所受的最大静摩擦力大小为f m ＝0.5mg ＝1 NM 的重力为G ＝Mg ＝3 N要使物体加速上升，则安培力方向必须水平向左，则根据左手定则判断得知棒中电流的方向为由a 到b .根据受力分析，由牛顿第二定律有F 安－G －f m ＝(m ＋M )aF 安＝BIL联立得I ＝2.75 A答案 2.75 A 方向由a →b安培力作用下导体的分析技巧(1)安培力作用下导体的平衡问题与力学中的平衡问题分析方法相同，只不过多了安培力，解题的关键是画出受力分析示意图．(2)安培力作用下导体的加速问题与动力学问题分析方法相同，关键是做好受力分析，然后根据牛顿第二定律求出加速度．考点三 磁场中导体运动方向的判断1．判定通电导体运动或运动趋势的思路 研究对象：通电导线或导体――→明确导体所在位置的磁场分布情况――→利用左手定则导体的受力情况――→确定导体的运动方向或运动趋势的方向2．几种判定方法 环形电流小磁针 条形磁铁通电螺线管多个环形电流 对点自测1. 一个可以自由运动的线圈L 1和一个固定的线圈L 2互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合，如图所示．当两线圈中通以图示方向的电流时，从左向右看，线圈L 1将( )A ．不动B ．顺时针转动C ．逆时针转动D ．在纸面内平动解析：选B.方法一(电流元法) 把线圈L1沿水平转动轴分成上下两部分，每一部分又可以看成无数段直线电流元，电流元处在L2产生的磁场中，根据安培定则可知各电流元所在处的磁场方向向上，由左手定则可得，上半部分电流元所受安培力均指向纸外，下半部分电流元所受安培力均指向纸内，因此从左向右看线圈L1将顺时针转动．方法二(等效法) 把线圈L1等效为小磁针，该小磁针刚好处于环形电流I2的中心，小磁针的N极应指向该点环形电流I2的磁场方向，由安培定则知I2产生的磁场方向在其中心处竖直向上，而L1等效成小磁针后，转动前，N极指向纸内，因此小磁针的N极应由指向纸内转为向上，所以从左向右看，线圈L1将顺时针转动．方法三(结论法) 环形电流I1、I2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，从左向右看，线圈L1将顺时针转动．2．如图所示，蹄形磁铁用柔软的细绳悬吊在天花板上，在磁铁两极的正下方固定着一根水平直导线，当直导线中通以向右的电流时( )A．磁铁的N极向纸外、S极向纸内转动，绳子对磁铁的拉力减小B．磁铁的S极向纸外、N极向纸内转动，绳子对磁铁的拉力减小C．磁铁的N极向纸外、S极向纸内转动，绳子对磁铁的拉力增大D．磁铁的S极向纸外、N极向纸内转动，绳子对磁铁的拉力增大解析：选C.假设磁铁不动，导线运动，根据安培定则可知，通电导线左边的磁场斜向下，而右边的磁场斜向上，那么在导线两侧取两小段，根据左手定则可知，左边一小段所受安培力的方向垂直纸面向里，右侧一小段所受安培力的方向垂直纸面向外，从上往下看，导线顺时针转动．如今导线不动，磁铁运动，根据相对运动，则知磁铁逆时针转动(从上向下看)，即N极向纸外转动，S极向纸内转动．当转动90°时，导线所受的安培力方向竖直向上，根据牛顿第三定律可得磁铁受到导线向下的作用力，故绳子对磁铁的拉力增大，C正确．判断磁场中导体运动趋势的两点注意(1)应用左手定则判定安培力方向时，磁感线穿入手心，大拇指一定要与磁感线方向垂直，四指与电流方向一致但不一定与磁感线方向垂直，这是因为：F一定与B垂直，I不一定与B垂直．(2)导体与导体之间、磁体与磁体之间、磁体与导体之间的作用力和其他作用力一样具有相互性，满足牛顿第三定律．。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
专题02 安培力
1.(2017陕西咸阳模拟)如图所示，在光滑水平面上一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来处于静止状态，此时磁铁对水平面的压力为F N1.。
现在磁铁左上方位置固定一导体棒，当导体棒中通一垂直纸面向里的电流瞬间，磁铁对水平面的压力变为F N2。
同时出现其它变化，则以下说法正确的是
A．弹簧长度将变长B．弹簧长度将变
C．F N1.>F N2. D．F N1.<F N2.
【参考答案】.BD
2.（2016·安徽模拟）如图所示，厚度均匀的木板放在水平地面上，木板上放置两个相同的条形磁铁，两磁铁的N极正对。
在两磁铁竖直对称轴上的C点固定一垂直于纸面的长直导线，并通一垂直纸面向里的恒定电流，木板和磁铁始终处于静止状态，则
A．导线受到的安培力竖直向上，木板受到地面的摩擦力水平向右
B．导线受到的安培力竖直向下，木板受到地面的摩擦力水平向左
C．导线受到的安培力水平向右，木板受到地面的摩擦力水平向右
D．导线受到的安培力水平向右，木板受到地面的摩擦力为零
【参考答案】C
【名师解析】条形磁铁的磁场在C处的磁感应强度方向竖直向上，由左手定则可知，长直导线所受的安培力水平向右。
把木板和条形磁铁看成整体，由牛顿第三定律可知，木板和条形磁铁所受安培力向左。
对木板和条形磁铁，由平衡条件可知，木板受到地面的摩擦力水平向右，选项C正确。
3. （2016·武汉模拟）如图所示，○×表示电流方向垂直纸面向里，○·表示电流方向垂直纸面向外。
两根通电长直导线a、b平行且水平放置，a、b中的电流强度分别为I和2I，此时a受到的磁场力大小为F。
当在a、b的上方再放置一根与a、b平行的通电长直导线c后，a受到的磁场力大小仍为F，图中abc正好构成一个等边三角形，此时b受到的磁场力大小为
A．F B3F
C．3F D7F
【参考答案】D
F’= B’·2I·L=7F，选项D正确。
4. （2016河南八市重点高中联考）如图所示，无限长水平直导线中通有向右的恒定电流I，导线正下方固定一正方形线框。
线框中叶通有顺时针方向的恒定电流I，线框边长为L，线框上边与直导线平行，且到直导线的距离也为L，已知在长直导线的磁场中距离长直导线r处的磁感应强度大小为B=kI/r，线框质量为m，则释放线框的一瞬间，线框的加速度可能为
A．0 B．
2
kI
m
-g C．
2
2
kI
m
-g D．g -
2
kI
m
【参考答案】AC
【命题意图】本题考查了安培力、牛顿运动定律等知识点。
5.如图所示，将一个半径为R的导电金属圆环串联接入电路中，电路的电流强度为I，接入点a、b是圆环直径上的两个端点，流过圆弧abc和adc的电流相等．金属圆环处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与圆环所在平面垂直．则金属圆环受到的安培力为（）
A．0 B．πBIR. C．2πBIR. D．2BIR.
【参考答案】C
6.在绝缘圆柱体上a、b两位置固定有两个金属圆环，当两环通有如图所示电流时，b处金属圆环受到的安培力为F1；若将b处金属圆环移到位置c，则通有电流为I2的金属圆环受到的
安培力为F2。
今保持b处金属圆环位置不变，在位置c再放置一个同样的金属圆环，并通有与a处金属圆环同向、大小为I2的电流，则在a位置的金属圆环受到的安培力( )
A.大小为|F1＋F2|，方向向左
B.大小为|F1＋F2|，方向向右
C.大小为|F1－F2|，方向向左
D.大小为|F1－F2|，方向向右
【参考答案】C
【名师解析】b处金属圆环受到的安培力F1即为两圆环间相互作用的安培力，由于电流方向相反，安培力为斥力，因此a处金属圆环同时也受到大小为F1、方向向左的安培力；当b 处圆环移到位置c时，F2也向左，且F1＞F2；若在c位置再放一个金属圆环，电流大小为I2而方向与I1相同，则c处电流对a处金属圆环的安培力大小为F2，方向向右。
所以a处金属圆环受到的安培力大小为|F1－F2|，方向向左，C项正确。
7.如图所示，条形磁铁放在光滑斜面上，用平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡，A为水平放置的直导线的截面，导线中无电流时磁铁对斜面的压力为F N1；当导线中有垂直纸面向外的电流时，磁铁对斜面的压力为F N2，则下列关于磁铁对斜面的压力和弹簧的伸长量的说法中正确的是( )
A.F N1＜F N2，弹簧的伸长量减小
B.F N1＝F N2，弹簧的伸长量减小
C.F N1＞F N2，弹簧的伸长量增大
D.F N1＞F N2，弹簧的伸长量减小
【参考答案】 C
8.(2016·浙江温州联考)如图所示，金属细棒质量为m ，用两根相同轻弹簧吊放在水平方向的匀强磁场中，弹簧的劲度系数为k ，棒ab 中通有恒定电流，棒处于平衡状态，并且弹簧的弹力恰好为零。
若电流大小不变而方向反向，则( )
A.每根弹簧弹力的大小为mg
B.每根弹簧弹力的大小为2mg
C.弹簧形变量为mg k
D.弹簧形变量为2mg k
【参考答案】 AC
【名师解析】 电流方向改变前，对棒受力分析，根据平衡条件可知，棒受到的安培力竖直向上，大小等于mg ；电流方向改变后，棒受到的安培力竖直向下，大小等于mg ，对棒受力分析，根据平衡条件可知，每根弹簧弹力的大小为mg ，弹簧形变量为mg k ，选项A 、C 正确。
9．（2016·河南省名校联考）如题图所示，两根平行放置、长度均为L 的直导线a 和b ，放置在与导线所在平面垂直的匀强磁场中。
当a 导线通有电流强度为I ，b 导线通有电流强度2I ，且电流方向相反时，a 导线受到的磁场力大小为F 1，b 导线受到的磁场力大小为F 2，则a 通电导线的电流在b 导线处产生的磁感应强度大小为
A ．IL F 22
B ．IL
F 1 C ．
IL F F 2-221 D ．IL F F 21-2 【参考答案】．C
10．（2014·北京顺义区质检）实验室经常使用的电流表是磁电式仪表。
这种电流表的构造如题17-17图甲所示。
蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐向分布的。
当线圈通以如题17-17图乙所示的稳恒电流（b端电流流向垂直纸面向内），下列说法不正确的是
A．当线圈在如图乙所示的位置时，b端受到的安培力方向向上。
B．线圈转动时，螺旋弹簧被扭动，阻碍线圈转动。
C．线圈的框架选择铝质材料，不仅考虑铝的密度小、强度高，更主要的是因为铝框转动时产生涡流，阻碍线圈的转动，这样有利于指针很快地稳定指到读数位置上．D．由于这种仪表是一种比较精密、容易损坏的仪器，所以在搬动运输这种电流表过程中，应该用导线将图中两接线柱直接连接，这样可以有效的减小线圈产生的摆动，以防止电表受损。
【参考答案】．A
11．（2016武汉调研）如图所示，磁感应强度大小为B的匀强磁场方向斜向右上方，与水平方向所夹的锐角为45o。
将一个3
金属圆环ab置于磁场中，圆环的圆心为O，半径为r，两
4
条半径oa和0b相互垂直，且oa沿水平方向。
当圆环中通以电流I时，圆环受到的安培力大
小为（A）
A．2BIr B．3
2
BIr
C．BIr D．2 BIr
【参考答案】A
【名师解析】圆环受到的安培力大小等效为ab连线的长度电流受到的安培力，ab连线的长2r，F=BI22BIr，选项A正确。