通电导线在磁场中受到的力习题

第一章安培力与洛伦兹力1 磁场对通电导线的作用力基础过关练题组一安培力的方向1.(2020河北承德一中高三月考)如图,一段半圆形粗铜线固定在绝缘水平桌面上,铜线所在空间有一匀强磁场,磁场方向竖直向下。

当铜线中通有顺时针方向的电流时,铜线所受安培力的方向( )A.向前B.向后C.向左D.向右2.如图所示,A为一个水平旋转的橡胶圆盘,带有大量均匀分布的负电荷,在圆盘正上方水平放置一根通电直导线,电流方向如图所示。

当圆盘绕中心轴OO'高速顺时针转动时(从上向下看),通电直导线所受安培力的方向是( )A.竖直向上B.竖直向下C.水平向里D.水平向外3.(2020山东青岛二中高二期中)如图,均匀绕制的螺线管水平放置,在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线A,A与螺线管垂直,A导线中的电流方向垂直纸面向里。

闭合开关S,A受到通电螺线管产生的磁场的作用力的方向是( )A.竖直向上B.竖直向下C.水平向右D.水平向左4.(2020浙江宁波效实中学高二上期中)如图所示为两根互相平行的通电直导线a、b的横截面图,a、b中的电流方向已在图中标出,那么导线a中的电流产生的磁场的磁感线环绕方向及导线b所受的安培力的方向分别是(深度解析)A.顺时针方向向右B.顺时针方向向左C.逆时针方向向左D.逆时针方向向右题组二安培力的大小5.如图所示,通电直导线置于匀强磁场中,导线与磁场方向垂直。

若仅将导线中的电流增大为原来的4倍,则导线受到安培力的大小将( )A.增大为原来的2倍B.增大为原来的4倍C.减小为原来的14D.减小为原来的126.如图所示,通电导线MN置于垂直于纸面向里的匀强磁场中,其中的电流保持不变。

当它在纸面内从a位置绕其一端M转至b位置时,通电导线所受安培力的大小变化情况是( )A.变小B.变大C.不变D.不能确定7.如图所示,水平导轨接有电源,导轨上固定有三根导体棒a、b、c,其中c最长,b 最短,c为一直径与b等长的半圆,将装置置于向下的匀强磁场中。

课时作业(十九）通电导线在磁场中受到的力一、单项选择题1．一根容易形变的弹性导线,两端固定．导线中通有电流，方向如图中箭头所示．当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时,描述导线状态的四个图示中正确的是( ）解析：根据左手定则可判断出A图中导线所受安培力为零，B图中导线所受安培力垂直纸面向里，C、D图中导线所受安培力向右，由导线受力以后的弯曲方向与受力方向的关系可知，D图正确．答案：D2．如图中的D为置于电磁铁两极间的一段通电导线,电流方向垂直纸面向里．在开关S接通后,导线D所受磁场力的方向是( ）A．向上B．向下C．向左D．向右解析：由右手螺旋定则，软铁芯在导线处到磁场方向向左，由左手定则,导线D受到的磁场力方向向上，选项A正确．答案：A3．如图所示的各图中，磁场的磁感应强度大小相同，导线两端点距离均相等，导线中电流均相等，则各图中有关导线所受的安培力的大小的判断正确的是（)A．d图最大B．b图最大C．一样大D．无法判断解析：安培力公式F＝BIL⊥，其中L⊥为垂直于磁场方向的有效长度，a、b、c、d四个图中导线的有效长度相等，所以所受的安培力相等．答案：C4。

用两根细线把两个完全相同的圆形导线环悬挂起来，让二者等高平行放置，如图所示,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: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,二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．答案：A5．（2017·石家庄高二检测)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：安培力垂直于导线和磁场决定的平面，A错、B对．由F ＝BIL sinθ可知，C错，当直导线与磁场方向平行放置时，安培力大小为零,将直导线从中点折成直角,安培力仍为零，不发生改变;当直导线与磁场方向成一定夹角放置时,将直导线从中点折成直角，可以让有效长度变为原来的错误!倍，由F＝BIL sinθ可知，安培力变为原来的错误!倍，D选项错．答案：B6．(2017·宜宾高二检测）如图所示,固定在水平地面上的倾角为θ的粗糙斜面上，有一根水平放在斜面上的导体棒，通有垂直纸面向外的电流，导体棒保持静止．现在空间中加上竖直向下的匀强磁场，导体棒仍静止不动，则( ）A．导体棒受到的合力一定增大B．导体棒一定受4个力的作用C．导体棒对斜面的压力一定增大D．导体棒所受的摩擦力一定增大解析：分析导体棒的受力情况：导体棒在匀强磁场中受到重力mg、安培力F和斜面的支持力F N,摩擦力未知，且静止．若mg sinθ＝BIL cosθ，则导体棒不受摩擦力;若mg sinθ〉BIL cosθ，则导体棒受4个力，摩擦力向上，且可能增大；若mg sinθ〈BIL cosθ，则摩擦力向下，但无论什么情况，导体棒对斜面的压力一定增大，为F N＝mg cosθ＋BIL sinθ，故A、B、D错误，C正确．答案：C二、多项选择题7.在xOy平面中有一通电直导线与Ox、Oy轴相交，导线中电流方向如图所示．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．该磁场的方向可能是（）A．沿z轴正方向B．沿y轴负方向C．沿x轴负方向D．沿z轴负方向解析:由左手定则可判断磁场方向与xOy平面平行,可能沿y轴负方向，可能沿x轴负方向,选项B、C正确．答案：BC8．一根长为0.2 m、电流为2 A的通电导线，放在磁感应强度为0。

高中物理选修2-1第二章磁场一、单选题1.通电直导线所受安培力的方向与磁场方向、电流方向的关系，下列图示正确的是（）A. B. C. D.2.磁场中任一点的磁场方向规定为小磁针在磁场中（）A. 受磁场力的方向B. 北极受磁场力的方向C. 南极受磁场力的方向D. 受磁场力作用转动的方向3.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4.10 .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5.一个长螺线管中通有电流，把一个带电粒子沿中轴线射入（若不计重力影响），粒子将在管中（ ）A. 做圆周运动B. 沿轴线来回运动C. 做匀加速直线运动D. 做匀速直线运动6.关于磁场和磁感线，下列说法中正确的是（）A. 磁场看不见、摸不到，但在磁体周围确实存在着磁场；而磁感线是一种假想曲线，是不存在的B. 磁场对放入其中的磁体产生力的作用，当其中没放入磁体时，则无力的作用，也就不存在磁场C. 在磁场中画出磁感线处存在磁场，在磁感线间的空白处不存在磁场D. 磁体周围的磁感线是从磁体北极出来，回到南极，所以磁体内部不存在磁场，也画不出来7.如图所示，在圆环状导体圆心处，放一个可以自由转动的小磁针．现给导体通以顺时针方向的恒定电流，不计其他磁场的影响，则（ ）A. 小磁针保持不动B. 小磁针的N极将向下转动C. 小磁针的N极将垂直于纸面向里转动D. 小磁针的N极将垂直于纸面向外转动8.发电机和电动机的发明使人类步入电气化时代，其中电动机依据的原理是（）A. 磁场对电流的作用B. 磁铁间的相互作用C. 惯性定律D. 万有引力定律9.在物理学史上，发现电流周围存在磁场的著名科学家是A. 奥斯特B. 伽利略C. 焦耳D. 库仑二、多选题10.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（）A. B. C. D.11.在赤道处沿东西方向水平放置一根长直导线，导线正下方放一小磁针，下列现象可能发生的是（）A. 长直导线通电时，小磁针仍然静止B. 长直导线通电时，小磁针逆时针转动90°C. 长直导线通电时，小磁针顺时针转动90°D. 长直导线通电时，小磁针静止，将长直导线在水平面内稍作转动，小磁针转动近180°12.（多选）如图，一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时，磁针的S极向纸内偏转，这一束带电粒子可能是（）A. 向右飞行的正离子B. 向左飞行的正离子C. 向右飞行的负离子D. 向左飞行的负离子13.如图1，两根光滑平行导轨水平放置，间距为L，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B．垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒．从t=0时刻起，棒上有如图2的变化电流I、周期为T，电流值为I m，图1中I所示方向为电流正方向．则金属棒（）A. 位移随时间周期性变化B. 速度随时间周期性变化C. 受到的安培力随时间周期性变化D. 受到的安培力在一个周期内做正功14.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15.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磁场力，采取了下列四种办法，其中正确的是（）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°三、填空题16.通电螺线管的极性跟螺线管中的________方向有关，它们之间的关系可以用________定则来判定．内容是：用________手握住螺线管，让________弯向螺线管中电流的方向，则________所指的那端就是螺线管的N极．17.________是世界上最早研究磁现象的国家．并制成了指向仪器________，它是用天然磁石磨制成的________，静止时其________指向南方．指南针是我国________之一，其最早记载于北宋学者________的《梦溪笔谈》．18.一个磁场的磁感线如图所示，一个小磁针被放入磁场中，则小磁针沿顺时针转动，则磁场方向________。

例3.将长度为20cm、通有0.1A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，已知磁感应强度为
1T。试求出下列各图中导线所受安培力
的大小和F
FI
30°
B
0.02N
0
0.02N
垂直导线斜
水平向右
向左上方
例4.如图所示直角三角形abc组成的导线框内通有电流I
＝1A，处在方向竖直向下的匀强磁场B＝2T中, ɑ=300
电流 元法
把整段导线分为多段电流元，先用左手定则判断 每段电流元所受安培力的方向，然后判断整段导 线所受安培力的方向，从而确定导线运动方向
等效 环形电流可等效成小磁针，通电螺线管可以等效 法 成条形磁铁或多个环形电流，反过来等效也成立
特殊位 通过转动通电导线到某个便于分析的特殊位置，然
置法 后判断其所受安培力的方向，从而确定其运动方向
ac=40cm，（1）求三角形框架各边所受的安培力。（2） 求三角形框架所受的安培力
Fbc = 0N Fab=Fac
=BILSin600
=0.69N
c
b Ia
B
巩固练习
1、如图所示的四种情况，通电导体均置于匀强磁场 中，其中通电导线不受安培力的是（ C ）
2 、如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正
中央的上方固定一根直导线MN，导线与磁场垂直，
A 给导线通以由N向M的电流，则(
)
A. 磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用
B. 磁铁对桌面的压力减小，受桌面的摩擦力作用
C. 磁铁对桌面的压力增大，受桌面的摩擦力作用
D. 磁铁对桌面的压力增大，不受桌面摩擦力作用
3.通电直导线附近有一个小的通电闭合

5（2014重庆卷8）某电子天平原理如题8图所示，E形磁铁的两侧为N极，中心为S极，两
极间的磁感应强度大小均为B，磁极宽度均为L，忽略边缘效应，一正方形线圈套于中心 磁极，其骨架与秤盘连为一体，线圈两端C、D与外电路连接，当质量为m的重物放在秤 盘上时，弹簧被压缩，秤盘和线圈一起向下运动(骨架与磁极不接触)，随后外电路对线圈 供电，秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止，由此时对应的供电电流I可确定重物 的质量，已知线圈匝数为n，线圈电阻为R，重力加速度为g.问 (1)略 (2)供电电流I是从C端还是D端流入？求重物质量与电流的关系． (3)若线圈消耗的最大功率为P，该电子天平能称量的最大质量是多少？
4（2015浙江卷24）小明同学设计了一个“电磁天平”,如图1所示,等臂天平的左臂为挂盘,
右盘挂有矩形线圈,两臂平衡.线圈的水平边长L=0.1m,竖直边长H=0.3m,匝数为N1.线圈的下 边处于匀强磁场内,磁感应强度B0=1.0T,方向垂直线圈平面抽里.线圈中通有可在0~2.0A范 围内调节的电流I.挂盘放上待测物体后,调节线圈中电流使天平平衡,测出电流即可测得物 体的质量.(重力加速度取g=10m/s2) (1)为使电磁天平的是量程达到0.5kg,线圈的匝数N1至少为多少? (2)略
要点小结
“电流天平”测磁感应强度 推断“起初”和“电流反向后”安培力的方向 列平衡等式 拓展创新实验（用两个定滑轮） m1可能大于、也可能小于m2 磁感应强度的表达式中有绝对值 部分导线在磁场中的等效长度：交界点连线
“电磁天平”测质量 安培力等于重力
形线圈，宽为l，共N匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面。当线圈中通 有电流I(方向如图)时，在天平左、右两边加上质量各为m１、m２的砝码，天平平衡。当 电流反向(大小不变)时，右边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡。由此可知( ) (A)磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为(m１-m２)g/(NIl) (B)磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为mg/(2NIl) (C)磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为(m１-m２)g/(NIl) (D)磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为mg/(2NIl)

特别提醒 (1)F⊥I，F⊥B，但B与I不一定垂直．
(2)若已知B、I方向，F方向唯一确定，若已知B(或I)、F方
向，I(或B)方向不唯一．
【典例1】 如图3－4－6所示，一金属直杆MN 两端接有导线，悬挂于线圈上方，MN与线圈轴 线均处于竖直平面内，为使MN垂直于纸面向外
运动，可以( )．
A．将a、c端接在电源正极，b、d端
利用结论法 (1)两电流相互平行时无转动趋势，同向电流相互吸引，反向 电流相互排斥； (2)两电流不平行时，有转动到相互平行且方向相同的趋势. 利用这些结论分析，可事半功倍.
【典例3】 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3－4－9所示的
判断通电导体在磁场中的运动
2．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 有如图3－4－14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AB
B．顺时针转动，同时离开直导线AB
C．逆时针转动，同时靠近直导线AB图3－4－14 D．不动
【变式1】 画出图中各磁场对通电导线的安培 力的方向．
解析 无论B、I是否垂直，安培力总是垂直于B 与I决定的平面，且满足左手定则．
答案 如图所示
二、安培力的大小计算
1．公式F＝ILB中L指的是导线在磁场中且垂直
于磁场方向的“有效长度”．即导线在磁场中 在垂直于磁场方向投影的长度．
2．弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点直 线的长度(如图3－4－4)；相应的电流沿L由始
向上，这时金属棒恰好静止．求：(1)匀强磁场磁
感应强度的大小；(2)ab棒对导轨压力的大小．(g

2020届高中物理二轮总复习《通电导线在磁场中受到的力》试题试卷满分：150分命题人：嬴本德第I 卷（选择题）一、单选题：本题共20小题，每小题2分，共40分。

在每个小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求。

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2．质量为m ，长度为L 的金属细杆放在倾角为θ的斜面上，杆与斜面间的动摩擦因数为μ．杆中通有垂直纸面向里的恒定电流．整个装置处在如图所示的匀强磁场中，金属杆处于静止状态．其中杆与斜面间的摩擦力可能为零的是()A ．①③B ．②③C ．①②④D ．②③④3．把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来，使它的下端刚好跟杯里的水银面相接触，并使它组成如图所示的电路图．当开关S 接通后，将看到的现象是()A ．弹簧向上收缩B ．弹簧被拉长C ．弹簧上下跳动D ．弹簧仍静止不动4．一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，当两线圈通以如图所示的电流时，从左向右看，则线圈L 1将()A ．不动B ．顺时针转动C ．逆时针转动D ．向纸面内平动5．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6．一条形磁铁放在水平桌面上，它的上方靠右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，逐渐增大导电棒中的电流，磁铁一直保持静止．可能产生的情况是()A ．磁铁对桌面的压力不变B ．磁铁对桌面的压力一定增大C ．磁铁受到摩擦力的方向可能改变D ．磁铁受到的摩擦力一定增大7．如图所示，在倾角为θ=37°的光滑斜面上有一根长为l=0.4m ，质量为m=6×10－2kg 的通电直导线，电流I=1A ，方向垂直纸面向外，导线用平行于斜面的轻绳拴住不动，整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4T ，方向竖直向上的磁场中，设t 0=0，B 0=0，则斜面对导线的支持力为零时所用的时间为(g 取10m/s 2)()A ．3sB ．4sC ．5sD ．6s8．将长为1m 的导线ac ，从中点b 折成如图所示的形状，放入磁感应强度为B=0.08T 的匀强磁场中，已知abc平面与磁场垂直，若在导线abc 中通入25A 的直流电，则整根导线所受安培力大小为()A ．3NB ．3NC ．5ND ．5N9．如图，“L”型导线abc 固定并垂直放置在磁感应强度为B 的匀强磁场中，bc ab ⊥，ab 长为l ，bc 长为l 43，导线通入恒定电流I ，设导线受到的安培力大小为F ，方向与bc 夹角为θ，则()A ．BIl F 47=，34tan =θB ．BIl F 47=，43tan =θC ．BIl F 45=，34tan =θD ．BIl F 45=，43tan =θ10．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．5BEL 11r C ．10BEL 11r D ．BEL r11．一通电直导线与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43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 ．Fπ32C ．F π322D ．F 323π12．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43金属圆环ab 置于磁场中，圆环的圆心为O ，半径为r ，两条半径Oa 和Ob 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 ．2BIrB ．BIr π23C ．BIr D ．2BIr13．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 为常数．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()14．如图所示，金属棒MN 两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M 向N 的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ，如果仅改变下列某一个条件，θ角的相应变化情况是()A ．棒中的电流变大，θ角变大B ．两悬线等长变短，θ角变小C ．金属棒质量变大，θ角变大D ．磁感应强度变大，θ角变小15．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 22B ．IL F 1C ．ILF F 2221-D ．ILF F 212-16．如图所示，三根通电长直导线P 、Q 、R 互相平行，垂直纸面放置，其间距均为a ，电流均为I ，方向垂直纸面向里(已知电流为I 的长直导线产生的磁场中，距导线r 处的磁感应强度B=rIk，其中k 为常数)．原点O 处的磁感应强度为()A ．大小为23kI3a，方向沿x 轴负方向B ．大小为3kI3a，方向沿x 轴正方向C ．大小为23kI3a，方向沿y 轴正方向D ．大小为3kI3a，方向沿y 轴负方向17．在如图所示的竖直平面内，在水平线MN 的下方有足够大的匀强磁场，一个等腰三角形金属线框顶点C 与MN 重合，线框由静止释放，沿轴线DC 方向竖直落入磁场中．忽略空气阻力，从释放到线框完全进入磁场过程中，关于线框运动的v －t 图，可能正确的是()18．如图所示，用一条横截面积为S 的硬导线做成一个边长为L 的正方形，把正方形的一半固定在均匀增大的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间的变化率ΔBΔt=k (k >0)，虚线ab 与正方形的一条对角线重合，导线的电阻率为ρ．则下列说法正确的是()A ．线框中产生顺时针方向的感应电流B ．线框具有扩张的趋势C ．若某时刻的磁感应强度为B ，则线框受到的安培力为2kBL 2S8ρD ．线框中ab 两点间的电势差大小为kL 2219．如图所示，两平行导轨与水平面成α=37°角，导轨间距为L=1.0m ，匀强磁场的磁感应强度可调，方向垂直导轨所在平面向下．一金属杆长也为L ，质量m=0.2kg ，水平放在导轨上，与导轨接触良好而处于静止状态，金属杆与导轨间的动摩擦因数μ=0.5，通有图示方向的电流，电流强度I=2.0A ，令最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则磁感应强度的最大值和最小值分别为()A ．1.0T 0B ．1.0T 0.6TC ．1.0T 0.2TD ．0.6T0.2T20．如图所示，PQ 和MN 为水平平行放置的金属导轨，相距L=1m ．P 、M 间接有一个电动势为E=6V ，内阻不计的电源和一只滑动变阻器，导体棒ab 跨放在导轨上并与导轨接触良好，棒的质量为m=0.2kg ，棒的中点用细绳经定滑轮与物体相连，物体的质量M=0.4kg ．棒与导轨的动摩擦因数为μ=0.5(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，导轨与棒的电阻不计，g 取10m/s 2)，匀强磁场的磁感应强度B=2T ，方向竖直向下，为了使物体保持静止，滑动变阻器连入电路的阻值不可能的是()A ．2ΩB ．2.5ΩC ．3ΩD ．4Ω二、多选题：本题共13小题，每小题3分，共39分。

第一章安培力与洛伦兹力第1节磁场对通电导线的作用力安培力的方向判定(1)左手定则：如图所示，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)说明：①F⊥B，F⊥I，即F垂直于B、I决定的平面.②磁场方向和电流方向不一定垂直.用左手定则判断安培力方向时，磁感线只要从掌心进入即可，不一定垂直穿过掌心.二、安培力的大小1、同一通电导线，按不同方式放在同一磁场中，受力情况不同，如图所示.(1)如图甲，I⊥B，此时安培力最大，F＝ILB.(2)如图乙，I∥B，此时安培力最小，F＝0.(3)如图丙，当I与B成θ角时，把磁感应强度B分解，如图丁.此时F＝ILB sin_θ.2、安培力的公式理解1.公式F＝ILB sin θ中B对放入的通电导线来说是外加磁场的磁感应强度，不必考虑导线自身产生的磁场对外加磁场的影响.2.公式F＝ILB sin θ中L指的是导线在磁场中的“有效长度”，弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点直线的长度(如图7所示)；相应的电流沿L由始端流向末端.3.公式F＝ILB sin θ中θ是B和I方向的夹角，当θ＝90°时sin θ＝1，公式变为F＝ILB.三、磁电式电流表(1)原理：通电线圈在磁场中受到安培力而偏转.线圈偏转的角度越大，被测电流就越大.根据线圈偏转的方向，可以知道被测电流的方向.(2)构造：磁铁、线圈、螺旋弹簧、指针、极靴.(3)特点：极靴与圆柱间的磁场沿半径方向，线圈转动时，安培力的大小不受磁场影响，电流所受安培力的方向总与线圈平面垂直.线圈平面与磁场方向平行，如图所示.(4)优点：灵敏度高，可以测出很弱的电流.缺点：线圈导线很细，允许通过的电流很弱.【例题1】画出下列各图中磁场对通电导线的安培力的方向。

答案：如图所示解析：无论B 、I 是否垂直，安培力总是垂直于B 与I 决定的平面，且满足左手定则。

（2）当线圈中的电流方向发生变化时，安培力的方向也 随之改变，指针的偏转方向也发生变化，所以根据指针的 偏转方向，可以知道被测电流的方向。
表盘的刻度均匀，θ∝I。
五、电动机原理
2、电动机基本构造：定子和转子。
3、功率有大 有小； 分直流电动机 和交流电动机 4、应用： 看插图
直流电动机示意图
6、磁通量 定义： 在磁感应强度为B的匀强磁场当中，有一 个与磁场方向垂直的平面S，B和S的乘积叫做 穿过这个面积的磁通量Φ，简称磁通
当磁场B⊥S垂直,磁通量最大Φ=BS 当磁场B与面积S不垂直, Φ<BS 当B∥S时,磁通量最小Φ=0
注意
1.Φ是标量，但有正负，若取某方向穿入平面 的磁通量为正，则反方向穿入该平面的磁通量 为负
2.过一个平面若有方向相反的两个磁通量，这 时的合磁通为相反方向磁通量的代数和(即相 反方向磁通抵消以后剩余的磁通量才是合磁通)
a′b′c′d′位置的过程中,关于穿过线框的磁
通量情况下列叙述正确的是(线框平行于纸面移
动)( D )
A.一直增加 B.一直减少
a
b a′
b′
C.先增加后减少
d
c d′
c′
D.先增加,再减少直到零,然后再增加,然后再减 少
如图所示，套在条形磁铁外的三个线圈，其面 积S1＞S2= S3，且 “3”线圈在磁铁的正中间。 设各线圈中的磁通量依次为Ф1、Ф2、Ф3则它
B
F
I
B
安培力方向的判断—左手定则
掌法
（1）伸开左手，使大拇指与四指垂直，并 且在同一个平面内；
（2）让磁感线从掌心进入，并使四指指向 指法 电流的方向；
结论
（3）大拇指所指的方向就是通电导线在磁 场场中所受安培力向，又垂直于电流方 向，安培力垂直于电流与 磁场所在平面！

苏科版九年级物理《16.3 磁场对电流的作用 电动机》同步课时练习一、知识梳理1、 磁场对电流的作用：通电导线在磁场中要受到________的作用。

电能转化为______能。

应用是：制成_________。

2、通电导体在磁场中受力方向：跟_______方向和________方向都有关。

3、直流电动机原理：是利用__________________________的原理制成的。

4、平衡位置：线圈平面与磁场方向__________。

5、换向器作用：当线圈越过平衡位置时，自动改变___________________的方向。

二、课时达标1. 以下四幅图中与电动机工作原理相同的是〔 〕 A. B. C. D.2. 如下图，当闭合开关的瞬间，导体棒AB 水平向右运动；假设同时对调电源与磁体的两极，再次闭合开关时，导体棒AB 的运动方向是〔 〕3.一节电池的负极吸附着一块圆柱形强磁铁，用铜导线做成一个如下图的框架。

当将铜框架转轴局部搁在电池正极上、框架下方两端作为电刷与强磁铁相接触时，铜框架就会旋转起来，它利用的原理是〔 〕4. 如下图，小明用漆包线绕成线圈ABCD ，做成电动机模型，通电后能让线圈在磁场中持续转动的方法是〔 〕B.将线圈一端的漆全部刮去，另一端的漆不刮C.将线圈两端的漆各刮去一半，两端刮去的漆在同侧D.将线圈两端的漆各刮去一半，两端刮去的漆在异侧5.如图为直流电动机的工作原理图，分析正确的选项是〔 〕B.电动机通电后不转，可能是线圈刚好处在平衡位置C.电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能第2题第3题 第4题D.线圈刚转到平衡位置时，换向器自动改变电路中电流方向6.小杰同学安装了一台如下图的直流电动机模型。

接通〔电池〕电源，闭合开关后，发现线圈顺时针方向转动，假设要使线圈逆时针方向转动，正确的做法是〔〕第5题第6题7. 以下措施中，不能增大直流电动机线圈转速的是〔〕N、S极对调8. 一台组装齐全的直流电动机模型，接通电源后电动机不转，用手拨动一下转子后，线圈转子就正常转动起来，那么它开始时不转的原因可能是〔〕9.通电导线在磁场中要受到力的作用，力的方向跟_____的方向和_____的方向都有关系。

电流 元法
把整段导线分为多段电流元，先用左手定则判断每段电流元所 受安培力的方向，然后判断整段导线所受安培力的方向，从而 确定导线运动方向
环形电流可等效成小磁针，通电螺线管可以等效成条形磁铁或 等效法 多个环形电流(反过来等效也成立)，然后根据磁体间或电流间
的作用规律判断
特殊位 通过转动通电导线到某个便于分析的特殊位置，判断其所受安 置法 培力的方向，从而确定其运动方向
向相反，于是架在轴上的线圈就要转动，通过转
轴收紧螺旋弹簧使其变形，反抗线圈的转动，电
流越大，安培力就越大，螺旋弹簧的形变也就越
图 3-4-2
大，所以，从线圈偏转的角度就能判断通过电流的大小。线圈中的电
流方向改变时，安培力的方向随着改变，指针的偏转方向也随着改变。
所以，根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向。 5．优缺点
[典例] 如图 3-4-11 所示，在倾角 θ＝30°的斜
面上固定一平行金属导轨，导轨间距离 l＝0.25 m，
两导轨间接有滑动变阻器 R 和电动势 E＝12 V、内
阻不计的电池。垂直导轨放有一根质量 m
图 3-4-11
＝0.2 kg 的金属棒 ab，它与导轨间的动摩擦因数 μ＝ 63。整个装
置放在垂直斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度 B＝0.8 T。当调
二、安培力的大小 1． 垂直 于磁场 B 放置、长为 L 的通电导线，当通过 的电流为 I 时，所受安培力为 F＝ ILB 。 2．当磁感应强度 B 的方向与 导线 方向成 θ 角时，公 式 F＝ ILBsin θ 。
三、磁电式电流表
1．原理
安培力与电流的关系。
2．构造
磁铁、线圈、螺旋弹簧、指针、软铁、极靴。

安培力题型1、选择题型1、如图所示，A、B、C是等边三角形的三个顶点，O是A、B连线的中点。

以O为坐标原点，A、B连线为x轴，O、C连线为y轴，建立坐标系。

过A、B、C、O四个点各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等、方向向里的电流。

则过O点的通电直导线所受安培力的方向为A．沿y轴正方向B．沿y轴负方向C．沿x轴正方向D．沿x轴负方向2、如图所示，长方形线框abcd通有电流I，放在直线电流I'附近，以下关于线框四个边受到安培力的说法正确的是A．线框只有两个边受力，合力向左B．线框只有两个边受力，合力向右C．线框四个边都受力，合力向左D．线框四个边都受力，合力向右3、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’，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，tan.θ B．y正向，C．z负向，tan.θ D．沿悬线向上，sinθ4、如图所示，质量m=0.1kg的AB杆放在倾角θ=30°的光滑轨道上，轨道间距l=0.2m，电流I=0.5A。

当加上垂直于杆AB的某一方向的匀强磁场后，杆AB处于静止状态，则所加磁场的磁感应强度不可能为A．3TB．6TC．9TD．12T5、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 A．方向垂直ab杆沿斜面向上B．方向垂直ab杆水平向右C．D．6、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=1 m，通有I=1 A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的可能值A．TB．TC．1TD．T7、如图所示,MN、PQ为水平放置的平行导轨,通电导体棒ab垂直放置在导轨上,已知导体棒质量m=1 kg,长l=2.0 m,通过的电流I=5.0 A,方向如图所示,导体棒与导轨间的动摩擦因数使导体棒水平向右匀速运动,要求轨道内所加与导体棒ab垂直的匀强磁场最小,则磁场的方向与轨道平面的夹角是(取g=10 m/sA.30°B.45°C.60°D.90°8、质量为m的金属导体棒置于倾角为的导轨上,棒与导轨间的动摩擦因数为当导体棒通以垂直纸面向里的电流时,恰能在导轨上静止.如图所示的四个图中,标出了四种可能的匀强磁场方向,其中棒与导轨间的摩擦力可能为零的是9、位于同一水平面上的两条平行导电导轨，放置在斜向左上方、与水平面成60°角、足够大的匀强磁场中，右图是这一装置的侧视图.一根通有恒定电流的金属棒正在导轨上向右做匀速运动，在匀强磁场沿顺时针方向缓慢转过30°角的过程中，金属棒始终保持匀速运动。

4、磁电式电流表的特点 1）、表盘的刻度均匀，θ ∝I。 2）、灵敏度高，但过载能力差，容易烧坏。 3）、满偏电流Ig，内阻Rg反映了电流表的最 主要特性。
• 电磁炮的主要原理如图所示,长100M,宽2M 的水平导轨固定在水平面上,金属杆EF（含 弹体）垂直放置在导轨上，整个装置处于 竖直向上的匀强磁场中。当金属杆中通过 恒定电流10A后，为了使2.2g的弹体（包括 金属杆EF的质量）能加速到10km/s（常规 炮弹的速度约为2km/s），问：该磁场的感 应强度必须为多大？磁场的最大功率又为 多大？（不计轨道摩擦）
B1
B2
图中安培力的方向大小
流方向与磁场方向垂直, B 中电流方向与磁场
15
中电流方向与磁场方向平行, 不受力。A、B
【例题 3】如图所示，两平行光滑导轨相距 0.2m，与水平面夹角为450，金属棒MN的质 量为 0.1kg ，处在竖直向上磁感应强度为 1T 的匀强磁场中，电源电动势为 6V ，内阻为 1Ω ，为使 MN 处于静止状态，则电阻 R 应为 多少？(其他电阻不计)
F
× F
F F
【注意】安培力的方向永远与导线垂直。
【例题2】画出图中通电导线棒所受安培力的方向。
【答案】由左手定则作答。
【注意】安培力的方向永远与导线垂直。
课前预习导学
KEQIAN YUXI DAOXUE
课堂合作探究
KETANG HEZUO TANJIU
问题导学
当堂检测
迁移训练 1 画出图中各磁场对通电导线安培力的方 向。
F⊥ B， F⊥ I ， B⊥ I
F⊥ B， F⊥ I ， B⊥ I
F⊥ B， F⊥ I ， B⊥ I
F⊥B，F⊥I，B与I不垂直

第四节 通电导线在磁场中受到的力第一部份一、安培力：通电导线在磁场中受到的力叫做安培力。

二、安培力大小①F BIL =（磁感线方向和电流方向垂直） ②0F =（磁感线方向和电流方向平行）③sin F BIL θ=（磁感线方向和电流方向夹角为θ） 3、安培力方向左手定那么：如下图，伸出左手，四指并拢，使大拇指和其余四指垂直，而且都跟手掌在同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，四指指向沿电流方向，那么大拇指所指方向确实是通电导线所受安培力的方向．专题一 左力右磁场分析安培力方向两步走分析安培力方向 ①磁感线垂直穿左掌心 ②四指指电流方向 拇指指安培力方向IB FI BFIBIFF专题二FBI之间夹角①F必然与另外两个东西（BI）垂直②但另外两个东西（BI）不必然垂直（能够平行、能够有一样夹角）专题三弯曲通电导线受到的安培力计算F BIL=其中L取有效长度——初末位置连线长度（1）折线形直导线（每条边长L时？总长L时？）60ο90ο120ο（2）圆弧形直导线半圆四分之一圆（3）闭合导线4、平行通电导线间的彼此作用同向电流彼此吸引、反向电流彼此排斥五、磁电式电流表（1）磁电式电流表的构造：刻度盘、指针、蹄形磁铁、极靴（软铁制成）、螺旋弹簧、线圈、圆柱形铁芯（软铁制成）。

ABI IA B II铁芯、线圈和指针是一个整体能够转动。

(2)电流表的工作原理（1）蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐射散布的，不管通电线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感应线平行，当电流通过线圈时线圈上跟铁轴平行的两边都要受到安培力，这两个力产生的力矩使线圈发生转到，线圈转动使螺旋弹簧被扭动，产生一个阻碍线圈转动的力矩，其大小随线圈转动的角度增大而增大，当这种阻碍力矩和安培力产生的使线圈转动的力矩相平稳时，线圈停止转动。

（2）磁场对电流的作使劲与电流成正比，因此线圈中的电流越大，安培力产生的力矩也越大，线圈和指针偏转的角度也越大，因此依照指针的偏转角度的大小，能够明白被测电流的强弱。