专题 31 磁场对电流的作用-2016年中考物理必备之微测试(原卷版)

卜人入州八九几市潮王学校初三物理磁场对电流的作用直流电动机〔答题时间是：45分钟〕一.填空题：1.通电导体在磁场中受到力的作用，保持磁场方向不变，使导体中的电流方向与原来相反，那么通电导体所受磁场力方向_______；保持电流方向不变，使磁感线方向相反，那么通电导体所受磁场力方向______。

这说明通电导体在磁场中受力的方向，跟______方向和______方向有关。

2.通电线圈在磁场中受到力的作用会发生_____，转到线圈平面和磁感线垂直的位置时，由于通电线圈两组对应边受到的磁场力分别______相等，方向______，并且作用在同一直线上，互相______，线圈最后就停在这个位置上，这一位置叫做线圈的______位置。

3.通电线圈在磁场中受力的作用发生转动时，消耗了______能，得到了______能。

4.______导体在磁场中要受到力的作用，力的方向跟_____的方向有关，还与_____的方向有关。

5.直流电动机是利用_______的原理制成的。

它在工作过程中，把_____能转化为______能，它的构造分为四大局部，分别叫_____、_____、_____和____。

6.电流分直流电和交流电两种。

方向不变的电流叫______电，常用字母“_____〞或者“－〞表示；方向作周期性变化的电流叫_____电，常用字母“_____〞或者“______〞表示。

例如DC3V或者3V表示______，表示______。

7.通电线圈在______中受力作用会发生______，当线圈平面与磁感应线方向______的时候，由于线圈受力______，所以这个位置称为______位置，但由于_______，线圈会向前转过一个角度，但最终会停在这个位置上。

在电动机中，要使线圈不停地转动下去，就要设法改变线圈中的______，所以在电动机上要安装一个_______。

8.跟热机相比，电动机具有______方便、构造_____、体积_____、效率_____、对环境污染______等优点。

微专题—磁场对电流的作用力（安培力）习题选编一、单项选择题1．如图所示，金属棒MN两端由等长的轻质绝缘细线水平悬挂，处于垂直纸面水平向里的匀强磁场中，棒中通有由M到N的恒定电流I，细线的拉力不为零，两细线竖直。

现将匀强磁场磁感应强度B大小保持不变，方向缓慢地转过90°变为竖直向下，在这个过程中（）A．细线向纸面内偏转，其中的拉力一直增大B．细线向纸面外偏转，其中的拉力一直增大C．细线向纸面内偏转，其中的拉力先增大后减小D．细线向纸面外偏转，其中的拉力先增大后减小2．如图所示，金属杆MN用两根绝缘细线悬于天花板的O、O′点杆中通有垂直于纸面向里的恒定电流空间有竖直向上的匀强磁场，杆静止时处于水平，悬线与竖直方向的夹角为θ，若将磁场在竖直面内沿逆时针方向缓慢转过90°，在转动过程中通过改变磁场磁感应强度大小保持悬线与竖直方向的夹角不变，则在转动过程中，磁场的磁感应强度大小的变化情况是（）A．一直减小B．一直增大C．先减小后增大D．先增大后减小3．如图，将三根长度、电阻都相同的导体棒首尾相接，构成一闭合的等边三角形线框，a、b、c为三个顶点，匀强磁场垂直于线框平面。

用导线将a、c两点接入电流恒定的电路中，以下说法正确的是（）A．线框所受安培力为0B．ac边与ab边所受安培力的大小相等C．ac边所受安培力是ab边所受安培力的2倍D．ac边所受安培力与ab、bc边所受安培力的合力大小相等4．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方向垂直斜面向上，电流为I1时导体处于平衡状态；当B方向改为竖赢向上，电流为I2时导体处于平衡状态．则电流强度比值12II为（）A．sinθB．1sinθC．cosθD．1cosθ5．如图所示，一根长为L的金属细杆通有电流时，水平静止在倾角为θ的光滑绝缘固定斜面上。

斜面处在方向竖直向上、磁感应强度大小为B匀强磁场中。

磁场对电流的作用专题复习1．如图所示为小玲和小辉同学制作的一种直流电动机模型，他们用回形针做成两个支架，分别与电池的两极相连；用漆包线绕一个矩形线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮去上半周漆皮，将线圈放在支架上，碲形磁体放在线圈周围．（1）按他们这种方法刮漆，线圈___（填“能”或“不能”）持续转动．线圈转过平衡位置时会_____（填“自动改变线圈中的电流方向”或“切断线圈中的电流”）．（2）可以通过改变________方向，改变线圈的转动方向．（填一种方法）（3）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，发现线圈只抖动了一下，并不转动，原因可能是______，这时可做的有效尝试是______．2．在观察“磁场对通电直导线的作用”活动中，小敏按照图示组装实验器材。

(1)选择恰当直导线后，将滑动变阻器的滑片移动到适当位置，闭合开关，看到直导线EF向右运动。

说明磁场对通电导体有力的作用，_____（填“发电机”“电动机”或“电磁铁”）就是根据该原理制成的；(2)将滑动变阻器的滑片向_____（填“左”或“右”）端移动，发现直导线EF向右运动并摆起的幅度更大，这说明磁场对通电导体作用力的大小与_____有关；(3)若要使直导线EF向左运动，可采取的方法（写出1种）：_____；(4)若想用上述器材研究发电机的工作原理，闭合开关前，应将电路中的电源换成_____（填“小灯泡”“电压表”或“灵敏电流计”），再闭合开关，让导线EF左右切割磁感线运动，观察实验现象。

3．让线圈转起来：把一段粗漆包线绕成约3cm×2cm的矩形线圈，漆包线在线圈的两端各伸出约3cm，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端________，用硬金属丝做两个支架，固定在硬纸板上。

两个支架分别与电池的两极相连。

把线圈放在支架上，线圈下放块强磁铁，给线圈通电并用手轻轻推一下，线圈就会不停的转下去，这就是一台小小电动机。

初三物理磁场对电流的作用
磁场是指周围空间存在磁力线，磁体具有吸引或排斥铁物的性质。

而电流则是电荷运动造成的电现象。

物理学家发现，磁场对电流有着
重要的作用。

首先，磁场产生的磁力可以使电流受到力的作用，导致电流运动
轨迹发生偏转。

可以通过法拉第左手定则来判断磁力的方向。

这一特
性被广泛应用于电动机、发电机、电磁铁等设备中，使得电能可以转
化成机械能或磁能。

另外，电流在磁场中运动时，会产生磁场，这种现象被称为电流
产生磁场的电磁感应。

可以通过安培环路定理来计算电流产生的磁场
的大小和方向。

这一作用被广泛应用于感应电机、电磁泵、电子电路
等设备中。

在电子电路中，电磁感应现象使得变压器可以将电压变换，电感可以阻止电流变化，磁性隔离器可以隔离电源和负载。

以上是磁场对电流的主要作用。

需要特别提醒的是，电流和磁场
的相互作用不仅在技术实践中有着广泛的应用，也是物理学本身的重
要研究内容。

通过深入研究这种相互作用，物理学家得以从理论上进
一步探索电磁力学、核物理学等前沿领域。

在学习物理的过程中，理解磁场对电流的作用是必不可少的一步。

只有掌握了这一基本知识，才能深入理解电的本质，为后续学习奠定
坚实基础。

同时，它也为我们在生活实践中应用电磁知识提供了指导。

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。

新部编版高三物理选修3-1磁场及其对电流的作用专项练习（带答案与解析）的正确答案、解答解析、考点详解姓名:_____________ 年级:____________ 学号:______________题型选择题填空题解答题判断题计算题附加题总分得分1.【题文】关于磁感应强度，下列说法正确的是( )A．一小段通电导线放在B为零的位置，那么它受到的磁场力也一定为零B．通电导线所受的磁场力为零，该处的磁感应强度也一定为零C．放置在磁场中1 m长的通电导线，通过1 A的电流，受到的磁场力为1 N，则该处的磁感应强度就是 1 T D．磁场中某处的B的方向跟电流在该处受到的磁场力F的方向相同【答案】选A.【解析】根据磁感应强度的定义，A选项对.B选项通电导线(电流I)与磁场方向平行时，磁场力为零，磁感应强度不为零，B选项错. C选项只有通电导线(电流I)与磁场方向垂直时，该处磁感应强度大小才为1 T，C选项错. D选项B与F方向一定垂直，D选项错.2.【题文】如图所示，把一重力不计的通电直导线放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由移动.当导线中通有如图所示方向的电流I时，试判断导线的运动情况.【答案】见解析【解析】(1)根据如图所示的导线所处的特殊位置判断其运动情况.将导线AB从N、S极的中间O分成两段，由左手定则可得AO段所受安培力的方向垂直于纸面向外，BO段所受安培力的方向垂直于纸面向里，可见从上向下看，导线AB将绕O点逆时针转动.(2)根据导线转过90°时的特殊位置判断其上下运动情况.如图所示，导线AB此时所受安培力方向竖直向下，导线将向下运动.(3)由上述两个特殊位置的判断可知，当导线不在上述的特殊位置时，所受安培力使AB逆时针转动的同时还要向下运动.3.【题文】(2011·泉州模拟)(14分)如图所示，两平行金属导轨间的距离L=“0.40” m，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=“0.50” T，方向垂直于导轨所在评卷人得分平面的匀强磁场.金属导轨的一端接有电动势E=“4.5” V、内阻r=“0.50” Ω的直流电源.现把一个质量m=“0.040” kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止.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R0=“2.5” Ω，金属导轨电阻不计，g取10 m/s2.已知sin37°=0.60,cos37°=0.80，求：(1)通过导体棒的电流；(2)导体棒受到的安培力大小；(3)导体棒受到的摩擦力.【答案】(1)1.5 A (2)0.30 N (3)0.06 N，方向沿斜面向下【解析】(1)根据闭合电路欧姆定律(4分)(2)导体棒受到的安培力F安=“BIL=0.30” N (4分)(3)将重力正交分解，设导体棒所受重力沿斜面的分力为F1，则F1=mgsin37°=“0.24” N (2分)所以F1F安,导体棒受力如图,根据平衡条件有mgsin37°+Ff=F安(2分)解得Ff=“0.06” N，方向沿斜面向下 (2分)4.【题文】（2011·上海高考物理·T18）如图，质量为、长为的直导线用两绝缘细线悬挂于，并处于匀强磁场中。

磁场对电流的作用专题复习1．在观察“磁场对通电直导线的作用”活动中，小明用导线在固定的接线柱MN 下悬挂一根轻质的铝棒ab，然后将其作为通电导线接入电路放在蹄形磁体的磁场里，如图甲所示。

（1）小明闭合开关，看到铝棒稳定时如图乙所示；在探究导线在磁场中受力方向与电流方向、磁场方向的关系时，小明先仅对调磁极位置，闭合开关，观察到铝棒ab稳定时如丙所示，由此可知通电导线在磁场中受力的方向与____________方向有关。

然后小明保持图甲中的磁极位置不动，将铝棒ab两端对调后接入电路，发现铝棒ab的摆动方向依然如图乙所示，由此小明认为通电导线在磁场中的受力方向与电流方向无关。

你认为小明的做法对吗?____为什么?_________。

（2）小明进一步猜想：在同一磁场中，磁场对导线的作用力是否与通过导线的电流大小有关呢?为此小明决定在图丙所示的实验基础上，在电路中串入电流表，并通过将铝棒ab换成长短、粗细均相同但电阻更大的铁棒和电阻更小的铜棒来改变电路中的电流，进行对比实验。

①实验过程中，小明应根据______（选填“电流表的示数”或“导线摆动角度”）来推断通电导线在磁场中的受力大小。

②闭合开关，小明发现铁棒稳定时的位置都如图丁所示，与丙图实验现象相比，小明感到非常困惑。

请你指出小明实验设计中存在的问题并提出改进方法。

存在问题：_____________。

改进方法：_________________。

（3）若想利用小明的实验装置继续探究电磁感应现象，我们只需将图甲中的__________（选填“开关”、“铝棒ab” 或“电源”）替换成_____________即可。

2．在探究“电动机为什么会转动”的实验中：（1）我们首先想到的是磁体间发生相互作用是因为一个磁体放在了另一个磁体的磁场中，那么通电导体周圈也存在__________，磁体会对通电导体产生力的作用吗?（2）如图所示，将一根导体ab置于蹄形磁铁的两极之间，闭合开关后，导体__________，说明磁场对__________导体有力的作用。

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．。

1.1 磁场对通电导线的作用力一、安培力的方向1．安培力：通电导线在 中受的力．2．左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指 ，并且都与 在同一个平面内；让磁感线从 垂直进入，并使四指指向 的方向，这时 所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向．3．安培力方向与磁场方向、电流方向的关系： ， ，即F 垂直于B 与I 所决定的平面．二、安培力的大小1．垂直于磁场B 的方向放置的长为l 的通电导线，当通过的电流为I 时，所受安培力为F ＝ . 2．当磁感应强度B 的方向与电流方向成θ角时，公式F ＝ . 三、磁电式电流表1．原理：安培力与电流的关系．通电线圈在磁场中受到 而偏转，线圈偏转的角度越大，被测电流就越 ．根据 的偏转方向，可以知道被测电流的方向． 2．构造：磁体、线圈、螺旋弹簧、指针、极靴．3．特点：极靴与铁质圆柱间的磁场沿 方向，线圈无论转到什么位置，它的平面都跟磁感线 ，且线圈左右两边所在处的磁感应强度大小 ．4．优点：灵敏度高，可以测出很弱的电流．缺点：线圈的导线很细，允许通过的电流很弱．考点一：两根通电导线之间的作用力方向【例1】在正三角形ABC 的三个顶点A 、B 、C 处，各固定有一根垂直于三角形的长直导线，每根导线通有大小相同的恒定电流，电流方向如图所示，已知导线A 受到的安培力大小为F ，则导线C 受到的安培力（ ）A ．大小为F ，方向平行AB 向左下 B ．大小为F ，方向平行AB 向右上基础知识梳理典型例题分析C，方向垂直AB向右下D，方向垂直AB向左上【变式练习】1．如图所示，两个完全相同的闭合导线环挂在光滑绝缘的水平横杆上，当导线环中通有反向电流后，两导线环开始运动，以下关于两导线环运动情况的说法正确的是（）A．二者相互靠近，各自做匀变速直线运动B．二者相互远离，各自做加速度减小的直线运动C．二者相互靠近，各自做加速度减小的直线运动D．二者相互远离，各自做加速度增大的直线运动2．如图所示，矩形abcd的边长bc是ab的2倍，两细长直导线通有大小相等、方向相反的电流，垂直穿过矩形平面，与平面交于e、f两点，其中e、f分别为ad、bc的中点。

人教版高二物理（选修31）专题练习卷：磁场及磁场对电流的作用D．在zOy 平面内，大小为4F IL【答案】CD3．（2019·淮北市一中模拟）利用如图所示的实验装置可以测量磁感应强度B的大小．用绝缘轻质丝线把底部长为L、电阻为R、质量为m的“U”形线框固定在力敏传感器的挂钩上，并用轻质导线连接线框与电源，导线的电阻忽略不计．当有拉力F作用于力敏传感器的挂钩上时，拉力显示器可以直接显示力敏传感器所受的拉力．当线框接入恒定电压为E1时，拉力显示器的示数为F1；接入恒定电压为E2时（电流方向与电压为E1时相同），拉力显示器的示数为F2.已知F1>F2，则磁感应强度B的大小为A．B＝R F1－F2L E1－E2B．B＝R F1－F2L E1＋E2C．B＝R F1＋F2L E1－E2D．B＝R F1＋F2L E1＋E2【答案】A4．如图（a）所示，扬声器中有一线圈处于磁场中，当音频电流信号通过线圈时，线圈带动纸盆振动，发出声音．俯视图（b）表示处于辐射状磁场中的线圈（线圈平面即纸面），磁场方向如图中箭头所示．在图（b）中A．当电流沿顺时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里B ．当电流沿顺时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外C ．当电流沿逆时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里D ．当电流沿逆时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外【答案】BC5．（2019·全国卷Ⅲ）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 0 C.233B 0D ．2B 0【答案】C6．（2019·新课标全国卷Ⅱ）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。