2012年高考物理磁场对电流的作用测试题及答案

高二物理磁场对电流的作用试题答案及解析1.如图所示，直导线处于足够大的匀强磁场中，与磁感线成θ=30°角，导线中通过的电流为I，为了增大导线所受的安培力，可采取下列四种办法，其中不正确的是( )A．增大电流IB．增加直导线的长度C．使导线在纸面内顺时针转30°D．使导线在纸面内逆时针转60°【答案】C【解析】为了增大导线所受的磁场力，由可得：增大电流，增大直导线长度都可以增大安培力，AB不符合题意；使导线在纸面内顺时针转30°则导线方向和磁场方向平行，安培力为零，减小，C符合题意；使导线在纸面内逆时针转60°则，安培力增大，故不符合题意，故选C【考点】考查了安培力的计算2.如图所示,条形磁铁放在桌面上,一根通电直导线由S极的上端平移到N极的上端的过程中,导线保持与磁铁垂直,导线的通电方向如图所示.则这个过程中磁铁受到的摩擦力(磁铁保持静止) ( ) A．为零B．方向由左变为向右C．方向保持不变D．方向由右变为向左【答案】B【解析】首先磁铁上方的磁感线从N极出发回到S极，是曲线，直导线由S极的上端平移到N极的上端的过程中，电流的受力由左上方变为正上方再变为右上方，根据牛顿第三定律磁铁受到的力由右下方变为正下方再变为左下方，磁铁静止不动，所以所受摩擦力方向由向左变为向右。

B正确。

【考点】考查了磁场对电流的作用3.下图中分别标明了通电直导线中电流I、匀强磁场的磁感应强度B和电流所受安培力F的方向，其中正确的是（）【答案】A【解析】根据左手定则让B垂直穿过手心，四指指向电流的方向，拇指指向安培力的方向，可以判断A选项正确；B图通电导线不受力，故B错误；C图F方向竖直向下，故C错误；D图F方向应垂直直面向外，所以D错误。

【考点】本题考查安培力方向的判断、左手定则的使用。

4.在同一光滑斜面上放同一导体绑棒，右图所示是两种情况的剖面图。

它们所外空间有磁感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A分别通有电流I1和I2，都处于静止平衡。

高三物理磁场及其对电流的作用单元复习测试
题（带答案）
高中物理与九年义务教育物理或者科学课程相衔接，主旨在于进一步提高同学们的科学素养，与实际生活联系紧密，研究的重点是力学。

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一、选择题1.一段直导线L=1 m，其中通有I=1 A的电流，受到垂直于纸面向外的大小为F=1 N的磁场力作用，据此()A.既可以确定这个磁场的磁感应强度的大小，又可以确定磁感应强度的方向B.仅能确定磁感应强度的大小，不能确定磁感应强度的方向C.仅能确定磁感应强度的方向，不能确定磁感应强度的大小D.磁感应强度的大小和方向均无法确定
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高二物理探究磁场对电流的作用试题1.通电螺线管内有一在磁场力作用下面处于静止的小磁针，磁针指向如图所示，则 [ ]A．螺线管的P端为N极，a接电源的正极B．螺线管的P端为N极，a接电源的负极C．螺线管的P端为S极，a接电源的正极D．螺线管的P端为S极，a接电源的负极【答案】 B【解析】通电螺线管内部磁场方向是由S极指向N极，所以螺线管的Q端为S极，P端为N极，根据安培定则可判断出a接电源的负极，B正确，思路分析：根据通电螺线管内部磁场方向是由S极指向N极，以及安培定则分析试题点评：本题考查了磁体内部磁场方向以及安培定则的应用，2.如图所示，载有恒定电流的闭合弹簧线圈环套在条形磁铁的中心位置，则 [ ]A．环受沿半径向外的安培力, 磁铁的磁场穿过环内的磁通量有增大倾向B．环受沿半径向外的安培力, 磁铁的磁场穿过环内的磁通量有减小倾向C．环受沿半径向内的安培力, 磁铁的磁场穿过环内的磁通量有增大倾向D．环受沿半径向内的安培力, 磁铁的磁场穿过环内的磁通量有减小倾向【答案】C【解析】根据左手定则可知，环受到沿半径向内的安培力，即环有收缩的趋势，但是穿过环的磁通量分为磁铁内部的磁感线和磁铁外部的磁感线，当环的面积越大，外部的磁感线穿过的就越多，所以穿过环的总的磁通量就越小，所以磁铁的磁场穿过环内的磁通量有增大倾向，C正确，思路分析：根据左手定则可知，环受到沿半径向内的安培力，即环有收缩的趋势，通过环的磁通量分为两部分，磁铁内部的磁感线和磁铁外部的磁感线，磁铁内部的磁感线通过环是恒定的，环的面积越大，磁铁外部的磁感线穿过的就越多，总的磁通量就越小试题点评：本题考查了对磁通量的计算，是一道典型的易错题目，关键是理解通过环的磁通量分为两部分，磁铁内部的磁感线和磁铁外部的磁感线，3.如图所示，一个闭合线圈套在条形磁铁靠近N极这一端，当在线圈中通以图示方向的电流I时，则 [ ]A．线圈圆面将有被拉大的倾向B．线圈圆面将有被压小的倾向C．线圈将向上平移D．线圈将向S极一端平移【答案】A【解析】磁铁产生的外部磁场在经过线圈时是水平向右的，所以根据左手定则可得线圈受到沿半径向外的安培力，故A正确，思路分析：根据左手定则分析；磁铁产生的外部磁场在经过线圈时是水平向右的，线圈受到沿半径向外的安培力，试题点评：本题考查了对左手定则的应用，关键是对左手定则的掌握熟练4.如图所示，一粗细均匀、重1N的金属丝ab，两端用相同的轻弹簧挂起(弹簧下端与金属丝绝缘)，放在一方向垂直于纸面向里的匀强磁场(匀强磁场的范围足够大)中，若在金属丝中通入大小为I、方向自a至b的电流，此时所受安培力的大小为0.5N，金属丝下降1mm；若改在金属丝中通入大小仍为I但方向自b至a的电流，金属丝应下降_______mm．【答案】3【解析】在金属丝中通入大小为I、方向自a至b的电流时，由左手定则可得此时ab受到的安培力方向向上，大小为0.5N，所以此时弹簧受到的拉力为0.5N,金属丝下降1mm；当改在金属丝中通入大小仍为I但方向自b至a的电流，此时的安培力方向向下，大小为0.5N，此时弹簧的弹力为1.5N，所以金属丝应下降3mm，思路分析：在金属丝中通入大小为I、方向自a至b的电流时，此时ab受到的安培力方向向上，大小为0.5N，此时弹簧受到的拉力为0.5N金属丝下降1mm；在金属丝中通入大小仍为I但方向自b至a的电流，此时的安培力方向向下，大小为0.5N，此时弹簧的弹力为1.5N，所以金属丝应下降3mm，试题点评：本题考查了安培力的应用，关键是理解弹簧弹力的来源5.如图所示, 光滑的U形导电轨道与水平面的夹角为θ, 空间有一范围足够大、方向竖直向下的匀强磁场，一质量为m的光滑裸导体棒ab恰能静止在导轨上，试确定图中电池的正负极并求导体中的电流所受磁场力的大小(当地的重力加速度为g)．【答案】【解析】只有当d为正极、c为负极时ab棒才可能静止．对ab棒进行受力分析，由平衡条件可得F磁=mgtanθ．思路分析：ab棒受到重力，斜面的支持力和安培力，要使三力平衡，则d为正极、c为负极时ab 棒才可能静止．根据力的平衡条件可得试题点评：本题考查了有安培力参与的共点力平衡问题，平衡条件是解决问题的突破口6.如图所示，一通电直线导线与匀强磁场方向垂直，导线所受安培力的方向( )A．向上B．向下C．垂直纸面向外D．垂直纸面向里【答案】D【解析】根据左手定则，让磁感线穿过手心，即手心向上，四指指向电流方向，即指向右侧，大拇指垂直于纸面指向里，故安培力方向垂直纸面向里，故ABC错误，D正确．故选D．7.关于安培力和洛伦兹力，下列说法正确的是A．洛伦兹力对运动电荷一定不做功B．安培力对通电导线一定不做功C．放置在磁场中的通电导线一定受到安培力作用D．带电粒子在磁场中运动时，一定受到洛伦兹力作用【答案】A【解析】A、洛伦兹力始终与电荷运动方向垂直，对粒子不做功，故A正确；B、安培力是通电导线受到的力，若导体棒在安培力的方向上有位移，则安培力做功，故B错误；C、通电直导线与磁场方向夹角不为零时，才会受安培力，故C项错误D、带电粒子在磁场中运动时，若运动方向与磁场平行，则不受洛仑兹力的作用，故D错误；综上所述本题答案是：A8.对电流磁效应的对称性思考或逆向思维，人们提出的问题是（）A．摩擦产生热B．电流产生磁C．电动机D．磁体产生电流【答案】D【解析】奥斯特发现了电流的磁效应，即电生磁现象，很多科学家开始进行研究，其中具有代表性的有安培、法拉第等，法拉第坚信电与磁是紧密联系的，通过对电流磁效应的逆向思维，认为磁一定能生电，经十年的不懈努力，终于发现了电磁感应现象，故D正确．故选D.9.如图所示，标出电流I、磁感应强度B的方向，其中符合安培定则的是（）A．B．C．D．【答案】C【解析】解：A、B、通电直导线中的安培定则（安培定则一）：用右手握住通电直导线，让大拇指指向电流的方向，那么四指的指向就是磁感线的环绕方向由此可知AB错误；C、D、通电螺线管中的安培定则（安培定则二）：用右手握住通电螺线管，使四指弯曲与电流方向一致，那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极，据此可知C正确，D错误．故选：C．【点评】加强练习熟练掌握安培定则的内容，注意磁场方向的表示方法．10.如图所示，两平行金属板间距为d，电势差为U，板间电场可视为匀强电场；金属板下方有一磁感应强度为B的匀强磁场．带电量为+q、质量为m的粒子，由静止开始从正极板出发，经电场加速后射出，并进入磁场做匀速圆周运动．忽略重力的影响，求：（1）匀强电场场强E的大小；（2）粒子从电场射出时速度v的大小；（3）粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R．【答案】（1）匀强电场场强E的大小；（2）粒子从电场射出时速度ν的大小；（3）粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R．【解析】（1）根据公式可求E；（2）根据动能定理列式求解；（3）根据洛伦兹力提供向心力列式求解．解：（1）根据匀强电场电势差和电场强度的关系得：匀强电场场强E的大小；（2）设带电粒子出电场时速度为v．由动能定理得：解得：；①（3）带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：②①②联立得：；答：（1）匀强电场场强E的大小；（2）粒子从电场射出时速度ν的大小；（3）粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R．【点评】本题考查了带电粒子在电场中的加速和在磁场中的偏转，属于基础题，另外要注意公式，d是指沿电场方向距离．。

高二物理磁场对电流的作用试题答案及解析1.长为L的通电直导线放在倾角为θ的光滑斜面上，并处在磁感应强度为B的匀强磁场中，如图所示，当B方向竖直向上，电流为I1时导体处于平衡状态，若B方向改为垂直斜面向上，则电流为I2时导体处于平衡状态，电流比值I1/I2应为（）cosθ B．1/ cosθ C．sinθ D．1/ sinθ【答案】B【解析】若磁场方向竖直向上，则安培力水平方向．由平衡条件可得：，若磁场方向垂直于斜面向上，则安培力沿斜面向上．由平衡条件可得：则，B 正确。

【考点】考查了安培力的计算2.如图所示，倾角（＝30（、宽为L＝1m的足够长的U形光滑金属框固定在磁感应强度B＝1T、范围足够大的匀强磁场中磁场方向垂直导轨平面斜向上，现用一平行于导轨的牵引力F，牵引一根质量为m＝0.2 kg，电阻R＝1 （的金属棒ab，由静止开始沿导轨向上移动。

（金属棒ab始终与导轨接触良好且垂直，不计导轨电阻及一切摩擦）问：（1）若牵引力是恒力，大小F="9" N，则金属棒达到的稳定速度v1多大？（2）若金属棒受到向上的拉力在斜面导轨上达到某一速度时，突然撤去拉力，从撤去拉力到棒的速度为零时止，通过金属棒的电量为q="0.48" C，金属棒发热为Q="1.12" J，则撤力时棒的速度v2多大？【答案】（1） v1＝8 m/s；（2）v2＝4 m/s【解析】试题分析:（1）当金属棒达到的稳定速度v1时，感应电动势E=BLv1，回路中的电流I=，此时金属棒处于平衡状态，所以有F＝mg sin，得：v1＝8 m/s，（2）由法拉第电磁感应定律：E=，q=IΔt=，解得 s＝＝0.48 m，由能量守恒定律： mv22＝mgs sin（＋Q，得：v2＝4 m/s，【考点】法拉第电磁感应定律；导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的能量转化3.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40m，载有20A的电流，地磁场对这根导线的作用力大小是A．4×10－8ＮB．2.5×10－5ＮC．9×10－4ＮD．4×10－2Ｎ【答案】D【解析】导线放置方向与磁场方向垂直，所以根据安培力公式可得，D正确；【考点】考查了磁场对通电导线的作用力的求解4.如图所示，一根质量为m的金属棒MN，两端用细软导线连接后悬于a、b两点，棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N，此时悬线上有拉力，为了使拉力等于零，可以采用的方法是（）A．适当增大磁感应强度B．使磁场反向C．适当增大电流D．使电流反向【答案】AC【解析】根据左手定则，导线受向上的安培力，重力，绳子拉力，根据平衡条件得：，所以要使拉力为零，可增大安培力，即增大磁场感应强度、电流，故A、C正确；若磁场反向或者电流反向，则安培力反向，拉力不可能为零，所以B、D错误。

习题二十二 磁场对电流的作用 一．填空1．一电子在B =2×10－3T 的磁场中沿半径为R =2×10－2m 、螺距为h =5.0×10－2m 的螺旋运动，如图22.1所示，则磁场的方向 水平向右 , 电子速度大小为s m /1089.67⨯ .2．如图22.2所示一半径为m R 10.0=的半圆形闭合矩形线圈，载有电流A I 10=，放在T B 5.0=的均匀磁场中，磁场的方向与线圈平面平行（如图22.2）则线圈所受磁力矩的大小为 0.22Nm 。

方向为 向下 。

3．彼此相距cm 10的三根平行的长直导线中各通有A I 10=的同向电流，如图22.3所示。

各导线每米长度上所受的作用力大小为 m N /1046.34-⨯ 。

二．单项选择1.一铜板厚度为D =1.00mm, 放置在磁感应强度为B =1.35T 的匀强磁场中,磁场方向垂直于导体的侧表面,如图22.4所示,现测得铜板上下两面电势差为V =1.10×10-5V,已知铜板中自由电子数密度 n =4.20×1028m -3, 则此铜板中的电流为( B ) A.82.2A . B.54.8A . C. 30.8A . D.22.2A .2．一均匀磁场，其磁感应强度方向垂直于纸面，两带电粒子在该磁场中的运动轨迹如图22.5所示，则( B ) A.两粒子的电荷必然同号.B.粒子的电荷可以同号也可以异号.C.两粒子的动量大小必然不同.D. 两粒子的运动周期必然不同.3.如图22.6,匀强磁场中有一矩形通电线圈,它的平面与磁场平行,在磁场作用下,线圈发生转动,其方向是(A ) A.ab 边转入纸内, cd 边转出纸外. B. ab 边转出纸外, cd 边转入纸内.C.ad 边转入纸内, bc 边转出纸外. C. ad 边转出纸外, bc 边转入纸内图22.6图22.4· · · · · · · · ··· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·B图22.5三．计算1． 半径为R 的圆盘均匀带有电荷Q ，如果使这个圆盘以角速度0ω绕过其质心的轴线逆时针旋转（圆盘与轴线垂直），试求圆盘中心处的磁感应强度及总磁矩。

高三物理磁场对电流的作用试题答案及解析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【答案】B【解析】根据安培左手定则，伸开左手，使大拇指和四指垂直，四指指向电流方向，磁感线穿过手心，大拇指所指的方向就是安培力的方向，可见安培力的方向即大拇指方向总是垂直于电流方向即导线也就是四指指向，选项A错。

而磁场方向穿过手心，大拇指垂直于磁场方向和电流方向做决定的平面，即安培力的方向垂直于磁场方向，选项B对。

根据安培力的大小的计算公式，是磁场方向和电流方向的夹角，所以安培力大小与通电导线和磁场方向的夹角有关，选项C错。

若直导线从中点折成直角，则前半段受安培力为，后半段受安培力为，由于夹角不确定，所以的合力不一定等于，所以选项D错。

【考点】安培左手定则.圆环水平固定放2.半径为a右端开小口的导体圆环和长为2a的导体直杆，单位长度电阻均为R置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B.杆在圆环上以速度v平行于直径CD向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心O开始，杆的位置由θ确定，如图所示．则（）A．θ＝0时，杆产生的电动势为2BavB．θ＝时，杆产生的电动势为 BavC．θ＝0时，杆受的安培力大小为D．θ＝时，杆受的安培力大小为【答案】AD【解析】由图知，当θ＝0时，根据E=BLv可求杆产生的电动势为2Bav，故A正确；当θ＝时，，电流，杆产生的电动势为Bav，由B错误；θ＝0时，回路总电阻R=（2+π）aR所以杆受的培力，所以C错误；θ＝时，回路总电阻，所以杆受的安培力，故D正确。

【考点】本题考查电磁感应3.两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，底端接阻值为R的电阻。

将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，如图所示。

磁场对电流的作用一、基础知识（一）安培力、安培力的方向匀强磁场中的安培力1、安培力的大小(1)磁场和电流垂直时，F＝BIL.(2)磁场和电流平行时：F＝0.2、安培力的方向(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．理解1、用安培定则判断电流的磁场方向时，用的是右手，又叫右手螺旋定则．2、用左手定则判断安培力的方向(1)安培力总是垂直于磁场方向和电流方向所决定的平面，但磁场方向和电流方向不一定垂直．(2)若已知B、I方向，F方向惟一确定．(3)若只有B或I方向变为相反，则力F反向；若B与I同时反向，则力F方向不变．(4)由于F⊥v，常根据v方向对物体进行受力分析.环形电流小磁针条形磁铁通电螺线管多个环形电流二、练习1、请画出在如图所示的甲、乙、丙三种情况下，导线ab受到的安培力的方向．答案画出甲、乙、丙三种情况的侧面图，利用左手定则判定出在甲、乙、丙三种情况下，导线所受安培力的方向如图所示．2、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)ILB答案 A解析由左手定则及力的合成可知合力方向沿纸面向上，故知C、D错误．再由安培力公式F＝BIL 可得合力大小为(2＋1)ILB，A正确．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7所示．则过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，指向右边答案 C解析本题考查的知识点是右手定则、磁感应强度的叠加、左手定则．如图所示，因a、b处的导线中的电流方向垂直纸面向里，根据右手螺旋定则可以判断a处导线中的电流在c处产生的磁场方向为与ac边垂直且指向左下方；b处导线中的电流在c处产生的磁场方向为与bc边垂直且指向右下方．由几何知识可得两个磁场方向的夹角为60°，又由于c点距a、b两点的距离相等，a、b处导线中的电流相等，因此产生的两个磁感应强度的大小也相等，由平行四边形定则合成后的磁场方向竖直向下．由左手定则可以判断c处导线受到的安培力与B合垂直，指向左边，故选项C正确．4、(2012·广东省高考压轴卷)如图所示，AC是一个用长为L的导线弯成的、以O为圆心的四分之一圆弧，将其放置在与平面AOC垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中．当在该导线中通以由C到A，大小为甲I 的恒定电流时，该导线受到的安培力的大小和方向是 ( )A ．BIL ，平行于OC 向左 B.22BIL π，平行于OC 向右C.22BIL π，垂直AC 的连线指向左下方D ．22BIL ，垂直AC 的连线指向左下方 答案 C解析 由L 为14圆弧，所以2πR 4＝L ，即R ＝2L π，AC 的有效长度为l ＝2R ＝22Lπ，安培力为F A ＝BIl＝22BIL π，方向由左手定则判断，垂直AC 的连线指向左下方，因此选项C 正确．5、(2012·海南单科·10)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，电磁铁磁极间磁场方向向上，e 接正极，f 接负极，由左手定则判定金属杆受安培力向左，则L 向左滑动，A 项错误，同理判定B 、D 选项正确，C 项错误．考点三 安培力作用下导体运动情况的判定1．通电导体在磁场中的运动实质是在磁场对电流的安培力作用下导体的运动． 2．明确磁场的分布和正确运用左手定则进行判断是解题的关键． 6、、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解析 解法一：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，其截面图和受安培力情况如图甲所示．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．解法二：等效法．乙将环形电流等效成小磁针，如图乙所示，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、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 答案 C解析 在题图中，由于条形磁铁的磁感线是从N 极出发到S 极，所以可画出磁铁在导线A 处的一条磁感线，其方向是斜向左下方的，导线A 中的电流垂直纸面向外时，由左手定则可判断导线A 必受斜向右下方的安培力，由牛顿第三定律可知磁铁所受作用力的方向是斜向左上方，所以磁铁对斜面的压力减小，即F N1>F N2，同时，由于导线A 比较靠近N 极，安培力的方向与斜面的夹角小于90°，所以对磁铁的作用力有沿斜面向下的分力，使得弹簧弹力增大，可知弹簧的伸长量增大，所以正确选项为C.8、如图所示，把一根通电直导线AB 放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由移动．当导线通过电流I 时，如果只考虑 安培力的作用，则从上往下看，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，同时上升 答案 C解析 第一步：电流元受力分析法把直线电流等效为OA 、OB 两段电流元，由左手定则判定蹄形磁铁磁感线分布以及两段电流元受安培力方向相反，如图a 所示．可见从上往下看时，导线将逆时针方向转动．第二步：特殊位置分析法取导线逆时针转过90°的特殊位置来分析，如图b 所示．根据左手定则判断其所受安培力方向向下，故导线在逆时针转动的同时向下运动．9、通有电流的导线L 1、L 2处在同一平面(纸面)内，L 1是固定的，L 2可绕垂直纸面的固定转轴O 转动(O 为L 2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按逆时针方向转动答案 D解析由右手螺旋定则可知导线L1的上方的磁场的方向为垂直纸面向外，且离导线L1的距离越远的地方，磁场越弱，导线L2上的每一小部分受到的安培力方向水平向右，由于O点的下方磁场较强，则安培力较大，因此L2绕轴O按逆时针方向转动，D项正确．与安培力有关的力学综合问题1．安培力的综合应用，一般有两种情形：一是安培力作用下导体的平衡和加速；二是与安培力有关的功能关系问题．安培力的综合应用是高考的热点，题型有选择题，也有综合性的计算题．2．处理这类问题，需弄清楚电流所在处的磁场分布情况，要做好受力分析，搞清物体的受力情况，然后利用牛顿运动定律或者功能关系求解．3．在受力分析时，有时要把立体图转换成平面图，即三维变二维．转换时要标明B的方向，以便于确定安培力的方向.10、解析(1)根据闭合电路欧姆定律得I＝ER0＋r＝1.5 A（3分）(2)导体棒受到的安培力F安＝BIL＝0.30 N（3分）(3)对导体棒受力分析如图，将重力正交分解沿导轨方向F1＝mg sin 37°＝0.24 N（1分）F1<F安，根据平衡条件mg sin 37°＋F f＝F安（2分）解得F f＝0.06 N，方向沿导轨向下答案(1)1.5 A(2)0.30 N(3)0.06 N，方向沿导轨向下（1分）规律总结求解通电导体在磁场中的力学问题的方法：(1)选定研究对象；(2)变三维为二维，画出平面受力分析图，判断安培力的方向时切忌跟着感觉走，一定要用左手定则来判断，注意F安⊥B、F安⊥I；(3)根据力的平衡条件、牛顿第二定律列方程式进行求解．11、倾角为α的导电轨道间接有电源，轨道上放有一根静止的金属杆ab.现垂直轨道平面向上加一匀强磁场，如图所示，磁感应强度B逐渐增加的过程中，ab杆受到的静摩擦力( )A．逐渐增大B．逐渐减小C．先增大后减小D．先减小后增大答案 D解析不加磁场时，杆ab是静止的，一定受到沿导轨向上的静摩擦力．当加上磁场时，根据左手定则判断出安培力的方向沿导轨向上，开始时此力较小，杆ab受的静摩擦力仍然沿导轨向上，当安培力逐渐增大时，静摩擦力开始减小直到零．再增大B，杆ab有沿导轨向上的运动趋势，杆ab受沿导轨向下的静摩擦力且逐渐增大，所以D正确.12、(2012·天津理综·2)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，金属棒中通以由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．金属棒中的电流变大，θ角变大B．两悬线等长变短，θ角变小C．金属棒质量变大，θ角变大D．磁感应强度变大，θ角变小答案 A解析选金属棒MN为研究对象，其受力情况如图所示．根据平衡条件及三角形知识可得tan θ＝BIlmg，所以当金属棒中的电流I、磁感应强度B变大时，θ角变大，选项A正确，选项D错误；当金属棒质量m变大时，θ角变小，选项C错误；θ角的大小与悬线长短无关，选项B错误．13、如图所示，倾斜导轨宽为L，与水平面成α角，处在方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中，金属杆ab水平放在导轨上．当回路电流强度为I时，金属杆ab所受安培力F，斜面的支持力为F N，则()A．安培力方向垂直ab杆沿斜面向上B．安培力方向垂直ab杆水平向右C．F N＝BIL cos αD．F N＝BILsin α答案BD解析画出倾斜导轨和ab杆的二维视图，由左手定则判断出安培力方向水平向右，大小为F＝BIL，由共点力平衡求得F N＝BILsin α，选项B、D正确安培力作用下导体的运动14、 (2011·新课标全国·18)电磁轨道炮工作原理如图所示．待发射弹体 可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触．电流I 从 一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回．轨道电流可形 成在弹体处垂直于轨道面的磁场(可视为匀强磁场)，磁感应强度的 大小与I 成正比．通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出．现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的办法是( )A ．只将轨道长度L 变为原来的2倍B ．只将电流I 增加至原来的2倍C ．只将弹体质量减至原来的一半D ．将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L 变为原来的2倍，其他量不变 答案 BD解析 由题意可知磁感应强度B ＝kI ，安培力F 安＝BId ＝kI 2d ，由动能定理可得：F 安L ＝m v 22，解得v ＝I 2kdLm，由此式可判断B 、D 选项正确．安培力及安培力作用下导体的平衡15、(2011·上海单科·18)如图，质量为m 、长为L 的直导线用两绝缘细线悬挂于O 、O ′，并处于匀强磁场中，当导线中通以沿x 正方向 的电流I ，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为θ.则磁感应 强度方向和大小可能为( )A ．z 正向，mg IL tan θB ．y 正向，mgILC ．z 负向，mg IL tan θD ．沿悬线向上，mgIL sin θ答案 BC解析 若B 沿z 轴正方向，受力如图①，导线无法平衡，A 错误；若B 沿y 轴正方向，由左手定则，受力如图②，mg ＝BIL ，B ＝mgIL，所以B 正确；若B 沿z 轴负方向，受力如图③，F T sin θ＝BIL ，F T cosθ＝mg ，所以B ＝mgILtan θ，C 正确；若B 沿悬线向上，受力如图④，导线无法平衡，D 错误．16、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 ．竖直向上答案 D解析 先用安培定则判断螺线管的磁场方向，其在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.17、如图所示，质量为m 、长为L 的导体棒电阻为R ，初始时静止于光滑的水平轨道上，电源电动势为E ，内阻不计．匀强磁场的磁感应强度为B ，其方向与轨道平面成θ角斜向上方，开关闭合后导体棒开始运动，则( )A ．导体棒向左运动B ．开关闭合瞬间导体棒MN 所受安培力为BELRC ．开关闭合瞬间导体棒MN 所受安培力为BEL sin θRD ．开关闭合瞬间导体棒MN 的加速度为BEL sin θmR答案 BD解析 磁场方向与导体棒垂直，导体棒所受安培力F ＝BIL ＝BELR ，方向为垂直于磁场方向与导线方向所确定的平面斜向下，其有水平向右的分量，将向右运动，故A 、C 错误，B 正确．导体棒的合力F 合＝F cos (90°－θ)＝F sin θ，由a ＝F 合m 得a ＝BEL sin θmR ，D 正确．18、如图所示，有两根长为L 、质量为m 的细导体棒a 、b ，a 被水平放置在倾角为45°的光滑斜面上，b 被水平固定在与a 在同一水平面 的另一位置，且a 、b 平行，它们之间的距离为x .当两细棒中均通以 电流强度为I 的同向电流时，a 恰能在斜面上保持静止，则下列关于 b 的电流在a 处产生的磁场的磁感应强度的说法正确的是( )A ．方向向上B ．大小为2mg2LIC ．要使a 仍能保持静止，而减小b 在a 处的磁感应强度，可使b 上移D ．若使b 下移，a 将不能保持静止 答案 ACD解析 要使a 恰能在斜面上保持静止，由安培定则可知b 的电流在a 处产生的磁场的磁感应强度方向应向上，A 正确．a 的受力如图甲所示．tan 45°＝F 安mg ＝BIL mg ，所以B ＝mgIL，B 错误．b 无论上移还是下移，b 在a 处的磁感应强度均减小．若上移，a的受力如图乙所示．上移过程中FN逐渐减小，F安先减小后增大，两个力的合力等于mg，此时a仍能保持静止，故C正确．若使b下移，同理可分析a将不能保持静止，D正确．。

高二物理磁场对电流的作用试题答案及解析1.在同一光滑斜面上放同一导体绑棒，右图所示是两种情况的剖面图。

它们所外空间有磁感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A分别通有电流I1和I2，都处于静止平衡。

已知斜面的倾角为θ，则：（）A．I1：I2=cosθ：1B．I1：I2=1：1C．导体A所受安培力大小之比F1：F2=sinθ：cosθD．斜面对导体A的弹力大小之比N1：N2=cos2θ：1【答案】AD【解析】分别对导线受力分析，如图，利用平衡条件即可求解解得：解得：所以可见，AD正确，BC错误。

2.如图所示，两条导线相互垂直但相隔一小段距离，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，导线CD将(从纸外向纸内看)()A．顺时针方向转动，同时靠近导线ABB．逆时针方向转动，同时离开导线ABC．顺时针方向转动，同时离开导线ABD．逆时针方向转动，同时靠近导线AB【答案】D【解析】根据右手螺旋定则可知，电流AB产生的磁场在右边垂直纸面向里，在左边垂直纸面向外，电流CD处于电流AB产生的磁场中，在CD左右两边各取一小电流元，根据左手定则，左边的电流元所受的安培力方向向下，右边的电流元所受安培力方向向上，知CD导线逆时针方向转动(从纸外向纸内看)．当CD导线转过90°后，两电流为同向电流，相互吸引．所以导线CD逆时针方向转动，同时靠近导线AB．故D正确，A、B、C错误．【考点】本题考查电流对电流的作用、通电直导线和通电线圈周围磁场的方向，意在考查考生对左手定则、右手螺旋定则的理解和应用．3.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角变大C．金属棒质量变大，θ角变大D．磁感应强度变大，θ角变大【答案】AD【解析】对通电导线受力分析，求出夹角的关系表达式，然后根据物体平衡列出平衡方程分析答题．导体棒受力如图所示，根据物体的平衡条件有，而导体棒与磁场垂直，所受的安培力为大小为，方向水平向右,所以有，棒中电流I变大，θ角变大，故A选项正确；两悬线等长变短，重力和安培力均不变，故θ角不变，故B选项错误；金属棒质量变大，θ角变小，故C选项错误；磁感应强度变大，θ角变大，故D选项正确；【考点】左手定则安培力物体的平衡4.（4分）将长度为0.2m、通有1A电流的直导线放入一匀强磁场中，电流与磁场的方向如图所示。

高中物理【磁场的描述 磁场对电流的作用】典型题1．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平衡时的位置是( )A ．N 极竖直向上B ．N 极竖直向下C ．N 极沿轴线向左D ．N 极沿轴线向右解析：选C ．负电荷匀速转动，会产生与旋转方向反向的环形电流，由安培定则知，在磁针处磁场的方向沿轴OO ′向左．由于磁针N 极指向为磁场方向，可知选项C 正确．2．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A ．磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小，由a 、b 两处磁感线的疏密程度可判断出B a >B b ，所以A 正确，B 错误；安培力的大小跟该处的磁感应强度的大小B 、电流大小I 、导线长度L 和导线放置的方向与磁感应强度的方向的夹角有关，故C 、D 错误．3.将长为L 的导线弯成六分之一圆弧，固定于垂直纸面向外、大小为B 的匀强磁场中，两端点A 、C 连线竖直，如图所示．若给导线通以由A 到C 、大小为I 的恒定电流，则导线所受安培力的大小和方向是( )A ．ILB ，水平向左B ．ILB ，水平向右C ．3ILB π，水平向右D ．3ILB π，水平向左解析：选D ．弧长为L ，圆心角为60°，则弦长AC ＝3L π，导线受到的安培力F ＝BIl ＝3ILB π，由左手定则可知，导线受到的安培力方向水平向左．4．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大小都为B 12；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大小也为B 12，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．5.阿明有一个磁浮玩具，其原理是利用电磁铁产生磁性，让具有磁性的玩偶稳定地飘浮起来，其构造如图所示．若图中电源的电压固定，可变电阻为一可以随意改变电阻大小的装置，则下列叙述正确的是( )A ．电路中的电源必须是交流电源B ．电路中的a 端点须连接直流电源的负极C ．若增加环绕软铁的线圈匝数，可增加玩偶飘浮的最大高度D ．若将可变电阻的电阻值调大，可增加玩偶飘浮的最大高度解析：选C ．电磁铁产生磁性，使玩偶稳定地飘浮起来，电路中的电源必须是直流电源，电路中的a 端点须连接直流电源的正极，选项A 、B 错误；若增加环绕软铁的线圈匝数，电磁铁产生的磁性更强，电磁铁对玩偶的磁力增强，可增加玩偶飘浮的最大高度，选项C 正确；若将可变电阻的电阻值调大，电磁铁中电流减小，产生的磁性变弱，则降低玩偶飘浮的最大高度，选项D 错误．6.一通电直导线与x 轴平行放置，匀强磁场的方向与xOy 坐标平面平行，导线受到的安培力为F .若将该导线做成34圆环，放置在xOy 坐标平面内，如图所示，并保持通电的电流不变，两端点ab 连线也与x 轴平行，则圆环受到的安培力大小为( )A ．FB ．23πFC ．223πFD ．32π3F 解析：选C ．根据安培力公式，安培力F 与导线长度L 成正比；若将该导线做成34圆环，由L ＝34×2πR ，解得圆环的半径R ＝2L 3π，34圆环ab 两点之间的距离L ′＝2R ＝22L 3π.由F L ＝F ′L ′解得：F ′＝223πF ，选项C 正确． 7.在绝缘圆柱体上a 、b 两个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F 1；若将b 处金属圆环移动到位置c ，则通有电流为I 2的金属圆环受到的安培力为F 2.今保持b 处金属圆环原来位置不变，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I 2的电流，则在a 位置的金属圆环受到的安培力( )A ．大小为|F 1－F 2|，方向向左B ．大小为|F 1－F 2|，方向向右C ．大小为|F 1＋F 2|，方向向左D ．大小为|F 1＋F 2|，方向向右解析：选A ．c 金属圆环对a 金属圆环的作用力大小为F 2，根据同方向的电流相互吸引，可知方向向右，b 金属圆环对a 金属圆环的作用力大小为F 1，根据反方向的电流相互排斥，可知方向向左，所以a金属圆环所受的安培力大小|F1－F2|，由于a、b间的距离小于a、c 间距离，所以两合力的方向向左．8．如图，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流．a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等．关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是()A．O点处的磁感应强度为零B．a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反C．c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同D．a、c两点处磁感应强度的方向不同解析：选C．由安培定则可知，两导线中的电流在O点产生的磁场均竖直向下，合磁感应强度一定不为零，选项A错；由安培定则知，两导线中的电流在a、b两点处产生的磁场的方向均竖直向下，由于对称性，M中电流在a处产生的磁场的磁感应强度等于N中电流在b处产生的磁场的磁感应强度，同时M中电流在b处产生的磁场的磁感应强度等于N 中电流在a处产生的磁场的磁感应强度，所以a、b两点处磁感应强度大小相等，方向相同，选项B错；根据安培定则，两导线中的电流在c、d两点处产生的磁场垂直c、d两点与导线的连线方向向下，且产生的磁场的磁感应强度大小相等，由平行四边形定则可知，c、d 两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，选项C正确；a、c两点处磁感应强度的方向均竖直向下，选项D错．9. (多选)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mgB．每根弹簧弹力的大小为2mgC ．弹簧形变量为mg kD ．弹簧形变量为2mg k解析：选AC ．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．10.如图所示，两平行光滑金属导轨CD 、EF 间距为L ，与电动势为E 0的电源相连，质量为m 、电阻为R 的金属棒ab 垂直于导轨放置构成闭合回路，回路平面与水平面成θ角，回路其余电阻不计．为使ab 棒静止，需在空间施加的匀强磁场磁感应强度的最小值及其方向分别为( )A ．mgR E 0L，水平向右 B ．mgR cos θE 0L，垂直于回路平面向上 C ．mgR tan θE 0L，竖直向下 D ．mgR sin θE 0L，垂直于回路平面向下 解析：选D ．对金属棒受力分析，受重力、支持力和安培力，如图所示；从图可以看出，当安培力沿斜面向上时，安培力最小，故安培力的最小值为：F A ＝mg sin θ，故磁感应强度的最小值为B ＝F A IL ＝mg sin θIL ，根据欧姆定律，有E 0＝IR ，故B ＝mgR sin θE 0L，故D 正确．11.已知直线电流在其空间某点产生的磁场，其磁感应强度B 的大小与电流强度成正比，与点到通电导线的距离成反比．现有平行放置的三根长直通电导线，分别通过一个直角三角形△ABC 的三个顶点且与三角形所在平面垂直，如图所示，∠ACB ＝60°，O 为斜边的中点．已知I1＝2I2＝2I3，I2在O点产生的磁场磁感应强度大小为B，则关于O点的磁感应强度，下列说法正确的是()A．大小为2B，方向垂直AB向左B．大小为23B，方向垂直AB向左C．大小为2B，方向垂直AB向右D．大小为23B，方向垂直AB向右解析：选B．导线周围的磁场的磁感线，是围绕导线形成的同心圆，空间某点的磁场沿该点的切线方向，即与该点和导线的连线垂直，根据右手螺旋定则，可知三根导线在O点的磁感应强度的方向如图所示．已知直线电流在其空间某点产生的磁场，其磁感应强度B 的大小与电流强度成正比，与点到通电导线的距离成反比，已知I1＝2I2＝2I3，I2在O点产生的磁场磁感应强度大小为B，O点到三根导线的距离相等，可知B3＝B2＝B，B1＝2B，由几何关系可知三根导线在平行于AB方向的合磁场为零，垂直于AB方向的合磁场为23B.综上可得，O点的磁感应强度大小为23B，方向垂直于AB向左．故B正确，A、C、D 错误．12．(多选)光滑平行导轨水平放置，导轨左端通过开关S与内阻不计、电动势为E的电源相连，右端与半径为L＝20 cm的两段光滑圆弧导轨相接，一根质量m＝60 g、电阻R＝1 Ω、长为L的导体棒ab，用长也为L的绝缘细线悬挂，如图所示，系统空间有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度B＝0.5 T，当闭合开关S后，导体棒沿圆弧摆动，摆到最大高度时，细线与竖直方向成θ＝53°角，摆动过程中导体棒始终与导轨接触良好且细线处于张紧状态，导轨电阻不计，sin 53°＝0.8，g＝10 m/s2，则()A．磁场方向一定竖直向下B．电源电动势E＝3.0 VC．导体棒在摆动过程中所受安培力F＝3 ND．导体棒在摆动过程中电源提供的电能为0.048 J解析：选AB．导体棒向右沿圆弧摆动，说明受到向右的安培力，由左手定则知该磁场方向一定竖直向下，A项正确；导体棒摆动过程中只有安培力和重力做功，由动能定理知BIL·L sin θ－mgL(1－cos θ)＝0，代入数值得导体棒中的电流为I＝3 A，由E＝IR得电源电动势E＝3.0 V，B项正确；由F＝BIL得导体棒在摆动过程中所受安培力F＝0.3 N，C项错误；由能量守恒定律知电源提供的电能W等于电路中产生的焦耳热Q和导体棒重力势能的增加量ΔE的和，即W＝Q＋ΔE，而ΔE＝mgL(1－cos θ)＝0.048 J，D项错误．13．(多选)某同学自制的简易电动机示意图如图所示．矩形线圈由一根漆包线绕制而成，漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出，并作为线圈的转轴．将线圈架在两个金属支架之间，线圈平面位于竖直面内，永磁铁置于线圈下方．为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来，该同学应将()A．左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉B．左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉C．左转轴上侧的绝缘漆刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉D．左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉解析：选AD．若将左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉，这样当线圈在图示位置时，线圈的上下边受到水平方向的安培力而转动，转过一周后再次受到同样的安培力而使其连续转动，选项A正确；若将左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉，则当线圈在图示位置时，线圈的上下边受到安培力而转动，转过半周后再次受到相反方向的安培力而使其停止转动，选项B 错误；左转轴上侧的绝缘漆刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉，电路不能接通，故不能转起来，选项C 错误；若将左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉，这样当线圈在图示位置时，线圈的上下边受到安培力而转动，转过半周后电路不导通，转过一周后再次受到同样的安培力而使其连续转动，选项D 正确．14．光滑的金属轨道分水平段和圆弧段两部分，O 点为圆弧的圆心．两金属轨道之间的宽度为0.5 m ，匀强磁场方向如图所示，大小为0.5 T ．质量为0.05 kg 、长为0.5 m 的金属细杆置于金属水平轨道上的M 点．当在金属细杆内通以电流强度为2 A 的恒定电流时，金属细杆可以沿轨道由静止开始向右运动．已知MN ＝OP ＝1 m ，则下列说法中正确的是( )A ．金属细杆开始运动时的加速度大小为5 m/s 2B ．金属细杆运动到P 点时的速度大小为5 m/sC ．金属细杆运动到P 点时的向心加速度大小为10 m/s 2D ．金属细杆运动到P 点时对每一条轨道的作用力大小为0.75 N解析：选D ．金属细杆在水平方向受到安培力作用，安培力大小F 安＝BIL ＝0.5×2×0.5N ＝0.5 N ，金属细杆开始运动时的加速度大小为a ＝F 安m＝10 m/s 2，选项A 错误；对金属细杆从M 点到P 点的运动过程，安培力做功W 安＝F 安·(MN ＋OP )＝1 J ，重力做功W G ＝－mg ·ON ＝－0.5 J ，由动能定理得W 安＋W G ＝12m v 2，解得金属细杆运动到P 点时的速度大小为v ＝20 m/s ，选项B 错误；金属细杆运动到P 点时的向心加速度大小为a ′＝v 2r＝20 m/s 2，选项C 错误；在P 点金属细杆受到轨道水平向左的作用力F 和水平向右的安培力F 安，由牛顿第二定律得F －F 安＝m v 2r，解得F ＝1.5 N ，每一条轨道对金属细杆的作用力大小为0.75 N ，由牛顿第三定律可知金属细杆运动到P 点时对每一条轨道的作用力大小为0.75 N ，选项D 正确．。

2012届高考物理磁场及其对电流的作用单元复习测试题（带答案）云南省新人教版物理2012届高三单元测试23《磁场及其对电流的作用》(时间:90分钟满分：100分)一、选择题1．一段直导线L＝1m，其中通有I＝1A的电流，受到垂直于纸面向外的大小为F＝1N的磁场力作用，据此()A．既可以确定这个磁场的磁感应强度的大小，又可以确定磁感应强度的方向B．仅能确定磁感应强度的大小，不能确定磁感应强度的方向C．仅能确定磁感应强度的方向，不能确定磁感应强度的大小D．磁感应强度的大小和方向均无法确定【答案】D【详解】考虑到I与B的方向不明确，无法用B＝FIL确定磁感应强度的大小；仅知道F的方向，无法用左手定则判断磁感应强度的方向．故选D.2．将一个质量很小的金属圆环用细线吊起来，在其附近放一块条形磁铁，磁铁的轴线与圆环在同一个平面内，且通过圆环中心，如图23所示，当圆环中通以顺时针方向的电流时，从上往下看()A．圆环顺时针转动，靠近磁铁B．圆环顺时针转动，远离磁铁C．圆环逆时针转动，靠近磁铁D．圆环逆时针转动，远离磁铁【答案】C【详解】该通电圆环相当于一个垂直于纸面的小磁针，N极在内，S极在外，根据同极相互排斥，异极相互吸引，可得C项正确．3．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中通有稳恒电流，棒处于平衡，并且弹簧的弹力恰好为零．若电流大小不变而方向相反，则() A．每根弹簧弹力的大小为mgB．每根弹簧弹力的大小为2mgC．弹簧形变量为mg/kD．弹簧形变量为2mg/k【答案】AC【详解】弹簧的弹力恰好为零，说明安培力应向上与重力平衡，即F 安＝mg，若电流大小不变而方向相反时，则安培力应向下，但大小不变，弹簧弹力与安培力和重力平衡，即2kx＝F安＋mg＝2mg，所以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．4．如图所示是云层之间闪电的模拟图，图中A、B是位于东、西方向带有电荷的两块阴雨云，在放电的过程中，在两云的尖端之间形成了一个放电通道，发现位于通道正上方的小磁针N极转向纸里，S极转向纸外，则关于A、B带电情况的说法中正确的是()A．带同种电荷B．带异种电荷C．B带正电D．A带正电【答案】BD【详解】云层间闪电必须发生在异种电荷之间，故B正确；在云层间放电时，形成的强电场和高温将空气电离成正离子和负离子，并在强电场的作用下做定向移动，形成电流，所以此题是考查通电直导线的右手定则，由题意知，从西向东看，磁场是逆时针的，根据右手定则可以判断电流是从A流向B的，故可知A带正电，B带负电，所以D 选项正确．5．有两根长直导线a、b互相平行放置，如图所示为垂直于导线的截面图．在图中所示的平面内，O点为两根导线连线的中点，M、N为两导线附近的两点，它们在两导线连线的中垂线上，且与O点的距离相等．若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流I，则关于线段MN上各点的磁感应强度，下列说法中正确的是()A．M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相同B．M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相反C．在线段MN上各点的磁感应强度都不可能为零D．在线段MN上只有一点的磁感应强度为零【答案】选BD.【详解】根据安培定则和磁场的叠加原理，M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相反，选项A错B对；在线段MN上只有在O点处，a、b两电流形成的磁场的磁感应强度等大反向，即只有O点处的磁感应强度为零，选项C错D正确．6．一段长0.2m，通过2.5A电流的直导线，关于在磁感应强度为B的匀强磁场中所受安培力F的情况，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【答案】选C.【详解】当导线与磁场方向垂直放置时，F＝BIL，力最大，当导线与磁场方向平行放置时，F＝0，当导线与磁场方向成任意其他角度放置时，07．如图所示，平行于纸面水平向右的匀强磁场，磁感应强度B1＝1T．位于纸面内的细直导线，长L＝1m，通有I＝1A的恒定电流．当导线与B1成60°夹角时，发现其受到的安培力为零．则该区域同时存在的另一匀强磁场的磁感应强度B2的大小可能为()A.12TB.32TC．1TD.3T【答案】选BCD.【详解】导线受到的安培力为零，可判断出合磁感应强度为零或沿导线方向，可求出磁感应强度B2的最小值，B2小＝B1sin60°＝32T，故B、C、D均正确．8如图所示，质量为m的回形针系在细线下端被磁铁吸引保持静止，此时细线与竖直方向的夹角为θ，则下列说法正确的是()A．回形针静止时受到的磁铁对它的磁力大小为mgtanθB．回形针静止时受到的细线的拉力大小为mgcosθC．现用点燃的火柴对回形针加热，过一会发现回形针不被磁铁吸引了，原因是回形针加热后，分子电流排列无序了D．现用点燃的火柴对回形针加热，过一会发现回形针不被磁铁吸引了，原因是回形针加热后，分子电流消失了【答案】选C.【详解】回形针静止时受到的磁铁对它的磁力大小和方向都不确定，拉力大小也不能确定，故A、B错误；对回形针加热，回形针磁性消失是因为分子电流排列无序了，所以选项C正确，D错误．9．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＝mgtanα/(IL)，方向垂直斜面向上B．B＝mgsinα/(IL)，方向垂直斜面向下C．B＝mgtanα/(IL)，方向竖直向上D．B＝mg/(IL)，方向水平向右【答案】选B.【详解】B方向垂直斜面向上，由左手定则可知，安培力方向沿斜面向下，导线不可能静止，A错；同理可知C、D错；B方向垂直斜面向下，安培力沿斜面向上，由平衡条件得：BIL＝mgsi nα，解得B＝mgsinαIL，故B项对．10．如图所示，用粗细均匀的电阻丝折成平面梯形框架，ab、cd边均与ad边成60°角，ab＝bc＝cd＝L，长度为L的电阻丝电阻为r，框架与一电动势为E，内阻为r的电源相连接，垂直于框架平面有磁感应强度为B的匀强磁场，则框架受到的安培力的合力大小为()A．0B.5BEL11rC.10BEL11rD.BELr【答案】选C.【详解】总电阻R＝3r•2r3r＋2r＋r＝115r，总电流I＝ER＝5E11r，梯形框架受的安培力可等效为I通过ad边时受到的安培力，F＝BIad＝BI2L ＝10BEL11r，所以C选项正确．二、非选择题11．如图所示，在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4m，质量为6×10－2kg的通电直导线，电流强度I＝1A，方向垂直于纸面向外，导线用平行于斜面的轻绳拴住不动，整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4T，方向竖直向上的磁场中，设t＝0时，B＝0，则需要几秒，斜面对导线的支持力为零？(g取10m/s2)【答案】5s【详解】斜面对导线的支持力为零时导线的受力如图所示由平衡条件FTcos37°＝FFTsin37°＝mg由①②解得：F＝mgtan37°代入数值得：F＝0.8N由F＝BIL得B＝FIL＝0.81×0.4T＝2TB与t的变化关系为B＝0.4t解得t＝5s12．水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L，M 和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻)．现垂直于导轨搁一根质量为m，电阻为R的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为θ且指向右斜上方，如图所示，问：(1)当ab棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多少？(2)若B的大小和方向均能改变，则要使ab棒所受支持力为零，B的大小至少为多少？此时B的方向如何？【答案】(1)mg－BLEcosθRBLEsinθR(2)Bmin＝mgREL水平向右从b向a看侧视图如图所示【详解】(1)水平方向：f＝F安sinθ①竖直方向：N＋F安cosθ＝mg②又F安＝BIL＝BERL③联立①②③得：N＝mg－BLEcosθRf＝BLEsinθR(2)使ab棒受支持力为零，且让磁场最小，则受安培力竖直向上．则有F安＝mg，Bmin＝mgREL，根据左手定则判定磁场方向水平向右．。

高考物理磁场的描述及磁场对电流的作用精选试题1．关于磁感应强度B，下列说法中正确的是( )．A．磁场中某点B的大小，与放在该点的试探电流元的情况有关B．磁场中某点B的方向，与放在该点的试探电流元所受磁场力方向一致C．在磁场中某点的试探电流元不受磁场力作用时，该点B值大小为零D．在磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度越大2．如图所示，圆环上带有大量的负电荷，当圆环沿顺时针方向转动时，a、b、c三枚小磁针都要发生转动，以下说法正确的是( )A．a、b、c的N极都向纸里转B．b的N极向纸外转，而a、c的N极向纸里转C．b、c的N极都向纸里转，而a的N极向纸外转D．b的N极向纸里转，而a、c的N极向纸外转3．某同学在做“探究通电直导线产生的磁场”实验时，先在水平实验台上放置一枚小磁针，发现小磁针N极指北，然后他把一直导线沿南北方向置于小磁针正上方，并通入电流强度为I的恒定电流，发现小磁针的N极指向为北偏西60°，他通过查阅资料知当地的地磁场磁感应强度的水平分量为B，则通电导线产生的磁场在小磁针所在处的磁感应强度和通入的电流方向为( )．A．2B由南向北 B.3B由南向北 C．2B由北向南D.33B由北向南4．（多选）三根平行的长直通电导线，分别通过一个等腰直角三角形的三个顶点且与三角形所在平面垂直，如图所示．现在使每根通电导线在斜边中点O处所产生的磁感应强度大小均为B，则下列说法中正确的有( )A．O点处实际磁感应强度的大小为BB．O点处实际磁感应强度的大小为5BC．O点处实际磁感应强度的方向与斜边夹角为90°D．O点处实际磁感应强度的方向与斜边夹角为arctan 25．（多选）有两根长直导线a、b互相平行放置，如图6所示为垂直于导线的截面图．在图中所示的平面内，O点为两根导线连线的中点，M、N为两根导线附近的两点，它们在两导线连线的中垂线上，且与O点的距离相等．若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流I，则关于线段MN上各点的磁感应强度的说法中正确的是( )．A．M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相同 B．M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相反C．在线段MN上各点的磁感应强度都不可能为零 D．在线段MN上只有一点的磁感应强度为零6．在匀强磁场中某处P放一个长度为L＝20 cm，通电电流I＝0.5 A的直导线，测得它受到的最大磁场力F＝1.0 N，其方向竖直向上，现将该通电导线从磁场中撤走，则P处磁感应强度为 ( )．A．零 B．10 T，方向竖直向上C．0.1 T，方向竖直向上 D．10 T，方向肯定不是竖直向上7．将一个质量很小的金属圆环用细线吊起来，在其附近放一块条形磁铁，磁铁的轴线与圆环在同一个平面内，且通过圆环中心，如图所示，当圆环中通以顺时针方向的电流时，从上往下看( )A．圆环顺时针转动，靠近磁铁B．圆环顺时针转动，远离磁铁C．圆环逆时针转动，靠近磁铁D．圆环逆时针转动，远离磁铁8．如图所示，蹄形磁铁用悬线悬于O点，在磁铁的正下方有一水平放置的长直导线，当导线中通以由左向右的电流时，蹄形磁铁的运动情况将是( )．A．静止不动 B．向纸外平动C．N极向纸外、S极向纸内转动 D．N极向纸内、S极向纸外转动9．电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图所示，利用这种装置可以把质量为m＝2.0 g的弹体(包括金属杆EF的质量)加速到6 km/s，若这种装置的轨道宽为d＝2 m，长L＝100 m，电流I＝10 A，轨道摩擦不计且金属杆EF与轨道始终接触良好，则下列有关轨道间所加匀强磁场的磁感应强度和磁场力的最大功率结果正确的是( )．A．B＝18 T，P m＝1.08×108 W B．B＝0.6 T，P m＝7.2×104 WC．B＝0.6 T，P m＝3.6×106 W D．B＝18 T，P m＝2.16×106 W 10.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11．(多选)电磁轨道炮工作原理如图所示．待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触．电流I从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回．轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场(可视为匀强磁场)，磁感应强度的大小与I成正比．通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出．现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的方法是( )A．只将轨道长度L变为原来的2倍B．只将电流I增加至原来的2倍C．只将弹体质量减至原来的一半D．将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L变为原来的2倍，其他量不变12．（多选）如图所示，通电导体棒静止于水平导轨上，棒的质量为m，长为L，通过的电流大小为I且垂直纸面向里，匀强磁场的磁感应强度B的方向与导轨平面成θ角，则导体棒受到的( )A．安培力大小为BIL B．安培力大小为BIL sinθC．摩擦力大小为BIL sinθD．支持力大小为mg－BIL cosθ13．粗细均匀的直导线MN的两端悬挂在两根相同的轻质弹簧下边，MN恰好在水平位置(如图)。

高三物理磁场对电流的作用试题1.将一段导线绕成图甲所示的闭合电路，并固定在水平面（纸面）内，回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中。

回路的圆形区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ，以向里为磁场Ⅱ的正方向，其磁感应强度B随时间t变化的图象如图乙所示。

用F表示ab边受到的安培力，以水平向右为F的正方向，能正确反映F随时间t变化的图象是【答案】B【解析】分析一个周期内的情况：在前半个周期内，磁感应强度均匀变化，磁感应强度B的变化度一定，由法拉第电磁感应定律得知，圆形线圈中产生恒定的感应电动势恒定不变，则感应电流恒定不变，ab边在磁场中所受的安培力也恒定不变，由楞次定律可知，圆形线圈中产生的感应电流方向为顺时针方向，通过ab的电流方向从，由左手定则判断得知，ab所受的安培力方向水平向左，为负值；同理可知，在后半个周期内，安培力大小恒定不变，方向水平向右，故B正确。

【考点】闭合电路的欧姆定律；安培力；楞次定律．2.如图是顺德区首届中学生创意物理实验设计展评活动中某学生设计并获得一等奖的作品《小熊荡秋千》。

两根彼此靠近且相互绝缘的金属棒C、D固定在铁架台上，C、D的两端用柔软的细导线吊了两个铜线圈P、Q （Q上粘有一张小熊的图片），并组成一闭合回路，两个磁性很强的条形磁铁如图放置，当用手左右摆动线圈P时，线圈Q也会跟着摆动，仿佛小熊在荡秋千。

关于此作品，以下说法正确的是A．P向右摆动的过程中，P中的电流方向为顺时针方向（从右向左看）B．P向右摆动的过程中，Q也会向右摆动C．P向右摆动的过程中，Q会向左摆动D．若用手左右摆动Q，P会始终保持静止【答案】AB【解析】P向右摆动的过程中，穿过线圈向左的磁通量减小，根据楞次定律可得P中的电流方向为顺时针方向，Q中的电流向外，根据左手定则可得Q受到的安培力向右，所以Q向右摆动，AB正确，CD错误；【考点】考查了楞次定律，安培力方向的判断3.如图所示为一电流表的原理示意图。

质量为m= 20g的均质细金属棒MN的中点处通过挂钩与竖直悬挂的弹簧相连，绝缘弹簧劲度系数为k。

第1节探究磁场对电流的作用一、单选题（每道小题3分共30分）1 •在图中，标出磁场B 的方向，通屯直导线中电流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 口2. 通电螺线管内有一在磁场力作用下面处于静止的小磁针，磁针指向 如图所示，则[]A. 螺线管的P 端为N 极，a 接电源的正极B. 螺线管的P 端为N 极，a 接电源的负极C. 螺线管的P 端为S 极，a 接电源的止极I ）•螺线管的P 端为S 极，a 接电源的负极3•关于磁感线的描述，错误的是[]A. 磁感线是表示磁场强弱和方向的曲线B. 磁感线是闭合的曲线C. 任意两条磁感线都不能相交D. 自由的小磁针在磁场作用下，将沿磁感线运动x x F x XX X X XA *FCB4•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中的电流方向己在图中标岀，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所受的磁场力的方向分别是：[]A.磁感线顺吋针方向，磁场力向左B.磁感线顺时针方向，磁场力向右C.磁感线逆时针方向，磁场力向左\parD.磁感线逆时针方向，磁场力向右5.如图所示，在水平放置的光滑绝缘杆ab上,挂有两个相同的金属环M和N.当两环均通以图示的相同方向的电流时，分析下列说法中，哪种说法正确[]A.两环静止不动B.两环互相靠近C.两环互相远离D.两环同时向左运动6••—根有质量的金属棒MN,两端用细软导线连接后悬挂于a、b两点.棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N,此时悬线上有拉力.为了使拉力等于零，可 []A.适当减小磁感应强度B.使磁场反向C.适当增人电流强度D.使电流反向7.如图所示，载有恒定电流的闭合弹簧线圈环套在条形磁铁的中心位置，则[]bA.环受沿半径向外的安培力，磁铁的磁场穿过环内的磁通量有增犬倾向B. 环受沿半径向外的安培力，磁铁的磁场穿过环内的磁通量有减小倾 向C. 环受沿半径向内的安培力，磁铁的磁场穿过环内的磁通量有增大倾向D. 环受沿半径向内的安培力，磁铁的磁场穿过环内的磁通量有减小倾向8•如图所示，一个闭合线圈套在条形磁铁靠近N极这一端，当在线圈中通以图示方向的电流I 时，贝I 」[]A. 线圈圆面将有被拉大的倾向B. 线圈圆面将有被压小的倾向C. 线圈将向上平移D. 线圈将向S 极一端平移9•如图，四个相同的矩形线圈，通以相同的 电流，同时放在匀强磁场内，线圈平面都与磁场平行，所不同的只是各线圈的转轴00’ 位置不同，下面说法正确的是 []A. C 所受力矩最大氏b 所受力矩最小C. 网个线圈所受力矩各不相同0’ & o'abedD.四个线圈所受力矩相同二、填空题（1-2每题3分,3-4每题4分，第5小题6分，共20分）1. 一面积为S的长方形线圈从图所示的位置在磁感应强度为B的匀强磁场屮转动（转轴与磁场方向垂直）了60°的瞬时，穿过线圈的磁通量 F 二_.2•如图所示，一粗细均匀、重1N的金属丝此，两端用相同的轻弹簧挂起（弹簧下端与金属丝绝缘），放在一方向垂直于纸而向里的匀强磁场（匀强磁场的范围足够大）中，若在金属丝中通入大小为I、方向口 a.至b的电流，此时所受安培力的大小为0. 5N,金属丝下降lmm；若改在b 金属丝中通入大小仍为I但方向自b至a的电流，金属丝应下降______ mm.3.__________________________ 如图，通电导线ab紧靠着竖直导轨恰能匀速下滑，已知ab和导轨间的摩擦系数为0.50,匀强磁场方向竖直向上，ab质量为0.010kg, 则通过ab的电流方向为,ab受的磁场力为_______________ y八_________ （g 取lOm/s2）4•如图所示，止方形线框每边长为L,每边质量为m,可厂绕z轴自由转动，由于线框通入电流而转至图中虚线位置，线框平面和竖直方向夹角为a ,设线框中电流强度为I,方向为逆吋针方向，则与y轴平行的磁场的磁感应强度的方向为 ______ ,大小为5•如图所示，有一正方形线框边长为0・4叫线框平面和匀强磁场的磁感线夹角为30°，现已知线框内磁通量为0・2Wb,则磁场的磁感应强度为B二___T.当线框平面以0为轴逆时针旋转30。

第26课磁场磁场对电流的作用1．安培定则a．根据安培定则分析电流产生的磁场(1)(经典题，6分)下列几幅图中，由电流产生的磁场方向正确的是()答案：B解析：通电直导线电流产生的磁场的方向，可以利用右手螺旋定则判断，大拇指指向直导线电流方向，四指指向磁感线方向，故A项错误。

对于环形电流，四指弯曲方向为电流方向，大拇指指向内部中轴线磁场方向，故B项正确。

从上往下看，线框的电流方向为顺时针方向，根据安培定则可知轴线上磁场的方向向下，故C项错误。

电流方向上边垂直于纸面向里，下边垂直于纸面向外，则根据安培定则，螺线管内部的磁场方向向左，故D项错误。

b．利用安培定则判断磁场方向进而求解磁感应强度(2)(2017全国Ⅲ，6分)如图所示，在磁感应强度大小为B0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 0D. 2B 0 答案：C解析：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，则两导线在a 点产生的磁感应强度与外加磁场的磁感应强度大小相等、方向相反，如图(a)所示。

则外加磁场的方向与PQ 平行，由Q 指向P ，大小满足B 1＝B 0。

根据几何关系有B P cos 30°＝12B 0，解得P 或Q 通电导线在a 点的磁感应强度大小为B P ＝33B 0。

当P 中电流反向，其他条件不变，通电导线在a 点产生的磁感应强度如图(b)所示。

根据几何关系有B 2＝33B 0，且外加磁场不变，故在a 点的磁感应强度大小为B ＝B 20＋⎝⎛⎭⎫33B 02＝233B 0，故C 项正确。

2．通电导线在磁场中受到的力 a ．用左手定则判断安培力的方向(3)(经典题，6分)如图所示，把一个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，当导线通如图所示方向电流I 时，导线将如何运动(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，同时上升答案：A解析：在导线两侧取两小段，左侧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，则导线顺时针转动，转动的过程中，导线所受的安培力方向向下，所以导线的运动情况为顺时针转动，同时下降，故A项正确。

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。

磁场对电流的作用1、如图所示，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，磁场的磁感应强度为B ，当在该导线中通以大小为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 ．2Bil2、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（ ）3、如图所示，A 为电磁铁，B 为铁芯，C 为套在铁芯B 上的绝缘磁环。

现将A 、B 、C 放置在天平的左盘上，当A 中通有电流I 时，C 悬停在空中，天平保持平衡。

当增大A 中电流时，绝缘磁环C 将向上运动。

在绝缘磁环C 上升到最高点的过程中，若不考虑摩擦及空气阻力，则下列描述正确的是（ ）A.天平仍保持平衡B.天平左盘先下降后上升C.天平左盘先上升后下降D.天平左盘一直下降至最低点 4、对磁感应强度的定义式的理解，下列说法正确的是A ．磁感应强度B 跟磁场力F 成正比，跟电流强度I 和导线长度L 的乘积成反比 B ．公式表明，磁感应强度B 的方向与通电导体的受力F 的方向相同2C ．磁感应强度B 是由磁场本身决定的，不随F 、I 及L 的变化而变化D ．若通电导体在磁场中某处受到的磁场力F 等于0，则该处的磁感应强度也等于0 5、如图所示，有一固定在水平地面上的倾角为θ的光滑斜面，有一根水平放在斜面上的导体棒，长为L ，质量为m ，通有垂直纸面向外的电流I 。

空间中存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B 。

现在释放导体棒，设导体棒受到斜面的支持力为N ，则关于导体棒的受力分析一定正确的是（重力加速度为g ） A.mg sin θ＝BIL B.mg tan θ＝BIL C.mg cos θ＝N －BIL sin θ D.N sin θ＝BIL6、一小段通电直导线长1cm ，电流强度为5A ，把它放入磁场中某点时所受磁场力大小为0．1N ，则该点的磁感强度为（ ）A ．B ＝2T ； B ．B ≥2T ；C 、B ≤2T ；D ．以上三种情况均有可能 7、一根又大又松弛的导体线圈管竖立放置,通电后线圈将会是（ ） A.上下压缩,左右膨胀 B.上下压缩,左右压缩 C.上下膨胀,左右膨胀 D.上下膨胀,左右压缩8、根据磁场对电流会产生作用力的原理，人们研制出一种新型的炮弹发射装置--电磁炮，它的基本原理如图所示，下列结论中正确的是A.要使炮弹沿导轨向右发射，必须通以自M 向N 的电流B. 要使炮弹沿导轨向右发射，必须通以自N 向M 的电流C.要想提高炮弹的发射速度，可适当增大电流或磁感应强度D.使电流和磁感应强度的方向同时反向，炮弹的发射方向亦将随之反向9、 如图所示，两根长通电导线M 、N 中通有同方向等大小的电流，一闭合线框abcd 位于两平行通电导线所在平面上，并可自由运动，线框两侧与导线平行且等距，当线框中通有图示方向电流时，该线框将（ ） A ．ab 边向里，cd 边向外转动 B ．ab 边向外，cd 边向里转动 C ．线框向左平动，靠近导线M D ．线框向右平动，靠近导线N10、在下四图中，标出了匀强磁场B 的方向、通电直导线中电流I 的流向，以及通电直导线所受安培力F 的方向，其中正确的是（ ）11、如图，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 。

2012 届专题卷物理专题八答案与分析1．【命题立意】主要考察磁场的磁感线散布与磁感觉强度大小的变化的特色。

【思路点拨】我们能够从条形磁铁和蹄形磁铁的磁感线散布看出，两极处磁感线最密，而磁铁的两极处磁场最强。

所以磁感线的疏密能够反应磁场的强弱，磁感线散布密的地方磁场就强，反之则弱。

【答案】C【分析】磁感线是为了形象地描绘磁场而人为设想的曲线。

其疏密程度反应磁场的强弱，磁感线越密的地方磁场越强，沿z 轴正方向磁感线由密到疏再到密，即磁感觉强度由大到小再到大，只有 C 正确。

2．【命题立意】主要考察带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式、周期公式。

【思路点拨】若带电粒子的速度方向与磁场方向垂直，带电粒子在垂直于磁感线的平面内，以入射速率v 做匀速圆周运动。

①轨道半径公式：r =mv/qB②周期公式： T=2πm/qB。

【答案】AD 【分析】作出表示图以下图，依据几何关系能够看出，当粒子从 d 点射出时，轨道半径增大为本来的二倍，由半径公式R mv可知，速度也增大为本来的二倍，选项A qB正确，明显选项 C 错误；当粒子的速度增大为本来的四倍时，才会从 f 点射出，选项 B 错误；2 m，可见粒子的周期与速度没关，在磁场中的运动时间取决于其轨据粒子的周期公式 TqB迹圆弧所对应的圆心角，所以从e、d 射出时所用时间相等，从 f 点射出时所用时间最短。

3．【命题立意】主要考察洛伦兹力的特征。

【思路点拨】洛伦兹力的大小f=qvB，条件 v⊥B 当 v∥B 时， f=0 。

洛伦兹力的特征：洛伦兹力一直垂直于v的方向，所以洛伦兹力必定不做功。

【答案】 B 【分析】由题意知，粒子从入射孔以45°角射入匀强磁场，粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动。

能够从出射孔射出的粒子恰幸亏磁场中运动1周期，由几何关系知 r＝ 2R，又 r＝mv，解得 v＝qBr＝22×106 4qB mm/s。

4．【命题立意】主要考察安培定章和左手定章。

高二物理磁场对电流的作用试题1.如图所示，质量为m的金属框用绝缘轻质细线悬挂，金属框有一半处于水平且与框面垂直的匀强磁场中。

从某时刻开始，磁感应强度均匀减小，则在磁感应强度均匀减小的过程中，关于线的拉力大小，下列说法正确的是：A．大于环重力mg，并保持恒定B．始终等于环重力mgC．大于环重力mg，并逐渐减小D．大于环重力mg，并保持恒定【答案】C【解析】磁感应强度均匀减小，穿过回路的磁通量均匀减小，根据法拉第电磁感应定律得知，回路中产生恒定的电动势，感应电流也恒定不变．由楞次定律可知，感应电流方向：顺时针，再由左手定则可得，安培力的合力方向：竖直向下．ab棒所受的安培力F=BIL，可知安培力F均匀增大，金属环ab始终保持静止，则拉力大于重力，由于磁感应强度均匀减小．所以拉力的大小也逐渐减小，故C正确，ABD均错误．【考点】法拉第电磁感应定律及左手定则。

2.长为L的通电直导线放在倾角为θ的光滑斜面上，并处在磁感应强度为B的匀强磁场中，如图所示，当B方向竖直向上，电流为I1时导体处于平衡状态，若B方向改为垂直斜面向上，则电流为I2时导体处于平衡状态，电流比值I1/I2应为（）cosθ B．1/ cosθ C．sinθ D．1/ sinθ【答案】B【解析】若磁场方向竖直向上，则安培力水平方向．由平衡条件可得：，若磁场方向垂直于斜面向上，则安培力沿斜面向上．由平衡条件可得：则，B 正确。

【考点】考查了安培力的计算3.如图所示,条形磁铁放在桌面上,一根通电直导线由S极的上端平移到N极的上端的过程中,导线保持与磁铁垂直,导线的通电方向如图所示.则这个过程中磁铁受到的摩擦力(磁铁保持静止) ( ) A．为零B．方向由左变为向右C．方向保持不变D．方向由右变为向左【答案】B【解析】首先磁铁上方的磁感线从N极出发回到S极，是曲线，直导线由S极的上端平移到N 极的上端的过程中，电流的受力由左上方变为正上方再变为右上方，根据牛顿第三定律磁铁受到的力由右下方变为正下方再变为左下方，磁铁静止不动，所以所受摩擦力方向由向左变为向右。

磁场对电流的作用（专题）一、计算题（本大题共14小题，共140.0分）1.如图所示，光滑的平行导轨与水平面的夹角为θ=30°，两平行导轨间距为L，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中．导轨中接入电动势为E、内阻为r的直流电源，电路中有一阻值为R的电阻，其余电阻不计．将质量为m，长度也为L的导体棒放在平行导轨上恰好处于静止状态，重力加速度为g，求：（1）通过ab导体棒的电流强度为多大？（2）匀强磁场的磁感应强度为多大？（3）若突然将匀强磁场的方向变为垂直导轨平面向上，求此时导体棒的加速度大小及方向．2.如图所示，两平行金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，导轨的一端接有电动势E=3V、内阻r=0.5Ω的直流电源，导轨间的距离L=0.4m．在导轨所在空间内分布着磁感应强度B=0.5T、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。

现把一个质量m=0.04kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒与金属导轨垂直、且接触良好，导体棒的电阻R=1.0Ω，导体棒恰好能静止。

金属导轨电阻不计。

（g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：（1）ab受到的安培力大小；（2）ab受到的摩擦力大小。

3.如图所示，水平放置的光滑金属导轨宽L=0.2m，接有电动势E=3V、内阻不计的电源，导轨电阻不计。

匀强磁场竖直向下穿过导轨，磁感应强度B=1T．导体棒ab的电阻R=6Ω，质量m=10g，垂直放在导轨上并良好接触，在合上开关的瞬间，求：（1）导体棒受到安培力的大小和方向；（2）导体棒的加速度。

4.粗细均匀的直导线ab的两端悬挂在两根相同的弹簧下边，ab恰好处在水平位置(如上图)．已知ab的质量为m＝10 g，ab的长度L＝60 cm，沿水平方向与ab垂直的匀强磁场的磁感应强度B＝0.4 T.(1)要使两根弹簧能处在自然状态，既不被拉长，也不被压缩，ab中应沿什么方向、通过多大的电流？(2)如导线中有方向从a到b、大小为0.2 A的电流通过时，两根弹簧均被拉长了Δx＝1 mm，求弹簧的劲度系数．(3)当由b到a方向通过0.2 A的电流时，两根弹簧被拉长多少？(取g＝9.6m/s2＝9.6 N/kg)5.如图所示，质量为m、长度为L、电阻为R的导体棒MN静止于水平导轨上，导轨中接入电动势为E、内阻为r的直流电源，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，方向与导轨平面成θ角斜向下，求：（1）导体棒中电流的方向．（2）导体棒所受安培力的大小．（3）导体棒受到的支持力和摩擦力的大小．6.如图所示，两平行金属导轨所在的平面与水平面夹角为θ=37°，导轨的一端接有电动势为E=3V、内阻r=0.5Ω的直流电源，导轨间的距离L=0.4m．在导轨所在空间内分布着磁感应强度B=0.5T、方向竖直向上的匀强磁场．现把一个质量m =0.04kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒与金属导轨垂直、且接触良好，导体棒的电阻R=1.0Ω，导体棒恰好能够静止于斜面．金属导轨电阻不计．（g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：（1）ab受到的安培力；（2）ab与导轨间动摩擦因素．7.图示是我国正在研制的超高速电磁炮的示意图．其原理是利用电磁力推动弹头使之达到每秒几十公里的超高速状态．竖直向上的匀强磁场的磁感应强度大小B＝50T，炮弹和金属支架的总质量m＝0.20 kg，放在宽L ＝0.50m的铜导轨上，铜导轨的长度s＝16m．为使炮弹的射出速度达到v＝2km／s，通过炮弹和金属支架的恒定电流I应为多大？（不计一切摩擦阻力）8.如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.4m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B=0.5T、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。