高考物理 精准培优专练十七 磁场 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 。
2019届高考最直击人心的物理宝典：安培力(含详解)
2018高考最直击人心的物理宝典：安培力一、单项选择题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接触，并使它组成如图所示的电路，当电键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2．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，一长L 的直导线通以大小为I 的电流，放在垂直于导线的磁感应强度为B 的匀强磁场中，则导线所受安培力的大小为( )A ．BILsin θB ．BILcos θ C.BILsin θD ．BIL[:4．在如图所示电路中，电池均相同，当电键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 ，判断这两段导线( )A ．f a ＞f b ，相互吸引B ．f a ＞f b ，相互排斥C ．f a ＜f b ，相互吸引D ．f a ＜f b ，相互排斥[:数理化]5．(2018·广东模拟)在赤道上，地磁场可以看作是沿南北方向并且与地面平行的匀强磁场，磁感应强度是5×10－5T ．如果赤道上有一条沿东西方向的直导线，长40 m ，载有20 A 的电流，地磁场对这根导线的作用力大小是 ( )A ．4×10－8N B ．2.5×10－5N C ．9×10－4N D ．4×10－2N6. (2018·江苏徐州模拟)如图所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N 极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直线圈平面．当线圈内通以图中方向的电流后，线圈的运动情况是( )A ．线圈向左运动B ．线圈向右运动C ．从上往下看顺时针转动[:D ．从上往下看逆时针转动 二、双项选择题7．在下列四个图中，标出了磁场B的方向、通电直导线中电流I的方向，以及通电直导线所受磁场力F的方向，其中正确的是()8．如图直导线通入垂直纸面向里的电流，在下列匀强磁场中，能静止在光滑斜面上的是( )9.(2018·东莞市一模)在x Oy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．该区域有匀强磁场，通电直导线所受磁场力的方向与Oz轴的正方向相同．该磁场的磁感应强度方向可能是( )A．沿x轴负方向 B．沿y轴负方向C．沿z轴正方向 D．沿z轴负方向10．一条形磁铁放在水平桌面上，它的上方靠S极一侧吊挂一根与它垂直的导电棒，图中只画出此棒的截面图，并标出此棒中的电流是流向纸内的，在通电的一瞬间可能产生的情况是( )A．磁铁对桌面的压力减小[:B．磁铁对桌面的压力增大C．磁铁受到向右的摩擦力D．磁铁受到向左的摩擦力三、非选择题11．如图(a)所示，倾角为α、相距为L的光滑导轨与一稳恒电源连接，导轨处于垂直于导轨形成的斜面向上、磁感应强度为B的匀强磁场中，有一质量为m的金属棒与导轨良好接触后恰好处于静止状态．图(b)为金属棒与斜面的切面图，重力加速度取g.(1)试在图(b)中作出金属棒受力示意图；(2)计算流过金属棒的电流．[:[:12．如图所示，质量为m的金属棒，放在距光滑金属导轨右端为l的地方，导轨间距为d，距离地面高度为h，处于大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，并接有电动势为E、内电阻为r的电池．当开关K闭合时，金属棒先滑向右端再抛出，已知抛出的水平距离为s，不考虑金属棒切割磁感线产生的感应电流，试计算该金属棒的电阻．[来源:参考答案1．解析：弹簧相邻两匝线圈电流同向，互相吸引，弹簧下端脱离水银，电路断开．然后弹簧在重力作用下向下运动，跟水银接触，又构成闭合回路，周而复始．答案：C2．解析：根据题意可知：欲使F＝0，则需使磁场力竖直向上，大小等于导线重力，由左手定则可知，磁场方向需垂直纸面向里，故选C.答案：C3．解析：只要电流与磁感应强度垂直，则安培力的大小F＝BIL.只是该力的方向斜向下．答案：D4．解析：电键S分别置于a、b两处时，电源分别为一节干电池、两节干电池，而电路中灯泡电阻不变，则电路中电流I a＜I b，MM′在NN′处的磁感应强度B a＜B b，应用安培力公式F＝B IL可知f a＜f b，又MM′在NN′电流方向相反，则相互排斥．答案：D5．解析：地磁场方向是南北方向，电流方向是东西方向，它们相互垂直，利用公式F＝BIL可计算此安培力的大小为4×10－2 N.答案：D6．解析：法一电流元法．首先将圆形线圈分成很多小段，每一段可看作一直线电流元，取其中上、下两小段分析，其截面图和所受安培力情况如下图所示．根据对称性可知，线圈所受安培力的合力水平向左，故线圈向左运动．只有选项A正确．法二等效法．将环形电流等效成小磁针，如下图所示，根据异名磁极相吸引知，线圈将向左运动，选A.也可将左侧条形磁铁等效成环形电流，根据结论“同向电流相吸引，异向电流相排斥”，也可判断出线圈向左运动，选A.答案：A7．解析：B 项中因电流方向与磁场方向平行，导线根本没有受力，B 项错误；D 项的安培力方向应垂直纸面向外，则说明D 项错误；A 、C 项正确．答案：AC8．解析：只有偏向右侧的安培力才可能与其他力平衡，根据左手定则知A 、C 正确． 答案：AC9．解析：根据安培力垂直于磁感应强度和电流构成的平面的原理可知，由于通电直导线所受的安培力的方向与Oz 轴的方向相同，因此磁感线都在Oxy 的平面内，只要不与导线平行则可．答案：AB10．解析：如下图所示．对导体棒，通电后，由左手定则，导体棒受到斜向左下方的安培力，由牛顿第三定律可得，磁铁受到导体棒的作用力应斜向右上方，所以在通电的一瞬时，磁铁对桌面的压力减小，磁铁受到向左的摩擦力，因此选项A 、D 正确．答案：AD11．解析：(1)金属棒所受的力的示意图，如图所示：(2)根据安培力的公式，有： F 安＝BIL.①根据力的平衡条件，有： F 安＝mg·sin α. ② ①②两式联立得：I ＝mg·sin αBL.答案：(1)见解析 (2)mgsin αBL12．解析：设金属棒做平抛运动的初速度为v ，根据平抛运动的规律．[: 在竖直方向上，有：h ＝ 12gt 2.①在水平方向上，有：s ＝vt.② ①②联立解得：v ＝sg2h.③ 由于不考虑金属棒切割磁感线产生的感应电流，金属棒所受的安培力为恒力，方向水平向右，金属棒在光滑金属导轨上做匀加速直线运动，根据动能定理．有：BId·l ＝12mv 2－0.④③④联立解得：电路的电流为 I ＝ mgs 24Bhdl.⑤[:设金属棒的电阻为R ，根据闭合电路的欧姆定律，有：I ＝ER ＋r.⑥⑤⑥联立解得：金属棒的电阻R ＝4BEhdlmgs2－r.答案：4BEhdl mgs2－r。
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。
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。
高考物理最新模拟题精选训练(磁场)专题 安培力(含解析)
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】.BD2.（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 BC ．D 【参考答案】DF ’= B ’·2I ·，选项D 正确。
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。
高考物理复习冲刺压轴题专项突破—安培力(含解析)
高考物理复习冲刺压轴题专项突破—安培力（含解析）一、选择题（1-9题只有一个选项正确，10-12题有多个选项符合条件）1．如图（a ）所示，在倾角37θ=的斜面上放置着一个金属圆环，圆环的上半部分处在垂直斜面向上的匀强磁场（未画出）中，磁感应强度的大小按如图（b ）所示的规律变化。
释放圆环后，在08t t =和09t t =时刻，圆环均能恰好静止在斜面上。
假设圆环与斜面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin 370.6=，则圆环和斜面间的动摩擦因数为（ ）A ．34B ．1516C ．1920D ．2728【答案】D 【解析】根据楞次定律可知，008t 时间内感应电流的方向沿顺时针方向，由左手定则可知圆环上部受安培力沿斜面向下，设圆环半径为r ，电阻为R ，在08t t =时有220101ππ216B B E r r t t t Φ==⋅⋅=，11E I R= 此时圆环恰好静止由平衡得01sin 2cos mg B I r mg θμθ+⋅=同理在09t t =时圆环上部分受到的安培力沿斜面向上2020π2B E r t t ∆Φ==∆，22E I R= 圆环此时恰好静止，由平衡得02sin cos 2mg mg B I r θμθ+=⋅联立以上各式得2728μ=故ABC 错误，D 正确。
故选D 。
2．某实验装置如图所示，用细绳竖直悬挂一个多匝矩形线圈，细绳与传感器相连，传感器可以读出细绳上的拉力大小。
将线框的下边ab 置于蹄形磁铁的、S 极之间，使ab 边垂直于磁场方向且ab 边全部处于N 、S 极之间的区域中。
接通电路的开关，调节滑动变阻器的滑片，当电流表读数为时，传感器的读数为1F ；保持ab 中的电流大小不变，方向相反，传感器的读数变为2F （21F F <）。
已知金属线框的匝数为n ，ab 边长为L ，重力加速度为g ，则可得到（ ）A ．金属线框的质量122F F m g+= B ．N 、S 极之间的磁感应强度12F F B nIL -=C ．传感器的读数为1F 时，ab 中的电流方向为b →aD ．减小电流I 重复实验，则1F 、2F 均减小【答案】A【解析】AB ．通电线圈受到重力安培力和细绳的拉力作用，当电流表读数为I 时，绳子的拉力为1F ，则1F mg nBIL =+保持ab 中的电流大小不变，方向相反，绳子的拉力为2F ，则2F nBIL mg +=联立解得金属框的质量为 122F F m g +=122F F B nIL-= 选项A 正确，B 错误；C ．传感器的读数为1F 时，安培力竖直向下，根据左手定则可知，ab 中的电流方向为a →b ，故C 错误；D ．减小电流I 重复实验，则1F 减小，2F 增大，故D 错误。
高考物理一轮复习《磁场与安培力》跟踪复习练习题(含答案)
磁场与安培力一、单项选择（下列各题中四个选项中只有一个选项符合题意）1．如图所示，互相绝缘的三根无限长的直导线的一部分ab 、cd 、ef 组成一个等边三角形。
三根导线所通过的电流大小相等，方向如图所示。
O 为三角形的正中心，M 、N 分别为O 点关于ab 、cd 的对称点。
已知三根导线中的电流在O 点所形成的合磁场的磁感应强度大小为1B ，在M 点所形成的合磁场的磁感应强度大小为2B ，则此时在N 点的合磁场的磁感应强度大小为（ ）A ．1B B ．2BC ．12B B -D ．12B B + 2．空间中三角形OPQ ，37OPQ ∠=︒，90POQ ∠=︒。
在P 、Q 两点分别放置无限长载流直导线a 和b ，两导线均垂直于三角形OPQ 所在的平面。
已知无限长载流直导线周围某点的磁感应强度表达式为I B k R=（其中，k 为恒量，I 为长直导线中的电流大小，R 为该点与直导线的垂直距离）。
某小段通电直导体位于O 点垂直于三角形平面放置，它受到的安培力方向平行于PQ 连线，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则（ ）A ．导线a 、b 电流之比为16：9，方向相同B ．导线a 、b 电流之比为16：9，方向相反C ．导线a 、b 电流之比为1：1，方向相同D ．导线a 、b 电流之比为1：1，方向相反 3．如图所示是等腰直角三棱柱，其平面abcd 为正方形，边长为L ，它们按图示方式放置于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B 0，则下列说法正确的是（ ）A ．穿过abcd 平面的磁通量与穿过cd e f 的相等B ．穿过abcd 平面的磁通量与穿过abfe 的相等C ．穿过abcd 平面的磁通量与穿过ade 的相等D ．穿过abcd 平面的磁通量大于穿过cd e f 平面的4．如图所示，质量0.4 kg m =、长度为 1 m L =、截面为矩形的导体棒PQ 放在倾角为30θ=︒的两根平行倾斜导轨上恰好能静止。
2019_2020学年高中物理第三章磁场第2节磁场对通电导线的作用——安培力练习(含解析)教科版
第2节磁场对通电导线的作用——安培力一、单项选择题1．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：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，选项A正确．答案：A2.在如图所示电路中，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，可判断这两段导线( )A．相互吸引，f a>f bB．相互排斥，f a>f bC．相互吸引，f a<f bD．相互排斥，f a<f b解析：开关S闭合后，MM′、NN′中产生平行反向电流，据安培定则和左手定则可知，两导线相互排斥，A、C错．开关S置于b处时，两段导线中的电流较大，导线产生较强的磁场，对另一导线产生较大的安培斥力，即f a<f b，故B错，D对．答案：D3.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：根据安培定则判断出c处合磁场方向与ab连线平行，方向向下，由左手定则可知安培力方向向左，故A、B、D错误，C正确．答案：C4．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，A导线中电流的方向垂直于纸面向里，开关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．竖直向上解析：由安培定则判定通电螺线管上方磁场方向水平向右，再由左手定则判定通电直导线所受安培力的方向是竖直向下，选项C正确．答案：C5.一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：解法一：利用结论法环形电流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L1的转动方向应是从左向右看线圈L1顺时针转动．解法二：等效法把线圈L 1等效为小磁针，该小磁针刚好处于环形电流I 2的中心，通电后，小磁针的N 极应指向该点环形电流I 2的磁场方向，由安培定则知L 2产生的磁场方向在其中心竖直向上，而L 1等效成小磁针后，转动前N 极指向纸内，因此应由向纸内转为向上，所以从左向右看，线圈L 1顺时针转动．答案：B二、多项选择题6．一根长为0.2 m 、电流为2 A 的通电导线，放在磁感应强度为0.5 T 的匀强磁场中，受到磁场力的大小可能是( )A ．0.4 NB ．0.2 NC ．0.1 ND ．0解析：当导线与磁场平行时，受到的磁场力为零，当导线与磁场垂直时，F ＝BIl ＝0.5×2×0.2＝0.2 N ，故选项B 、C 、D 都有可能．答案：BCD7．图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． 答案：BD8．如图所示，质量为m 、长为L 的直导线用两绝缘细线悬挂于O 、O ′之间，导线水平并处于匀强磁场中，当导线中通以沿x轴正方向的电流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( ) A ．沿y 轴正向，mg ILB ．沿z 轴负向，mg tan θILC ．沿z 轴正向，mg tan θILD ．沿悬线向上，mg sin θIL解析：当磁感应强度方向沿y 轴正向并且细线拉力为零时，BIL ＝mg ，B ＝mg IL ，选项A 正确；当磁感应强度方向沿z 轴负向时，由共点力的平衡条件可知，BIL ＝mg tan θ，B ＝mg tan θIL，选项B 正确；当磁感应强度方向沿z 正向或沿悬线向上时，导线不可能平衡，选项C 、D 错误． 答案：AB9．如图所示，在匀强磁场区域中有一光滑斜面体，在斜面体上放了一根长为L 、质量为m 的导线，当通以如图方向的电流后，导线恰好能保持静止，则磁感应强度B 满足( )A ．B ＝mg IL，方向水平向左B ．B ＝mg sin θIL，方向垂直纸面向外 C ．B ＝mg cos θIL，方向沿斜面向上 D ．B ＝mg tan θIL ，方向竖直向下 解析：磁场方向水平向左时，安培力竖直向上，与重力平衡，有mg ＝BIL ，解得B ＝mg IL ，故选项A 正确；磁场垂直向外时，由于电流与磁场方向平行，故安培力为零，不可能平衡，故选项B 错误；方向沿斜面向上，安培力垂直于斜面向上，不可能平衡，故选项C 错误；磁场竖直向下时，安培力水平向左，导体棒还受到重力和支持力，根据平衡条件和安培力公式，有mg tan θ＝BIL ，解得B ＝mg tan θIL，故选项D 正确． 答案：AD10．在同一光滑斜面上放同一导体棒，如图所示是两种情况的剖面图．所处空间有磁感应强度大小相等的匀强磁场，但方向不同，一次垂直斜面向上，另一次竖直向上，两次导体棒A 分别通有电流I 1和I 2，都处于静止平衡．已知斜面的倾角为θ，则( )A ．I 1∶I 2＝cos θ∶1B ．I 1∶I 2＝1∶1C ．导体棒A 所受安培力大小之比F 1∶F 2＝sin θ∶cos θD ．斜面对导体棒A 的弹力大小之比F N1∶F N2＝cos 2θ∶1解析：分别对导体棒受力分析，如图所示，利用平衡条件即可求解．第一种情况：F 1＝BI 1L ＝mg sin θ，F N1＝mg cos θ解得：I 1＝mg sin θBL第二种情况：F 2＝BI 2L ＝mg tan θ，F N2＝mg cos θ解得：I 2＝mg tan θBL所以F 1F 2＝BI 1L BI 2L ＝I 1I 2＝sin θtan θ＝cos θ， F N1F N2＝cos θ1cos θ＝cos 2θ 可见，A 、D 正确，B 、C 错误．答案：AD三、非选择题11.如图所示，一劲度系数为k 的轻质弹簧，下端挂有一匝数为n 的矩形线框abcd ，bc 边长为l ，线框的下半部处在匀强磁场中，磁感应强度大小为B ，方向与线框平面垂直，在图中垂直于纸面向里，线框中通以电流I ，方向如图所示，开始时线框处于平衡状态．现令磁场反向，磁感应强度的大小仍为B ，线框达到新的平衡，在此过程中线框位移的大小Δx 为多少？方向如何？解析：两种情况下安培力方向相反，大小均为F 安＝nBIl ，则弹簧弹力的改变量为ΔF ＝k ·Δx ＝2nBIl ，所以Δx ＝2nBIl k.开始时安培力向上，后来安培力向下，所以线框位移方向向下． 答案：2nBIl k向下 12.把一根通电的硬直导线ab 放在磁场中，导线所在区域的磁感线呈弧形，如图所示．导线可以在空中自由移动和转动，导线中的电流方向由a 向b .(1)请描述导线的运动情况．(2)虚线框内有产生以上弧形磁感线的磁场源，它可能是条形磁铁、蹄形磁铁、通电螺线管、直线电流．请你分别按每种可能考虑，大致画出它们的安放位置．解析：(1)通电导线a 端、b 端分别受到的安培力为垂直于纸面向外和垂直于纸面向里，导线会转动(从上向下看逆时针)，当转过90°时，电流方向垂直于纸面向里(仍由a 流向b )，导线受到的安培力向下，故导线会向下运动．所以导线转动(从上向下看逆时针)并下移．(2)如图所示的甲、乙、丙、丁四个图分别表示虚线框内的磁场源是条形磁体、蹄形磁体、通电螺线管和直线电流及其大致位置．答案：(1)导线转动(从上向下看逆时针)并下移(2)图见解析。
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。
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 Revised by BLUE on the afternoon of December 12,2020.1．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＝maI2－I1l＝ 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。
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培优点十九磁场安培力一、考点分析1. 本知识点每年必考，近几年的考查重点，主要是在选择题中考查磁场及磁感应强度、安培力的方向和大小的确、安培力的综合。
2. 注意要点：分析安培力时，要注意将立体图转化为平面图。
二、考题再现典例1. (2018∙全国II卷∙20)如图，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1、L2，L1中的电流方向向左，L2中的电流方向向上；L1的正上方有a、b两点，它们相对于L2对称。
整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为B 0，方向垂直于纸面向外。
已知a 、b 两点的磁感应强度大小分别为013B 和012B ，方向也垂直于纸面向外。
则( ) A. 流经L1的电流在b 点产生的磁感应强度大小为0712B B. 流经L 1的电流在a 点产生的磁感应强度大小为0112B C. 流经L 2的电流在b 点产生的磁感应强度大小为0112B D. 流经L 2的电流在a 点产生的磁感应强度大小为0712B 【解析】L 1在a 、b 两点产生的磁场强度大小相等设为B 1，方向都垂直于纸面向里，而L 2在a 点产生的磁场强度设为B 2，方向向里，在b 点产生的磁场强度也为B 2，方向向外，规定向外为正，根据矢量叠加原理可知012013B B B B --=，201012B B B B +-=，可解得：10712B B =，20112B B =，故A 、C 正确。
【答案】AC典例2. (2017·全国Ⅲ卷·18)如图，在磁感应强度大小为B 0的匀强磁场中，两长直导线P 和Q 垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l 。
在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I 时，纸面内与两导线距离均为l 的a 点处的磁感应强度为零，如果让P 中的电流反向、其他条件不变，则a 点处磁感应强度的大小为( )A. 0B. 33B 0C. 233B 0 D. 2B 0【解析】如图甲所示， P 、Q 中的电流在a 点产生的磁感应强度大小相等，设为B 1，由几何关系可知，B 1＝33B 0。
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。
2020届高考物理精准培优专练十七磁场安培力含解析20191029238(数理化网)
磁场 安培力1．本知识点每年必考，近几年的考查重点，主要是在选择题中考查磁场及磁感应强度、电流的磁场及安培定则的应用。
2．注意要点：分析安培力时，要注意将立体图转化为平面图。
典例1.(2019·全国I 卷·17)如图，等边三角形线框LMN 由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点M 、N 与直流电源两端相接。
已知导体棒MN 受到的安培力大小为F ，则线框LMN 受到的安培力的大小为( ) A ．2F B ．1.5F C ．0.5F D ．0典例2.(2018∙全国II 卷∙20)如图，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L 1、L 2，L 1中的电流方向向左，L 2中的电流方向向上；L 1的正上方有a 、b 两点，它们相对于L 2对称。
整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为B 0，方向垂直于纸面向外。
已知a 、b 两点的磁感应强度大小分别为13B 0和12B 0，方向也垂直于纸面向外。
则( )A ．流经L 1的电流在b 点产生的磁感应强度大小为712B 0B ．流经L 1的电流在a 点产生的磁感应强度大小为112B 0C ．流经L 2的电流在b 点产生的磁感应强度大小为112B 0D ．流经L 2的电流在a 点产生的磁感应强度大小为712B 01．如图所示，AC 是四分之一圆弧，O 为圆心，D 为圆弧中点，A 、D 、C 处各有一垂直纸面的通电直导线，电流大小相等，方向垂直纸面向里，整个空间还存在一个大小为B 的匀强磁场，O 处的磁感应强度恰好为零。
如果将D 处电流反向，其他条件都不变，则O 处的磁感应强度大小为( )A ．2(2－1)B B ．2(2＋1)BC ．2BD ．02．(多选)无限长的通电直导线在其周围某一点产生磁场的磁感应强度B 的大小与电流I 成正比，与这一点到导线的距离r 成反比，即kIB r=(式中k 为常数）。
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．。
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磁场 安培力1．本知识点每年必考，近几年的考查重点，主要是在选择题中考查磁场及磁感应强度、电流的磁场及安培定则的应用。
2．注意要点：分析安培力时，要注意将立体图转化为平面图。
典例1.(2019·全国I 卷·17)如图，等边三角形线框LMN 由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点M 、N 与直流电源两端相接。
已知导体棒MN 受到的安培力大小为F ，则线框LMN 受到的安培力的大小为( ) A ．2F B ．1.5F C ．0.5F D ．0典例2.(2018∙全国II 卷∙20)如图，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L 1、L 2，L 1中的电流方向向左，L 2中的电流方向向上；L 1的正上方有a 、b 两点，它们相对于L 2对称。
整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为B 0，方向垂直于纸面向外。
已知a 、b 两点的磁感应强度大小分别为13B 0和12B 0，方向也垂直于纸面向外。
则( )A ．流经L 1的电流在b 点产生的磁感应强度大小为712B 0B ．流经L 1的电流在a 点产生的磁感应强度大小为112B 0C ．流经L 2的电流在b 点产生的磁感应强度大小为112B 0D ．流经L 2的电流在a 点产生的磁感应强度大小为712B 01．如图所示，AC 是四分之一圆弧，O 为圆心，D 为圆弧中点，A 、D 、C 处各有一垂直纸面的通电直导线，电流大小相等，方向垂直纸面向里，整个空间还存在一个大小为B 的匀强磁场，O 处的磁感应强度恰好为零。
如果将D 处电流反向，其他条件都不变，则O 处的磁感应强度大小为( )A ．2(2－1)B B ．2(2＋1)BC ．2BD ．02．(多选)无限长的通电直导线在其周围某一点产生磁场的磁感应强度B 的大小与电流I 成正比，与这一点到导线的距离r 成反比，即kIB r=(式中k 为常数）。
如图所示，两根相距L 的无限长直导线M 、N 通有大小相等、方向相反的电流，a 点在两根导线的垂线上且距两根导线的距离均为L ，b 点在两根导线连线的延长线上且距导线N 的距离也为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之比为2∶1 D ．a 点和b 点的磁感应强度大小之比为4∶13．如图所示为测感应强度大小的一种方式，边长为l 、一定质量的等边三角形导线框用绝缘细线悬挂于天花板，导线框中通以逆时针方向的电流。
图中虚线过ab 边中点和ac 边中点，在虚线的下方为垂直于导线框向里的匀强磁场，导线框中的电流大小为I 。
此时导线框处于静止状态，通过传感器测得细线中的拉力大小为F 1；保持其它条件不变，现将虚线下方的磁场移至虚线上方，此时测得细线中拉力大小为F 2。
则磁感应强度大小为( ) A ．21F F Il - B ．212F F Il - C ．212()F F Il - D ．212()3F F Il- 4．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( ) A ．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5．如图，光滑斜面上放置一根通有恒定电流的导体棒，空间有垂直斜面向上的匀强磁场B ，导体棒处于静止状态。
现将匀强磁场的方向沿图示方向缓慢旋转到水平方向，为了使导体棒始终保持静止状态，匀强磁场的磁感应强度应同步( )A ．增大B ．减小C ．先增大，后减小D ．先减小，后增大6．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粗糙导轨CD 、EF ，导轨上放一金属棒MN 。
现从t ＝0时刻起，给金属棒通以图示方向的电流且电流强度与时间成正比，即I ＝kt ，其中k 为常量，金属棒与导轨始终垂直且接触良好。
下列关于金属棒的速度v 、加速度a 随时间t 变化的关系图象，可能正确的是( )7．如图甲所示，电磁炮是一种新型的兵器，其射程甚至可达数百公里，远远超过常规炮弹。
它的主要原理如图乙所示，当弹体中通以强电流时，弹体在强大的磁场力作用下加速前进，最后从炮口高速射出。
设两轨道间距离为0.10 m ，匀强磁场的磁感应强度为40 T ，电流2000 A ，轨道长度为20 m ，不考虑电流产生的磁场对匀强磁场强度的影响，则( )A ．若不计任何阻力，质量为20 g 的炮弹最终获得的速度为400 m/sB ．若不计任何阻力，磁场的磁感应强度加倍，则炮弹获得的速度也加倍C ．若阻力大小一定，轨道长度加倍，速度变为2倍D ．若阻力大小一定，电流加倍，速度变为2倍8．(多选)如图所示，两条平行的光滑金属导轨所在平面与水平面的夹角为θ，间距为d 。
导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B ，方向与导轨平面垂直。
质量为m 的金属棒被固定在导轨上，距底端的距离为s ，导轨与外接电源相连，使金属棒通有电流。
金属棒被松开后，以加速度a 沿导轨匀加速下滑，重力加速度为g 。
在金属棒下滑到底端的过程中( ) A ．末速度的大小2v as = B ．通过金属棒的电流大小sin mg I dB θ= C ．通过金属棒的电流大小(sin )m g a I dBθ-=D ．通过金属棒的电荷量(sin )2m g a asQ θ-=9．(多选)电流天平可以用来测量匀强磁场的磁感应强度的大小。
如图甲所示，测量前天平已调至平衡，测量时，在左边托盘中放入质量为m 的砝码，右边托盘中不放砝码，将一个质量为m 0、匝数为n 、下边长为l 的矩形线圈挂在右边托盘的底部，再将此矩形线圈的下部分放在待测磁场中。
线圈的两头连在如图乙所示的电路中，不计连接导线对线圈的作用力，电源电动势为E ，内阻为r 。
开关S 闭合后，调节可变电阻至R 1时，天平正好平衡，此时电压表读数为U 。
已知m 0＞m ，取重力加速度为g ，则( ) A ．矩形线圈中电流的方向为逆时针方向 B ．矩形线圈的电阻1E UR r R U-=- C ．匀强磁场的磁感应强度的大小0()()m m rgB n E U l-=-D ．若仅将磁场反向，在左盘中再添加质量为2m 0－m 的砝码可使天平重新平衡10．如图所示，在倾角为θ的斜面上，固定有间距为l 的平行金属导轨，在导轨上，垂直导轨放置一质量为m 的金属棒ab ，整个装置处于垂直导轨平面斜向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B ，导轨与电动势为E 、内阻为r 的电源连接，金属棒ab 与导轨间的动摩擦因数为μ，且μ＜tan θ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g ，金属棒和导轨电阻不计。
现闭合开关S ，发现滑动变阻器接入电路阻值为0时，金属棒不能静止。
(1)判断金属棒所受的安培力方向；(2)求使金属棒在导轨上保持静止时滑动变阻器接入电路的最小阻值R 1和最大阻值R 2。
11．如图所示，半径为R 的四分之一光滑圆弧金属导轨宽为L ，全部处在竖直面内的辐向磁场区域中，磁场方向和轨道曲面垂直，轨道处磁感应强度大小为B ，圆弧最高点A 处切线竖直m 的金属导体棒ab 通过金属导轨和电路相通，电源电动势E 及内阻r ，电阻R 1、R 2，电容器的电容C 、重力加速度g 均为已知。
金属轨道水平部分无磁场且与导体棒的动摩擦因数为μ，当开关S 闭合瞬间将导体棒由A 点静止释放，运动中棒始终保持与导轨垂直且接触良好，不考虑导体棒切割磁感线产生的电动势以及导轨和导体棒的电阻。
求： (1)电容器上的电荷量；(2)金属棒到圆弧上D 点处(切线水平)时对轨道的压力； (3)金属棒在平直导轨上滑行的最大距离。
(导轨足够长)答案典例1.【解析】设三根相同的导体棒的电阻均为R ，长度均为l ，其中ML 和LN 为串联关系，总电阻为2R 。
由并联电路特点可知，通过MN 的电流为通过ML 和LN 中的电流的两倍，若MN 受到的安培力F ＝BIl ，则ML 和LN 受到的安培力的合力F 1＝12BIl ，MN 受到的安培力与ML 和LN 受到的安培力的合力的方向相同，故线框受到的安培力为F 合＝F ＋F 1＝1.5F ，故选B 。
【答案】B典例2.【解析】由对称性可知，流经L 1的电流在a 、b 两点产生的磁感应强度大小相等，设为B 1，流经L 2的电流在a 、b 两点产生的磁感应强度大小相等但方向相反，设其大小为B 2，由磁场叠加原理有B 0－B 1－B 2＝13B 0，B 0－B 1＋B 2＝12B 0，联立解得B 1＝712B 0，B 2＝112B 0，所以A 、C 正确。
【答案】AC1．【答案】A【解析】O 点的实际磁感应强度是A 、D 、C 处电流产生磁感应强度与空间大小为B 的磁感应强度的矢量和，O 处的磁感应强度恰好为零，则A 、C 与空间磁场的矢量合一定与D 单独产生磁感应强度等大反向，根据合成可得：D 电流产生磁感应强度D 21B =+；所以将D 处电流反向，其他条件都不变，O 处磁感应强度B =2B D =2(2－1)B ，A 正确。
2．【答案】BC【解析】设通电直导线在距离L 处产生的磁感应强度大小为B 0，两导线M 、N 在a 点产生的磁感应强度方向成120°角，磁感应强度的矢量合仍为B 0，方向垂直MN 连线向下。
两导线M 、N 在b 点产生的磁感应强度大小分别为0.5B 0、B 0，磁感应强度的矢量合为0.5B 0，方向垂直MN 连线向上，所以a 点和b 点的磁感应 强度方向相反，大小之比为2∶1，选项BC 正确，A 、D 错误。
3．【答案】A【解析】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。
线框处于匀强磁场中，则各边受到的安培力大小相等，依据左手定则，可知安培力夹角均为120°，因此安培力合力为F 安，则有F 2=mg +F 安；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；依据左手定则，则各边受到安培力如图所示，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12F BIl =安；根据平衡条件，则有：F 1+F 安=mg ，解得：F 安=mg -F 1=F 2-F 1；即2111()22BIl F F =-，那么21F FB Il-=，故A 正确，BCD 错误。
4．【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内，根据左手定则，ab 边受向左的安培力，cd 边受到向右的安培力，ad 边受到斜向左下方的安培力，bc 受到左上方安培力，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AB 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。