高中物理磁场对电流的作用练习题汇总新选.

磁场 磁场对电流的作用考点一 磁场 描述磁场的物理量【例1】如图11-1-1所示，一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过小磁针的正上方时，磁针的S 极向纸内偏转，这一束带电粒子可能是（极向纸内偏转，这一束带电粒子可能是（ ））①向右飞行的负离子①向右飞行的负离子 ②向左飞行的负离子②向左飞行的负离子②向左飞行的负离子 ③向右飞行的正离子③向右飞行的正离子 ④向左飞行的正离子④向左飞行的正离子④向左飞行的正离子 A ．①③．①③ B B B．②③．②③．②③ C C C．①④．①④．①④ D D D．②④．②④．②④【例2】一小磁针静止在通电螺线管内部，螺线管通过如图11-1-2所示的电流，则下列说法中正确的是（法中正确的是（ ））A ．螺线管左端是N 极，小磁针左端也是N 极B ．螺线管左端是S 极，小磁针左端也是S 极C ．螺线管左端是N 极，小磁针左端是S 极D ．螺线管左端是S 极，小磁针左端是N 极 考点二、描述磁场的物理量【例3】关于磁感线的概念和性质，下列说法中正确的是（】关于磁感线的概念和性质，下列说法中正确的是（ ））A ．磁场中任意两条磁感线可能相交．磁场中任意两条磁感线可能相交B ．磁感线上各点的切线方向就是各点的磁感应强的方向．磁感线上各点的切线方向就是各点的磁感应强的方向C ．铁屑在磁场中分布所形成的曲线就是磁感线．铁屑在磁场中分布所形成的曲线就是磁感线D ．磁感线总是从磁体N 极出发指向磁体的S 极【例4】关于磁场中某点的磁感应强度，下列说法正确地是】关于磁场中某点的磁感应强度，下列说法正确地是( ) ( )A ．由B=F/IL 可知，B 与F 成正比，与IL 的乘积成反比的乘积成反比 B ．B 的大小与IL 的乘积无关，由磁场本身决定的乘积无关，由磁场本身决定C ．长通电螺线管周围的磁场是匀强磁场．长通电螺线管周围的磁场是匀强磁场D ．B 的方向与通电导线的受力方向相同的方向与通电导线的受力方向相同 考点三、 安培力、左手定则例5、 如图11-1-4所示，三根通电直导线P 、Q 、R 互相平行，通过正三角形的三个顶点，三条导线通入大小相等，三条导线通入大小相等，方向垂直纸面向里的电流；方向垂直纸面向里的电流；方向垂直纸面向里的电流；通电直导线产生磁场的磁感应强度通电直导线产生磁场的磁感应强度B =KI/r ，I 为通电导线的电流强度，r 为距通电导线的距离的垂直距离，K 为常数；则R 受到的磁场力的方向是（到的磁场力的方向是（ ））轴负方向A．垂直R，指向y轴负方向B．垂直R，指向y轴正方向轴正方向轴正方向C．垂直R，指向x轴正方向轴负方向D．垂直R，指向x轴负方向考点四、安培力作用下的平衡问题例8．如图11-2-8所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁两极的正上方，导）线可以自由转动，当导线通入图示方向电流I时，导线的运动情况是（从上往下看）（ ）顺时针转动，同时下降A．顺时针转动，同时下降顺时针转动，同时上升B．顺时针转动，同时上升逆时针转动，同时下降C．逆时针转动，同时下降D．逆时针转动，同时上升逆时针转动，同时上升一、选择题一、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8－1－17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() 5．如图8－1－22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，当导线环中通有同向电流时(如图)，两导线环的运动情况是() A．互相吸引，电流大的环其加速度也大．互相吸引，电流大的环其加速度也大B．互相排斥，电流小的环其加速度较大．互相排斥，电流小的环其加速度较大C．互相吸引，两环加速度大小相同．互相吸引，两环加速度大小相同D．互相排斥，两环加速度大小相同．互相排斥，两环加速度大小相同7．如图8－1－24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135°..流经方向(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°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的金属＝36，磁场中(如图30°，则电子的质量是°，则电子的质量是°，则电子的质量是 ，穿透磁场的时间是，穿透磁场的时间是，穿透磁场的时间是 。

磁场磁场对电流的作用同步练习一、选择题(本题共10小题，每题7分，至少一个答案正确，选不全得4分，共70分)1．关于磁感应强度，下列说法正确的是（）A．由可知，磁感应强度B与一小段通电直导线受到的磁场力F成正比B．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C．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D．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 解析磁感应强度是反映磁场基本属性的物理量，一旦磁场确定，各处的磁感应强度B也就客观地确定了．选项A认为磁场某处的磁感应强度B的值随通电导线受力情况而变，是没有深刻理解的意义，故A错误；根据磁感应强度的定义，B选项对；C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，C选项错；D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，D选项错．答案B2．(2013·南京一中月考)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处受力小解析磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小，由题图知b处的磁感线疏密程度较a处密，所以B a＜B b，A错，B对；导线放在磁场中的受力不仅与B和I的大小有关，还与导线放置的方向有关，C、D错．答案 B 3．在赤道上某处有一支避雷针垂直于地面安置．当带有负电的乌云经过避雷针上方时，避雷针开始放电，则地磁场对避雷针的作用力的方向为（）A．正东B．正西 C．正南D．正北解析电流方向自下而上，赤道处地磁场水平由南向北，根据左手定则可知，B正确．答案B4．如图所示，长为2l的直导线折成边长相等、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，磁感应强度为B，当在该导线中通以电流I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．2BIl解析V形导线两部分的受力情况如图所示．其中F＝BIl，V形导线受到的安培力应为这两个力的合力，大小为F合＝2Fco s 60°＝BIl，故C项正确．答案 C5．(2013·东城区模拟)三根相互平行的通电长直导线放在等边三角形的三个顶点上，如图所示为其截面图，电流方向如图，若每根导线的电流均为I，每根直导线单独存在时，在三角形中心O点产生的磁感应强度大小都是B，则三根导线同时存在时的磁感应强度大小为A．0 B．B C．2B D.3B解析对三根导线分析可得到在O点的磁感应强度．因三根导线在O点产生的磁感应强度大小都是B，将三根导线的磁感应强度合成可知，总的磁感应强度的大小为2B，C选项正确．答案 C6．如图所示，用绝缘丝线悬挂着的环形导体，位于与其所在平面垂直且向右的匀强磁场中，若环形导体通有如图所示方向的电流I，试判断环形导体的运动情况（）A．环形导体向右倾斜B．环形导体仍静止不动C．环形导体向左倾斜D．条件不够，无法判断解析闭合导线在匀强磁场中所受安培力的合力为零，又因导线所在平面与磁场垂直，故无转动趋势，B正确．答案 B7．(2013·长沙质检)如图所示，两根足够长的平行导线a和b水平放置(a、b在同一竖直平面内)，两导线中通以方向相反、大小不等的恒定电流，且I a＞I b.当加一个垂直于a、b所在平面的匀强磁场B时，导线a恰好不再受安培力的作用．则与加磁场B以前相比较（）A．b也恰好不再受安培力的作用B．b受的安培力小于原来安培力的2倍，方向竖直向上C．b受的安培力等于原来安培力的2倍，方向竖直向下D．b受的安培力小于原来安培力的大小，方向竖直向下解析导线a不受安培力，说明I b在a处所产生的磁场与外加匀强磁场在a处叠加后的磁感应强度为零，据此可判断所加匀强磁场垂直纸面向外，因I a＞I b，所以在b处叠加后的磁场垂直纸面向里，b受安培力向下，且比原来小．答案 D8．如图所示，条形磁铁放在光滑的斜面上(斜面固定不动)，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F1；导线中有电流时，磁铁对斜面的压力为F2，此时弹簧的伸长量减小．则（）A．F1＜F2，A中电流方向向内 B．F1＜F2，A中电流方向向外C．F1＞F2，A中电流方向向内 D．F1＞F2，A中电流方向向外解析由题意知，导线受安培力应如图所示，由左手定则和牛顿第三定律知A正确．答案 A9．如图所示，通电细杆ab质量为m，置于倾角为θ的导轨上，导轨和杆间不光滑．通有电流时，杆静止在导轨上．如图8－1－24所示是四个侧视图，标出了四种匀强磁场的方向，其中摩擦力可能为零的是解析 四种情况受力如图所示，可知A 、B 正确．答案 AB10．(2011·课标全国理综)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，其他量不变解析 由题意可知，B ＝kI ，设轨道宽为d ，则F 安＝BId ＝kI 2d ，由动能定理得，F 安·L＝12mv 2，联立以上式子解得v ＝ 2kI 2dL m ，选项B 、D 正确．答案 BD 二、计算题(本大题共2小题，共30分．要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)11．(14分)(2013·海淀区期末)如图甲所示，在水平地面上固定一对与水平面倾角为α的光滑平行导电轨道，轨道间的距离为l ，两轨道底端的连线与轨道垂直，顶端接有电源．将一根质量为m的直导体棒ab 放在两轨道上，且与两轨道垂直．已知轨道和导体棒的电阻及电源的内电阻均不能忽略，通过导体棒的恒定电流大小为I ，方向由a 到b ，图乙为图甲沿a→b 方向观察的平面图．若重力加速度为g ，在轨道所在空间加一竖直向上的匀强磁场，使导体棒在轨道上保持静止．(1)请在图乙所示的平面图中画出导体棒受力的示意图；(2)求出磁场对导体棒的安培力的大小；(3)如果改变导轨所在空间的磁场方向，试确定使导体棒在轨道上保持静止的匀强磁场磁感应强度B 的最小值的大小和方向．解析 (1)如图所示(2)根据共点力平衡条件可知，磁场对导体棒的安培力的大小F ＝mgtan α(3)要使磁感应强度最小，则要求安培力最小．根据受力情况可知，最小安培力F min ＝mgsin α，方向平行于轨道斜向上．所以最小磁感应强度B min ＝F min Il ＝mgsin αIl ， 根据左手定则可判断出，此时的磁感应强度的方向为垂直轨道平面斜向上．答案 (1)见解析 (2)mgtan α (3)mgsin αIl方向垂直轨道平面斜向上 12．(16分)如图所示 ，质量为0 .05 kg 、长l ＝0.1 m 的铜棒，用长度也为l 的两根轻软导线水平悬吊在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B ＝0.5 T ．不通电时，轻线在竖直方向，通入恒定电流后，棒向外偏转的最大角度θ＝37°，求此棒中恒定电流多大？(不考虑棒摆动过程中产生的感应电流，g 取10 N/kg)同学甲的解法如下：对铜棒受力分析如图所示：当最大偏转角θ＝37°时，棒受力平衡有：F T cos θ＝mg ，F T sin θ＝F 安＝BIl ，得I ＝mgtan θBl ＝0.05×10×340.5×0.1A ＝7.5 A 同学乙的解法如下：如图所示，F 安做功W F ＝Fx 1＝BIlsin 37°×lsin 37°＝BI(lsin 37°)2重力做功：W G ＝－mgx 2＝－mgl(1－cos37°)，由动能定理得：W F ＋W G ＝0.代入数据解得：I ＝509A≈5.56 A， 请你对甲、乙两同学的解法作出评价；若你对两者都不支持，则给出你认为正确的解答．解析 甲同学的错误原因：认为铜棒速度为零时，处于平衡位置，或者认为偏角最大时为平衡位置． 乙同学的错误原因：将安培力表达式误写为F 安＝BIlsin 37°，应为：F 安＝BIl.正确的解法如下：铜棒向外偏转过程中F 安做功：W F ＝Fx 1＝BIl×lsin 37°，重力做功：W G ＝－mgx 2＝－mgl(1－cos 37°)，由动能定理得：W F ＋W G ＝0，代入数据解得：I ＝103A≈3.33 A. 答案 评价见解析 3.33 A。

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．。

《磁场及磁场对电流的作用》练习题一、单选题：1.下列关于磁感应强度大小的说法中正确的是( )(A )通电导线受磁场力大的地方，磁感应强度一定大(B )一小段通电导线放在某处不受磁场力作用，则该处的磁感应强度一定为零(C )磁感线的指向就是磁感应强度减小的方向(D )磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小无关2.关于磁感线的概念，下列说法中正确的是( )(A )磁感线是磁场中客观存在、肉眼看不见的曲线(B )磁感线总是从磁体的N 极指向磁体的S 极(C )磁感线上各点的切线方向与该点的磁场方向一致(D )两个磁场叠加的区域，磁感线就有可能相交3.一根软铁棒放在磁铁附近会被磁化，这是因为在外磁场的作用下( )(A )软铁棒中产生了分子电流(B )软铁棒中分子电流消失了(C )软铁棒中分子电流的取向变得杂乱无章(D )软铁棒中分子电流的取向变得大致相同4.关于磁感应强度的单位T ，下列表达式中不正确的足( )(A )1T =1Wb ／m 2 (B )1T =1Wb ·m 2(C )1T =1N ·s /C .m (D )1T =1N /A ·m5.物理实验都需要有一定的控制条件.奥斯特做电流磁效应实验时就应排除地磁场对实验的影响.下列关于奥斯特实验的说法中正确的是( )(A )该实验必须在地球赤道上进行(B )通电直导线必须竖直放置(C )通电直导线应该水平东西方向放置(D )通电直导线可以水平南北方向放置6.如图所示，电流从A 点分两路通过对称的半圆支路汇合于B 点，在圆环中心O 处的磁感应强度为( )(A )最大，垂直纸面向外(B )最大，垂直纸而向里(C )零(D )无法确定7.两根长直通电导线互相平行，电流方向相同，它们的截面处于等边△ABC 的A 和B 处，如图所示.两通电导线在C 处产生磁场的磁感应强度大小都足B 0，则C 处磁场的总磁感应强度大小是( )(A )0 (B )B 0(C )0B 3 (D )2B 08.如图所示的四个图中，分别标明了通电导线在磁场中的电流方向、磁场方向以及通电导线所受磁场力的方向，其中正确的是( C )9.如图所示，通电导线MN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)不变(C)变大 (D)不能确定10.如图所示，在条形磁铁S极附近悬挂一个线圈，线圈与水平磁铁位于同一平面内，当线圈中电流沿图示方向流动时，将会出现( )(A)线圈向磁铁平移(B)线圈远离磁铁平移(C)从上往下看，线圈顺时针转动，同时靠近磁铁(D)从上往下看，线圈逆时针转动，同时靠近磁铁11.如图所示，一根有质量的金属棒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)适当增大电流强度(D)使电流反向二、双选题：12.一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针的下方，并与磁针指向平行，如图所示.此时小磁针的S极向纸内偏转，则这束带电粒子可能是( )(A)向右飞行的正离子束(B)向左飞行的正离子束(C)向右飞行的负离子束(D)向左飞行的负离子束13.超导是当今高科技的热点.当一块磁体靠近超导体时，超导体会产生强大的电流，对磁体有排斥作用.这种排斥力可以使磁体悬浮于空中，磁悬浮列车就采用了这种技术.关于磁体悬浮，下列说法中正确的是( )(A)超导体中电流产生的磁场方向与磁体的磁场方向相反(B)超导体中电流产生的磁场方向与磁体的磁场方向相同(C)超导体对磁体的力与磁体的重力平衡(D)超导体使磁体处于失重状态14.如图所示，一金属直杆MN两端接有导线，悬挂于线圈上方，MN与线圈轴线均处于同一竖直平面内，为使MN垂直纸面向外运动，可以( )(A)将a、c端接在电源正极，b、d端接在电源负极(B)将b、c端接在电源正极，a、d端接在电源负极(C)将a、d端接在电源正极，b、c端接在电源负极(D)将a、c端接在交流电源的一端,b、d接在交流电源的另一端15.质量为m的通电细杆ab置于倾角为θ的导轨上，导轨的宽度为d，杆ab与导轨间的摩擦因数为μ.有电流时，ab恰好在导轨上静止，如图所示.图(b)中的四个侧视图中，标出了四种可能的匀强磁场方向，其中杆ab与导轨之间的摩擦力可能为零的图是( AB )16.电流表中通以相同的电流时，指针偏转的角度越大，表示电流表的灵敏度越高.下列关于电流表灵敏度的说法中正确的是( )(A)增加电流计中的线圈匝数，可以提高电流表的灵敏度(B)增强电流计中永久磁铁的磁性，可以提高电流表的灵敏度(C)电流计中通的电流越大，电流表的灵敏度越高(D)电流计中通的电流越小，电流表的灵敏度越高三、填空题：17.将长度为20cm、通有O.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，试求下列各图中导线所受安培力的大小并在图中标明方向。

磁场的描述磁场对电流的作用知识点1磁场、磁感应强度、磁感线1．磁场(1)基本特性：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁场力的作用．(2)方向：小磁针的N极所受磁场力的方向．2．磁感应强度(1)定义式：B＝FIL(通电导线垂直于磁场)．(2)方向：小磁针静止时N极的指向．(3)磁感应强度是反映磁场性质的物理量．由磁场本身决定，是用比值法定义的．3．磁感线(1)引入：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)特点：磁感线的特点与电场线的特点类似，主要区别在于磁感线是闭合的曲线．(3)磁体的磁场和地磁场图9-1-1易错判断(1)磁场中某点磁感应强度的方向，跟放在该点的试探电流元所受磁场力的方向一致．(×)(2)磁感线是真实存在的．(×)(3)在同一幅图中，磁感线越密，磁场越强．(√)知识点2电流的磁场及磁场的叠加1．奥斯特实验奥斯特实验发现了电流的磁效应，即电流可以产生磁场，首次揭示了电与磁的联系．2．安培定则的应用直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场特点无磁极、非匀强，且距导线越远处磁场越弱与条形磁铁的磁场相似，管内为匀强磁场且磁场最强，管外为非匀强磁场环形电流的两侧是N极和S极，且离圆环中心越远，磁场越弱安培定则立体图横截面图磁感应强度是矢量，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．易错判断(1)通电导线周围的磁场是匀强磁场．(×)(2)电流的磁场方向可由右手螺旋定则(或安培定则)判定．(√)(3)一切磁现象都起源于电流或运动电荷，一切磁作用都是电流或运动电荷之间通过磁场而发生的相互作用．(√)知识点3安培力1．安培力的方向(1)左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，把手放入磁场中让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流的方向，那么，大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)两平行的通电直导线间的安培力：同向电流互相吸引，反向电流互相排斥．2．安培力的大小(1)当磁场与电流垂直时，安培力最大，F max＝BIL.(2)当磁场与电流平行时，安培力等于零．易错判断(1)将通电导线放入磁场中，若不受安培力，说明该处磁感应强度为零．(×)(2)安培力可能做正功，也可能做负功．(√)(3)由定义式B＝FIL可知，电流I越大，导线L越长，某点的磁感应强度就越小．(×)[教材习题回访]考查点：安培力的方向1．(粤教版选修3－1P84T1)把一小段通电直导线放入磁场中，导线受到安培力的作用．关于安培力的方向，下列说法中正确的是()A．安培力的方向一定跟磁感应强度的方向相同B．安培力的方向一定跟磁感应强度的方向垂直，但不一定跟电流方向垂直C．安培力的方向一定跟电流方向垂直，但不一定跟磁感应强度方向垂直D．安培力的方向一定跟电流方向垂直，也一定跟磁感应强度方向垂直考查点：通电螺线管的磁场2．(教科版选修3－1P83T3)(多选)如图9-1-2为通电螺线管．A为螺线管外一点，B、C两点在螺线管的垂直平分线上，则下列说法正确的是()图9-1-2A．磁感线最密处为A处，最疏处为B处B．磁感线最密处为B处，最疏处为C处C．小磁针在B处和A处N极都指向左方D．小磁针在B处和C处N极都指向右方考查点：对磁感应强度的理解3．(教科版选修3－1P92T1)(多选)一小段长为L的通电直导线放在磁感应强度为B 的磁场中，当通过它的电流为I时，所受安培力为F.以下关于磁感应强度B 的说法正确的是()A．磁感应强度B一定等于FILB．磁感应强度B可能大于或等于F ILC．磁场中通电直导线受力大的地方，磁感应强度一定大D．在磁场中通电直导线也可以不受力考查点：安培力作用下的平衡4．(人教版选修3－1P94T3改编)如图所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度．下列各选项所示的载流线圈匝数相同，边长MN相等，将它们分别挂在天平的右臂下方．线圈中通有大小相同的电流，天平处于平衡状态．若磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是()安培定则的应用和磁场的叠加1．安培定则的“因”和“果”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四指大拇指螺线管的磁场2．磁场叠加问题的一般解题思路图9-1-4(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9-1-4所示为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．[题组通关]1．(2018·大庆模拟)在地磁场作用下处于静止的小磁针上方，平行于小磁针水平放置一直导线，当该导线中通有电流时，小磁针会发生偏转；当通过该导线电流为I时，小磁针左偏30°，则当小磁针左偏60°时，通过导线的电流为(已知直导线在某点产生的磁场与通过直导线的电流成正比)()A．2I B．3IC.3I D．无法确定2．(2017·全国Ⅲ卷)如图9-1-5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()图9-1-5A．0 B.3 3B0C.233B0D．2B0(2017·福州模拟)无限长载流直导线在其周围产生的磁场的磁感应强度B＝k Id，其中k＝2×10－7 N/A2，d是距离导线中心轴线的距离．两根无限长的直导线A、C相距L＝1 m, 分别载有电流I1＝3 A和I2＝8 A，方向如图所示，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，则图中P点的磁感应强度大小为()A．1×10－6 T B．2×10－6 TC．3×10－6 T D．2.24×10－6 T[反思总结]求解有关磁感应强度的三个关键1．磁感应强度―→由磁场本身决定．2．合磁感应强度―→等于各磁场的磁感应强度的矢量和(满足平行四边形定则)．3．牢记判断电流的磁场的方法―→安培定则，并能熟练应用，建立磁场的立体分布模型．安培力作用下导体的运动分析1．判定导体运动情况的基本思路判定通电导体在安培力作用下的运动或运动趋势，首先必须弄清楚导体所在位置的磁场磁感线分布情况，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的方向．2．五种常用判定方法电流元法分割为电流元―――――→左手定则安培力方向―→整段导体所受合力方向→运动方向特殊位置法在特殊位置→安培力方向→运动方向等效法环形电流小磁针条形磁铁通电螺线管多个环形电流结论法同向电流互相吸引，异向电流互相排斥；两不平行的直线电流相互作用时，有转到平行且电流方向相同的趋势转换研究对象法定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动或运动趋势的问题，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，确定磁体所受电流磁场的作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向[多维探究]考向1安培力作用下通电直导线的运动问题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考向2安培力作用下通电线圈的运动问题2. 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，如图9-1-7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[反思总结]安培力的两个特点(1)应用左手定则判定安培力的方向时，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．安培力作用下的综合问题1．安培力的大小安培力常用公式F＝BIL，要求两两垂直，应用时要满足：(1)B与L垂直；(2)L是有效长度，即垂直磁感应强度方向的长度．图9-1-9如弯曲导线的有效长度L等于两端点所连直线的长度(如图9-1-9所示)，相应的电流方向沿L由始端流向末端．因为任意形状的闭合线圈，其有效长度为零，所以闭合线圈通电后在匀强磁场中，受到的安培力的矢量和为零．2．通电导线在磁场中的平衡和加速问题的分析思路(1)选定研究对象；(2)变三维为二维，如侧视图、剖面图或俯视图等，并画出平面受力分析图，其中安培力的方向要注意F安⊥B、F安⊥I；(3)列平衡方程或牛顿第二定律方程进行求解．3．安培力做功的特点和实质(1)安培力做功与路径有关，不像重力、电场力做功与路径无关．(2)安培力做功的实质是能量转化．①安培力做正功时将电源的能量转化为导线的动能或其他形式的能．②安培力做负功时将其他形式的能转化为电能后储存起来或转化为其他形式的能．[母题](2018·济南模拟)如图9-1-10所示，金属梯形框架导轨放置在竖直平面内，顶角为θ，底边ab长为l，垂直于梯形平面有一个磁感应强度大小为B的匀强磁场．在导轨上端再放置一根水平金属棒cd，其质量为m，导轨上接有电源，使abcd构成回路，回路电流恒为I，cd棒恰好静止．已知金属棒和导轨之间接触良好，不计摩擦阻力，重力加速度为g，求：图9-1-10(1)cd棒所受的安培力；(2)cd棒与ab边之间高度差h.[题眼点拨]①“金属梯形框架导轨放置在竖直平面内”，该图为侧视图；②“cd棒恰好静止，不计摩擦阻力”，说明安培力和重力平衡．[解析](1)由平衡条件知，F cd＝mg.(2)设金属棒的长度为d，则BId＝mg，可得d＝mgBI设ab边与O点的垂直距离为H由几何关系知，ld＝HH＋h解得：H＝lhd－l在三角形Oab中，tanθ2＝12lH联立解得h＝mgBI－l2tanθ2.[答案](1)F cd＝mg，方向竖直向上(2)mgBI－l2tanθ2[母题迁移]迁移1安培力的大小和方向1．(2018·海口模拟)如图9-1-11所示，一个边长为L的正方形金属框竖直放置，各边电阻相同，金属框放置在磁感应强度大小为B、方向垂直金属框平面向里的匀强磁场中．若A、B两端与导线相连，由A到B通以如图所示方向的电流(由A点流入，从B点流出)，流过AB边的电流为I，则金属框受到的安培力大小和方向分别为()图9-1-11A．2BIL竖直向下B．43BIL竖直向上C．BIL竖直向上D．34BIL竖直向下迁移2通电线框的平衡问题2. 如图9-1-12所示，一劲度系数为k的轻质弹簧，下面挂有匝数为n的矩形线框abcd，bc边长为l，线框的下半部分处在匀强磁场中，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9-1-12所示，开始时线框处于平衡状态．令磁场反向，磁感应强度的大小仍为B，线框达到新的平衡，则在此过程中线框位移的大小Δx及方向是()图9-1-12A．Δx＝2nBIlk，方向向上B．Δx＝2nBIlk，方向向下C．Δx＝nBIlk，方向向上D．Δx＝nBIlk，方向向下迁移3通电金属棒的运动问题(多选)如图甲所示，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，棒上有如图乙所示的持续交变电流I，周期为T，最大值为I m，图甲中I所示方向为电流正方向．则金属棒()甲乙A．一直向右移动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迁移4通电金属棒的平衡问题4．如图9-1-14所示，两平行光滑金属导轨CD、EF间距为L，与电动势为E0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()图9-1-14A.mgRE 0L，水平向右B.mgR cos θE0L，垂直于回路平面向上C.mgR tan θE0L，竖直向下D.mgR sin θE0L，垂直于回路平面向下[反思总结](1)导体的平衡问题与力学中的平衡问题分析方法是相同的，只不过多了安培力，解题的关键仍是受力分析.(2)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.(3)在剖面图中，金属棒可用小圆圈代替，垂直剖面方向的电流可用“⊗”或“⊙”表示，垂直剖面方向的磁场可用“×”或“·”表示，但垂直剖面方向的力不能用“×”或“·”表示.最新文件仅供参考已改成word文本。

11A习题十二 磁场对电流、带电粒子的作用要求：1、掌握安培力的计算公式和物理意义，能用安培定律分析和计算载流导体在磁场中的受力。

2、掌握载流平面线圈磁矩的概念，掌握载流平面线圈在匀强磁场中所受磁力矩的计算方法。

3、掌握磁力和磁力矩做功的计算方法。

4、掌握洛仑兹力公式及其物理意义，会计算运动电荷在磁场中的受力及其在匀强磁场中的运动规律。

一、选择题1、如图所示，三条长度相同的长直导线共面平行放置，依次载有电流为1A 、2A 、3A ，由于磁力相互作用，分别受力为1F 、2F 、3F。

则321::F F F 为（ ）A 、５∶４∶６B 、５∶８∶６C 、７∶６∶１３D 、７∶８∶１５２、同一平面内有两条相互垂直的导线1L 和2L ，1L 为无限长直导线，2L 为长为a 2的直导线，两者位置如图，当1L 和2L 同时通以电流I ，则作用在2L 上对于O 点的磁力矩大小为（ ）A 、πμa I 20B 、3ln 20πμa I C 、)12ln 2(20-πμa I D 、)13ln 2(20-πμaI 二、填空题：１、一质量为m ,带电量为q 的粒子以速度0v射入匀强磁场B中，若0v与B的夹角为θ，则该粒子在磁场中作螺线运动的半径为 ，周期为 ，螺矩为 。

2、质量为m ，带电量为q 的粒子在半径为r 的电子回旋加速器中所能获得的最大动能为 （回旋加速器中的磁感应强度为B ）3、两根相距为a 的无限长平行直导线中分别通以电流1I 和2I ，则这两根导线单位长度上的作用力为 。

4、一半径为R ，均匀带有电量Q 的圆盘面绕其中心垂直轴以ω的角速度转动时，产生的磁矩为 ，若将该圆盘面放在与盘面成θ角的匀将磁场B中时，圆盘面所受到的磁力矩为 。

三、计算题：1、 载有电流1I 的无限长直导线旁边有一共面的、载有电流2I 的圆形线圈，线圈半径为R ，圆心与直导线相距d （R d ），求两者的相互作用力。

2、如图所示，一根无限长载流直导线1L 中有电流1I ，另有一根与1L 垂直且共面的导体棒2L ，其长为a ，质量为M ，若2L 的A 端固定，导体棒可在该平面内自由转动，则要使导体棒在该位置稳定放置，则导体棒中应通以多大的电流2I ？I。

在线阅读本文：53磁场对电流的作用(习题)磁场对电流的作用习题1、如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，、如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，其中央正上方固定一根直导线，其中央正上方固定一根直导线，导线与磁铁垂直，垂直，并通以垂直纸面向外的电流 [ A ] A．磁铁对桌面压力减．小、不受桌面摩擦力作用 B．磁铁对桌面压力减．小、受到桌面摩擦力作用 C．磁铁对桌面压力增．大、不受桌面摩擦力作用D．磁铁对桌面压力增．大、受到桌面摩擦力作用2、如图所示，将通电线圈悬挂在磁铁N极、如图所示，将通电线圈悬挂在磁铁极附近，附近，磁铁处于水平位置和线圈在同一平面内，且磁铁的轴线经过线圈圆心，线圈将且磁铁的轴线经过线圈圆心， [ A ] A．转动同时靠近磁铁． B．转动同时离开磁铁． C．不转动，只靠近磁铁．不转动， D．不转动，只离开磁铁．不转动，的轻质弹簧。

3、一劲度系数为k的轻质弹簧。

下端挂有一边长为L 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，的下半部处在匀强磁场中，磁感强度大小为方向与线框平面垂直，如图所示。

B，方向与线框平面垂直，如图所示。

开始时线框处于平衡状态。

令磁场反向，时线框处于平衡状态。

令磁场反向，磁感应强度的大小仍为 B 线框达到新的平衡。

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方向2nBIl ?x = k，向下。

4、如图所示，平行金属导轨PQ与MN都与水如图所示，平行金属导轨PQ与MN都与水 PQ 平面成θ 一根质量为m 平面成θ角，相距为L。

一根质量为m的金属棒ab 在导轨上，并保持水平方向，ab棒 ab在导轨上属棒ab 在导轨上，并保持水平方向，ab棒内通有恒定电流，电流大小为I 方向从a 内通有恒定电流，电流大小为I，方向从a 到b。

空间存在着方向与导轨平面垂直的匀强磁场，ab棒在磁场力作用下保持静止棒在磁场力作用下保持静止，强磁场，ab棒在磁场力作用下保持静止，并且棒与导轨间没有摩擦力。

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。

1第十六章 磁场对电流的作用习题一、填空题1．载电流为I ，磁矩为P m 的线圈，置于磁感应强度为B 的均匀磁场中，若P m 与B 方向相同，则通过线圈的磁通量Φ为 与线圈所受的磁力矩M 的大小为2．如图1所示，某瞬间a 点有一质子A 以秒米710=a v 沿图1所示方向运动。

相距410−=r 厘米远处的b 点，有另一质子B 以秒米3102×=b v 沿图1所示方向运动。

a v 、b v 与r 在同一平面内。

求（1）质子A 经过a 点的瞬间在b 点所产生的磁感应强度的大小 ，方向 。

（2）b 点的质子所受洛伦兹力的大小 方向 。

3．一块半导体样品的体积为c b a ××，如图2所示。

沿X 方向有电流I ，在Z 轴方向加有均匀磁场B K。

这时实验得出的数据为10.0=a 厘米，35.0=b 厘米，0.1=c 厘米，0.1=I 毫安，3000=B 高斯，片两侧的电势差55.6=′A A U 毫伏。

（1）问此半导体是正电荷导电型（P 型）还是负电荷导电型（n 型）？ ； （2）求载流子浓度（即单位体积内参加导电的带电粒子数） 。

4．一电子在T B 41020−×=的磁场中沿半径为cm R 20=的螺旋线运动，螺距为cm h 0.5=，如图3所示。

（1）求这电子的速度 ；（2）方向 。

二、选择题1．如图4所示，abc 是弯成直角的导线，ab =40cm ，bc=30cm ，通以电流I ，并放在和均匀磁场B K垂直的平面内，则导线所受到磁场力为（ ）A ．IB 3.0 B ．IB 4.0C ．IB 5.0D ．IB 7.0b图1图2图322．两个在同一平面内的同心圆线圈，大圈半径为R ，通有电流1I ，小圈半径为r ，通有电流2I ，电流方向如图5所示，且R r <<，那么，在小线圈从图示位置转到两线圈平面相互垂直位置的过程中，磁力矩所作的功A 为（ ）。

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．。

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。

高二物理探究磁场对电流的作用试题1.在图中，标出磁场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 [ ]【答案】C【解析】根据左手定则可得A中导线受到的安培力方向为竖直向下，A错误，B中导线不会磁场力作用，B错误，C正确，D中的安培力方向应垂直纸面向外，D错误，思路分析：根据左手定则分析试题点评：本题考查了对左手定则的应用，2.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【答案】B【解析】当平行导线同相同方向的电流时，两导线之间是相互吸引关系，当通相反电流时，两导线是相互排斥关系，B正确，思路分析：因为电流的磁效应，通电导线会产生磁场，会对放入其中的电流产生力的作用，所以可以判断出当平行导线同相同方向的电流时，两导线之间是相互吸引关系，当通相反电流时，两导线是相互排斥关系试题点评：当平行导线同相同方向的电流时，两导线之间是相互吸引关系，当通相反电流时，两导线是相互排斥关系，可以当成一个结论来使用3.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OO'位置不同，下面说法正确的是 [ ]A．C所受力矩最大B．b所受力矩最小C．四个线圈所受力矩各不相同D．四个线圈所受力矩相同【答案】 D【解析】A中的是两个边受到安培力作用，为,B中的安培力力矩为,C中的安培力力矩为,D中的力矩为，所以D正确，思路分析：四个力矩分别为：，，，试题点评：本题考查了对安培力公式的应用，关键是对力矩的公式必须理解掌握4.关于磁场和磁感线的描述，下列说法中正确的是： [ ]A．磁感线从永久磁铁的N极发出指向S极，并在S极终止B．任何磁场的磁感线都不会相交C．磁感线可以用来表示磁场的强弱和方向D．匀强磁场的磁感线平行等距，但这只是空间磁场内局部范围内的情况，整体的匀强磁场是不存在的【答案】BCD【解析】磁感线从永久磁铁外部的N极发出指向S极，然后再从内部S极回到N极，形成闭合的曲线，A错误，任何磁场的磁感线都不会相交，因为交点处的磁场有两个方向与现实不符，B 正确，思路分析：磁感线可以用来表示磁场的强弱和方向，匀强磁场的磁感线平行等距，但这只是空间磁场内局部范围内的情况，整体的匀强磁场是不存在的，磁感线从永久磁铁外部的N极发出指向S极，然后再从内部S极回到N极，形成闭合的曲线，任何磁场的磁感线都不会相交，因为交点处的磁场有两个方向与现实不符，试题点评：本题考查了对磁感线的理解，磁感线是闭合的曲线从永久磁铁外部的N极发出指向S 极，然后再从内部S极回到N极，形成闭合的曲线，5.彼此绝缘、互相垂直放置的两通电直导线中电流方向如图所示，在两导线周围空间磁场较强的区域在 [ ]A．Ⅰ区B．Ⅱ区C．Ⅲ区D．Ⅳ区【答案】BD【解析】先根据右手定则判断每根通电直导线在每个区域内产生的磁场，然后根据矢量的叠加可得，2区和4区的磁场最强，D正确思路分析：根据右手定则判断每根通电直导线在每个区域内产生的磁场，然后根据矢量的叠加可得，试题点评：本题考查了右手的定则以及磁场的叠加问题，关键是细心分析6.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.7.右上图为磁流体发电机的示意图，流体中的正、负离子均受到匀强磁场的作用，向M、N两金属极板运动，下列说法正确的是A．正离子向N极偏转，负离子向M极偏转B．正离子向M极偏转，负离子向N极偏转C．正、负离子均向N极偏转D．正、负离子均向M极偏转【答案】A【解析】根据左手定则可以判断正离子受洛伦兹力向下，负离子受洛伦兹力向上，因此正离子向N极偏转，负离子向M极偏转，故BCD错误，A正确．故选A．8.电磁炮通过安培力做功把电能转化成动能，将炮弹发射出去。

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。

高一物理磁场对电流的作用试题1.如图，一段通电直导线平行于磁场方向放入匀强磁场中，导线上从左向右的电流如图示，当导线以其中O点轴轴转过90°过程中，导线受到的安培力A．大小、方向都不变B．大小由零增至最大，方向时刻变化C．大小由最大减小为零，方向不变D．大小由零增至最大，方向不变【答案】D【解析】设电流与磁场的夹角为θ，导体棒受的安培力为：F=BILsinθ，其中θ从0增大到90°，sinθ由0增加到1，故可知安培力由零逐渐增大；根据左手定则，安培力垂直与电方向流和磁场方向构成的平面，一直不变；故ABC错误，D正确；故选：D．【考点】安培力的大小及左手定则。

2.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【答案】AC【解析】要使炮弹沿导轨向右发射，即为安培力作用，根据左手定则可知，必须通以自M向N的电流．故A正确；要使炮弹沿导轨向右发射，即为安培力作用，根据左手定则可知，必须通以自M向N的电流．故B错误；要想提高炮弹的发射速度，即增大安培力的大小，所以可适当增大电流或磁感应强度，故C正确；若使电流和磁感应强度的方向同时反向，则安培力方向不变，所以炮弹的发射方向不变，故D错误；故选：AC【考点】安培力．点评：要熟练应用左手定则判断安培力方向一定平时多加练习，同时注意磁场、电流方向的表示方法．电磁炮就是在安培力的作用下运动．3.如图所示在绝缘的水平面上等间距固定着三根相互平行的通电直导线a、b和c ，各导线中的电流大小相同。

其中a、c导线中的电流方向垂直纸面向外，b导线电流方向垂直纸面向内。

每根导线受到另外两根导线对它的安培力作用，则关于每根导线所受安培力的合力，以下说法中正确的是（）A．导线a所受合力方向水平向右B．导线c所受合力方向水平向右C．导线c所受合力方向水平向左D．导线b所受合力方向水平向左【答案】B【解析】对a来说，受到b的拆力和C的引力，而b靠近a，所以对a的作用力更大，所以a受到的合力向左，对b来说，受到a、c的拆力，并且是相等的，所以b受到的合力为0，对c来说，和a的情况正好相反，所以合力向右．故选B．【考点】安培力．点评：同向电流相互吸引，异向电流相互排斥．导线越近，磁场越强，安培力越大．4.如图所示，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，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【考点】考查安培力的计算点评：本题难度较小，公式F=BIL中L为导体棒的有效长度5.关于磁场对通电直导线的作用力，下列说法中正确的是（）A．通电直导线跟磁场方向平行时作用力最大，等于零B．通电直导线跟磁场方向垂直时作用力最大C．作用力的方向既垂直磁场方向，又垂直电流方向D．通电直导线跟磁场方向不垂直时没有作用力【答案】BC【解析】安培力总是垂直于B、I所构成的平面，选项AD错误；当通电直导线跟磁场方向垂直时作用力最大，选项B正确；同理判断选项C正确；故选BC【考点】考查安培力点评：本题难度较小，安培力的方向总是垂直于B、I所构成的平面6.在匀强磁场里，有一条长0.5m的通电导线，导线中的电流为4A，若这条导线与磁场方向垂直时，受到的安培力为2.0N，求：（1）该处磁场的磁感应强度大小；（2）若该导线与磁场方向变为平行时，导线中的电流不变，则该处磁场的磁感应强度又为多大？此时该导线所受安培力多大？【答案】(1)1 (2)1 0【解析】（1）当磁感强度与电流垂直时，安培力F=BIL，磁感强度（2）当电流与磁场平行时，安培力为零，磁感强度是磁场本身的性质，与导体棒所受安培力大小无关【考点】考查安培力点评：本题难度较小，当磁感强度与电流垂直时，安培力最大，当两者平行时安培力为零7.如图所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由移动，当导线通过图示方向电流时，导线的运动情况是（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】C【解析】根据蹄形磁铁磁感线分布和左手定则可判断A端受垂直纸面向里的安培力，B端受垂直纸面向外的安培力，故导线逆时针转动；假设导线自图示位置转过90°，由左手定则可知，导线AB受竖直向下安培力作用；导线下降，故导线在逆时针转动的同时向下运动，所以本题答案应选C。

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 。

高二物理磁场对电流的作用试题答案及解析1.在赤道上某处有一支避雷针。

当带有负电的乌云经过避雷针上方时，避雷针开始放电，不考虑地磁偏角，则地磁场对避雷针的作用力的方向为（）A．正东B．正北C．正南D．正西【答案】D【解析】由题意可知，避雷针放电时，当中的电流方向沿避雷针向上，而赤道上方磁场方向沿正北方向，根据左手定则可以判断避雷针所受安培力的方向指向正西方向，故只有选项D正确；【考点】安培力的方向2.如图，通电直导线处于足够大的匀强磁场中，导线与水平面夹角，导线中通过的电流为I，为了增大导线的安培力，可采取的办法是A．增大电流IB．减小磁感应强度BC．把通电直导线在纸面内绕O点顺时针旋转300D．把通电直导线在纸面内绕O点逆时针旋转600【答案】A【解析】由于磁场的方向是垂直纸面向里的，导线中的电流方向与磁场方向垂直，故导线在纸面内旋转时，电流方向与磁场方向始终是垂直的，不能改变安培力的大小，所以C、D是不对的；A中增大电流是增大安培力的一个方法，而减小磁感应强度会减小安培力，故A是正确的，B是不对的。

【考点】磁场对电流的力的作用。

3.（8分）如图，匀强磁场的磁感应强度方向竖直向上，一倾角为α的光滑斜面上静止一根长为L、重力为G、通有电流I的金属棒。

求：（1）匀强磁场的磁感应强度大小；（2）导体棒对斜面的压力大小。

【答案】（1）（2）【解析】（1）由平衡得：（ 4分）(2 ) 由平衡得：（ 2分）（ 2分）【考点】安培力4.如图所示，一个边长L、三边电阻相同的正三角形金属框放置在磁感应强度为B的匀强磁场中。

若通以图示方向的电流(从A点流入，从C点流出)，电流强度I，则金属框受到的磁场力为（）A．0B．ILBC．ILBD．2ILB【答案】 B【解析】试题分析: 设流过角形ABC的电流是I1，AC边的电流是I2，就有I1+ I2=I，由安培力公式F=BILsinθ分析答题，其中L是通电导线的有效长度，是导线在磁场中两端点间的距离，角形ABC的有效长度就是AC的长度L，它的安培力F1=BI1L；AC边受到的安培力F2=BI2L，所以金属框受到的磁场力F= F1+ F2=B（I1+ I2）L=BIL，所以选B【考点】安培力5.在磁场中的同一位置，先后引入长度相等的直导线a和b，a、b导线的方向均与磁场方向垂直，但两导线中的电流不同，因此所受的力也不一样．下列几幅图象表现的是导线所受的安培力F与通过导线的电流I的关系．a、b各自有一组F、I的数据，在图象中各描出一个点．在下图中，请判断描绘正确的是()【答案】BC【解析】根据安培力公式F=BIL可知，在B和L相同时，F与I成正比，因此F-I图象为一过原点直线，BC正确。

高二物理磁场对电流的作用试题1.如右图所示，金属棒ab置于水平放置的金属导体框架cdef上，棒ab与框架接触良好．从某一时刻开始，给这个空间施加一个斜向上的匀强磁场，并且磁场均匀增加，ab棒仍静止，在磁场均匀增加的过程中，关于ab棒受到的摩擦力，下列说法正确的是()A．摩擦力大小不变，方向向右B．摩擦力变大，方向向右C．摩擦力变大，方向向左D．摩擦力变小，方向向左【答案】B【解析】根据法拉第电磁感应定律知，回路产生的电动势大小不变，所以ab棒中的电流不变，又因为磁感应强度在增大，所以ab棒受安培力增大，又ab棒仍静止，故ab棒受到的摩擦力变大，由于回路磁通量增大，根据楞次定律可判断ab棒有向左运动的趋势，故静摩擦力方向向右，所以ACD错误；B正确。

【考点】本题考查法拉第电磁感应定律、安培力2.直角梯形线框abcd如左图所示，ab与cd间的距离为l。

两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离也为l，磁场方向垂直纸面向里，其左侧虚线恰好与ab边相切。

现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域。

取沿a→b→c→d→a的感应电流为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流I随时间t变化的图线可能是下图所示的（）【答案】B【解析】开始ab边进入磁场切割磁感线，由右手定则可知，电流方向为a→d→c→b→a，电流方向是负的，故AC错误；由右手定则可知，ab边离开磁场时，感应电流方向是a→b→c→d→a，电流方向是正的，故B正确，D错误；故选B．【考点】右手定则的应用。

3.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2倍，则导线受到安培力的大小将（）A．减小为原来的1/4B．减小为原来的1/2C．增大为原来的4倍D．增大为原来的2倍【解析】由安培力公式F=BIL知，当电流增大为2倍后，导线受安培力大小也将增大为原来的2倍，故选项D正确，其余错误。

【考点】安培力4.在磁场中某一点，已经测出一段0.5 cm长的导线中通入0.01 A电流时，受到的安培力为5.0×10－6 N，则下列说法正确的是()A．该点磁感应强度大小一定是0.1 TB．该点磁感应强度大小一定不小于0.1 TC．该点磁感应强度大小一定不大于0.1 TD．该点磁感应强度的方向即为导线所受磁场力的方向【答案】 B【解析】试题分析: 通电导线在磁场中的受到安培力作用，由公式F=BILsinθ求出磁感应强度的大小,由公式F=BILsinθ，可知当夹角为90°时磁感应强度最小，此时：B＝=0.1T因此B≥0.1T，故B正确．【考点】安培力5.如图，足够长的光滑导轨倾斜放置，其下端连接一个灯泡，匀强磁场垂直于导轨所在平面（导轨和导线电阻不计），则垂直导轨的导体棒ab在加速下滑过程中A．受到的安培力大小一直不变B．受到的安培力方向沿斜面向上C．导体棒的机械能一直增大D．灯泡逐渐变亮【答案】BD【解析】由于导轨的导体棒ab在下滑，则它产生的感应电流在磁场中受到的安培力与运动方向是相反的，即安培力的方向沿斜面向上，A不对，B是正确的；如果棒ab是自由下落，则棒的机械能是不变的，现在有安培力作用于棒上，且方向向上，故棒的机械能会减小，C不对；由于棒是加速下滑，产生的电动势也是逐渐增大的，故电路中的电流会逐渐变大灯泡逐渐变亮，D是正确的。

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。

课时训练23 磁场及磁场对电流的作用一、选择题 1.如图所示，质量为M ，长为L 的直导线通有垂直纸面向外的电流I ，被一绝缘线拴着并处在匀强磁场中，导线能静止在倾角为θ的光滑斜面上，则磁感应强度B 的大小和方向可能是( )A ．大小为Mgtanθ/IL，方向垂直斜面向上B ．大小为Mgsinθ/IL，方向垂直纸面向里C ．大小为Mg/IL ，方向水平向右D ．大小为Mg/IL ，方向沿斜面向下解析 当磁场的方向垂直斜面向上时，通电直导线受到沿斜面向上的安培力作用，由于F ＝BIL ＝MgtanθIL IL ＝Mgtanθ＝Mg sinθcosθ>Mgsinθ，则通电直导线不可能静止在斜面上，故A 选项描述的磁场不符合题意；当磁场的方向垂直纸面向里时，通电直导线不受安培力作用，通电直导线可以在竖直向下的重力、垂直斜面向上的弹力、沿斜面向上的拉力三个力作用下在斜面上处于静止状态，故B 选项描述的磁场符合题意；当磁场的方向水平向右时，通电直导线受到竖直向上的安培力作用，由于F ＝BIL ＝Mg ILIL ＝Mg ，则通电直导线在竖直向下的重力和竖直向上的安培力作用下在斜面上处于静止状态，故C 选项描述的磁场符合题意；当磁场的方向沿斜面向下时，通电直导线受到垂直斜面向上的安培力作用，由于F ＝BIL ＝Mg ILIL ＝Mg>Mgcosθ，则通电直导线不可能静止在斜面上，故D 选项描述的磁场不符合题意． 答案 BC2.[2014·云南一模]如图所示，两平行光滑金属导轨固定在绝缘斜面上，导轨间距为L ，劲度系数为k 的轻质弹簧上端固定，下端与水平直导体棒ab 相连，弹簧与导轨平面平行并与ab 垂直，直导体棒垂直跨接在两导轨上，空间存在垂直导轨平面斜向上的匀强磁场．闭合开关K 后，导体棒中的电流为I ，导体棒平衡时，弹簧伸长量为x1；调转图中电源极性使棒中电流反向，导体棒中电流仍为I ，导体棒平衡时弹簧伸长量为x2.忽略回路中电流产生的磁场，则磁感应强度B 的大小为( )A.kIL(x1＋x2) B.kIL(x2－x1)C.k2IL(x2＋x1) D.k2IL(x2－x1)解析由平衡条件，mgsinα＝kx1＋BIL，调转题图中电源极性使棒中电流反向，由平衡条件，mgsinα＋BIL＝kx2，联立解得B＝k2IL(x2－x1)．答案 D3.如图所示，条形磁铁平放于水平桌面上，在它的正中央上方固定一根直导线，导线与磁场垂直，现给导线中通以垂直于纸面向外的电流，则下列说法正确的是( )A．磁铁对桌面的压力减小B．磁铁对桌面的压力增大C．磁铁对桌面的压力不变D．以上说法都不对解析本题直接判断通电导线对磁铁的作用力不是很方便，可以先判断磁铁对通电导线的作用力的方向．由左手定则可判断出通电导线受到磁铁竖直向下的安培力作用，由牛顿第三定律可知，通电导线对磁铁有竖直向上的反作用力．对磁铁受力分析，易知磁铁对桌面的压力减小．答案 A4.两条直导线相互垂直，如图所示，但相隔一个小距离，其中一条AB是固定的，另一条CD 能自由转动，当电流按如图所示的方向通入两条导线时，CD导线将( )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．静止不动D．逆时针方向转动，同时靠近导线AB解析分析出导线AB产生的磁感应强度方向为右进左出，所以刚通入电流时，导线CD的左半边受到的安培力方向向下，而其右半边受到的安培力方向向上，所以导线CD将逆时针方向转动，旋转过程中，导线CD受到的安培力具有指向导线AB的分量，所以选D.答案 D5．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，一根质量为m、电阻为R的导体棒ab，用长为l的绝缘细线悬挂，细线竖直时导体棒恰好与导轨良好接触且细线处于张紧状态，如图所示，系统空间有竖直方向的匀强磁场．当闭合开关S 时，导体棒向右摆出，摆到最大高度时，细线与竖直方向成θ角，则( )A ．磁场方向一定竖直向下B ．导体棒离开导轨前受到向左的安培力C ．导体棒摆到最大高度时重力势能的增加量等于mglcosθD ．导体棒离开导轨前电源提供的电能大于mgl(1－cosθ)解析 导体棒向右摆出，说明受到向右的安培力，由左手定则可知，该磁场方向一定竖直向下，选项A 正确，选项B 错误；重力做功的大小等于导体棒重力势能的增加量ΔEp＝mgl(1－cosθ)，选项C 错误；由能量守恒可知：电源提供的电能W 等于电路产生的焦耳热Q 和导体棒重力势能的增加量ΔEp，故W ＝Q ＋ΔEp>mgl(1－cosθ)，选项D 正确．答案 AD6.[2014·深圳模拟]如图所示为某种用来束缚原子的磁场的磁感线分布情况，以O 点为坐标原点，沿z 轴正方向磁感应强度B 大小的变化最有可能为( )解析 由磁感线的疏密程度表示B 的大小，因沿z 轴方向B 先减小后增大，故最有可能的为C 图．答案 C 7.如图所示，两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平桌面上的M 、N 两小孔中，O 为M 、N 连线的中点，连线上a 、b 两点关于O 点对称．导线均通有大小相等、方向向上的电流．已知长直导线在周围产生的磁场的磁感应强度B ＝k I r，式中k 是常数、I 是导线中电流、r 为点到导线的距离．一带正电的小球以初速度v0从a 点出发沿连线运动到b 点．关于上述过程，下列说法正确的是( )A ．小球先做加速运动后做减速运动B ．小球一直做匀速直线运动C ．小球对桌面的压力先减小后增大D ．小球对桌面的压力一直在增大解析 由右手螺旋定则可知，M 处的通电导线产生的磁场，在MO 区域的磁场垂直于MO 向里，离导线越远磁场越弱，所以磁场由M到O逐渐减弱，N处的通电导线在ON区域产生的磁场垂直于MO向外，由O到N逐渐增强，带正电的小球由a点沿ab连线运动到b点，受到的洛伦兹力F＝Bqv，从M到O洛伦兹力的方向向上，随磁场的减弱逐渐减小，从O到N洛伦兹力的方向向下，随磁场的增强逐渐增大，所以对桌面的压力一直在增大，选项D正确，选项C错误；由于桌面光滑，洛伦兹力始终沿竖直方向，所以小球在水平方向上不受力，做匀速直线运动，选项B正确，选项A错误．答案BD8．如图所示，电磁炮由电源、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( )解析要使电磁炮弹加速，则炮弹应受向右的安培力．由左手定则可知：磁场方向应为垂直纸面向外．B正确．答案 B9.通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内．电流方向如图所示，ad边与MN平行，关于MN的磁场对导线框的作用，下列叙述正确的是( )A．导线框有两条边所受的安培力方向相同B．导线框有两条边所受的安培力大小相同C．导线框所受安培力合力向左D．导线框所受安培力合力为零解析ab、cd两边所受安培力大小相同，方向相反；ad、bc两边所受安培力的大小和方向均不同，合力的方向向左，故B、C正确．答案BC10．如图所示为一种自动跳闸的闸刀开关，O是转动轴，A是绝缘手柄，C是闸刀卡口，M、N接电源线，闸刀处于垂直纸面向里、B＝1 T的匀强磁场中，CO间距离为10 cm，当磁场力为0.2 N时，闸刀开关会自动跳开．则要使闸刀开关能跳开，CO中通过的电流的大小和方向为( )A．电流方向C→O B．电流方向O→CC．电流大小为1 A D．电流大小为0.5 A解析根据左手定则通以O到C方向的电流时，受到的安培力向左，安培力为0.2 N时，电流应为2 A，B正确．答案 B二、非选择题11.如图所示，两平行光滑导轨与水平面成α角，导轨间距为L.匀强磁场的磁感应强度为B.金属杆长也为L，质量为m，水平放在导轨上．当回路总电流为I1时，金属杆正好能静止．求：(1)B至少多大？这时B的方向如何？(2)若B的大小取(1)中的计算结果，将B的方向改为竖直向上，应把回路总电流调到多大才能使金属杆保持静止？解析(1)对金属杆受力分析可知，当安培力的方向沿导轨平面向上时，其大小最小由mgsinα＝I1BL，可得B＝mgsinαI1L由左手定则可知，磁场方向垂直于导轨平面向上．(2)将B的方向改为竖直向上后，金属杆受到的安培力水平向右(从电源正极一侧看)，对金属杆受力分析并根据平衡条件得：I2BL＝mgtanα，解得I2＝I1cosα答案见解析12．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，如图所示．已知ab的质量为m＝10 g，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)当导线中有方向从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，求该弹簧的劲度系数．(3)当导线中由b到a方向通过0.2 A的电流时两根弹簧均被拉长多少？(取g＝9.6 m/s2＝9.6 N/kg)解析(1)只有当ab受到的安培力方向竖直向上且大小等于ab的重力时，两根弹簧才能处于自然状态，根据左手定则，ab中的电流应由a到b，由二力平衡得mg＝ILB，则I ＝mg BL ＝0.01×9.60.4×0.6A ＝0.4 A. (2)当导线中通过由a 到b 的电流时，受到竖直向上的安培力作用，被拉长的两根弹簧对ab 有竖直向上的拉力，同时ab 受竖直向下的重力，平衡时平衡方程为I1LB ＋2kΔx＝mg 可得弹簧的劲度系数k ＝mg －I1LB 2Δx＝0.01×9.6－0.2×0.6×0.42×0.001N/m ＝24 N/m.(3)当电流方向由b 到a 时，ab 所受安培力竖直向下，这时的平衡方程为：2kΔx′＝mg ＋I2LB ，由此式可求出两根弹簧均被拉伸的长度为Δx′＝mg ＋I2LB 2k＝0.01×9.6＋0.2×0.6×0.42×24m ＝0.003 m.答案 (1)由a 到b 0.4 A(2)24 N/m(3)0.003 m13.[2013·浙江卷]为了降低潜艇噪音，提高其前进速度，可用电磁推进器替代螺旋桨．潜艇下方有左、右两组推进器，每组由6个相同的、用绝缘材料制成的直线通道推进器构成，其原理示意图如下．在直线通道内充满电阻率ρ＝0.2 Ω·m 的海水，通道中a×b×c＝0.3 m×0.4 m×0.3 m 的空间内，存在由超导线圈产生的匀强磁场，其磁感应强度B ＝6.4 T 、方向垂直通道侧面向外．磁场区域上、下方各有a×b＝0.3 m×0.4 m 的金属板M 、N ，当其与推进器专用直流电源相连后，在两板之间的海水中产生了从N 到M ，大小恒为I ＝1.0×103 A 的电流，设该电流只存在于磁场区域．不计电源内阻及导线电阻，海水密度ρm≈1.0×103 kg/m3.(1)求一直线通道推进器内磁场对通电海水的作用力大小，并判断其方向；(2)在不改变潜艇结构的前提下，简述潜艇如何转弯？如何“倒车”？(3)当潜艇以恒定速度v0＝30 m/s 前进时，海水在出口处相对于推进器的速度v ＝34 m/s ，思考专用直流电源所提供的电功率如何分配，求出相应功率的大小．解析 (1)将通电海水看成导线，所受磁场力F ＝IBL代入数据得：F ＝IBc ＝1.0×103×6.4×0.3 N ＝1.92×103 N用左手定则判断磁场对海水作用力方向向右(或与海水出口方向相同)(2)考虑到潜艇下方有左、右2组推进器，可以开启或关闭不同个数的左、右两侧的直线通道推进器，实施转弯．改变电流方向，或者磁场方向，可以改变海水所受磁场力的方向，根据牛顿第三定律，使潜艇“倒车\”．(3)电源提供的电功率中的第一部分：牵引功率 P1＝F 牵v0根据牛顿第三定律，F 牵＝12IBL当v0＝30 m/s 时，代入数据得：P1＝F 牵v0＝12×1.92×103×30 W＝6.9×105 W 第二部分：海水的焦耳热功率对单个直线推进器，根据电阻定率：R ＝ρL S代入数据得：R ＝ρc ab ＝0.2×0.30.3×0.4Ω＝0.5Ω由热功率公式，P ＝I2R代入数据得：P 单＝I2R ＝5.0×105 WP2＝12×5.0×105 W＝6.0×106 W第三部分：单位时间内海水动能的增加值 设Δt 时间内喷出海水的质量为mP3＝12×ΔEk Δt考虑到海水的初动能为零，ΔEk＝Ek ＝12mv2水对地m ＝ρmbcv 水对地ΔtP3＝12×ΔEk Δt ＝12×12ρmbcv 3水对地＝4.6×104 W.答案 (1)1.92×103 N 向右(2)(3)见解析。