通电导线在磁场中受力的典型例题(练习版)说课讲解
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通电导线在磁场中受 力的典型例题（练习版）
典例1:磁场对通电导线的作用力
典例1:考察概念。下列关于通电直导线在磁场中受磁场力的说法中，正确的是 [ ]
A •导线所受磁场力的大小只跟磁场的强弱和电流的强弱有关
B. 导线所受磁场力的方向可以用左手定则来判定
C. 导线所受磁场力的方向跟导线中的电流方向、磁场方向都有关系
D. 如果导线受到的磁场力为零，导线所在处的磁感应强度一定为零
E安培力的方向可以不垂直于直导线
F安培力的方向总是垂直于磁场的方向
G. 安培力的大小与通电导线和磁场方向的夹角无关
H. 将直导线从中折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半
典例2 :关于通电导线所受安培力 F的方向，磁场B的方向和电流I的方向之间的关
系，下列说法正确的是
A. F、B、I三者必须保持相互垂直
B. F必须垂直B、I,但B、I可以不相互垂直
C. B必须垂直F、I,但F、I可以不相互垂直
D. I必须垂直F、B,但F、B可以不相互垂直
典例3 :下列各图中，
系，其中正确的是(
X X X X
x x|^x X
A. : B.
典例4:如图所示•一边长为 L底边，BC的电阻R,是两腰AB、AC的电阻RAB、 RAC的两倍(RBC=2RAB=2RAC)的正三角形金属框放置在磁感应强度为 B的匀强磁
lx.
XF X
X X X 表示磁场方向、电流方向及导线所受安培力方向的相互关
C. D.
易错训练：如图所示，导线框中电流为 I,导线框垂直于磁场放置，匀强磁场的磁感应
强度为B，AB与CD相距为d，则MN所受安培力大小为（ ）
A. F=Bld B. F=Bldsin 0 C. F=Bld/sin 0 D . F=Bldcos 0
二、安培力作用下的运动
常用方法：等效法、电流元法 1、特殊值法2、推论法、转换研究对象法
典例1:如图所示，用绝缘细线悬挂一个导线框，导线框是由两同心半圆弧导线和直
导线ab、cd （ab、cd在同一条水平直线上）连接而成的闭合回路，导线框中通有图示
方向的电流，处于静止状态。在半圆弧导线的圆心处沿垂直于导线框平面的方向放置
一根长直导线P.当P中通以方向向外的电流时
A. 导线框将向左摆动
B. 导线框将向右摆动
C. 从上往下看，导线框将顺时针转动
D. 从上往下看，导线框将逆时针转动
典例2 :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 I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
典例3: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，若直导线中的顺时针的电流，关于 MN 的磁
场对线框的作用，下列叙述正确的是：
变式训练1图也， —P
A. 线框有两条边所受的安培力方向相同
B. 线框有两条边所受的安培力大小相同
C. 线框所受安培力合力向里
D. 线框所受安培力合力为零
变式训练1 :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 典例1图 典例2图
面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示 •过c点的导线所受安培力的方向
( )
A•与ab边平行，竖直向上
B与ab边平行，竖直向下
C与 ab边垂直，指向左边
D•与ab边垂直，指向右边
典例 4 :(单选题)如图4所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在其右上方固定一根
与磁铁垂直的长直导线，若向导线通有方向如图示的电流时，通电后磁铁仍不动，
则：
1Q
m n
卅4
A. 磁铁对桌面的压力大于磁铁的重力，且磁铁受到向右的摩擦力
B. 磁铁对桌面的压力大于磁铁的重力，且磁铁受到向左的摩擦力
C. 磁铁对桌面的压力小于磁铁的重力，且磁铁受到向右的摩擦力
D. 磁铁对桌面的压力小于磁铁的重力，且磁铁受到向左的摩擦力
典例5 : （2014?浙江）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的持续交变电流I、周期为T,最大值为Im，图1中I所示方向 为电流正方向.则金属棒（ ）
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图1 • 1 4 « V 1
图2
A.—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
三、安培力作用下的平衡问题分析
典例1:如图所示，质量为 m、长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于水平轴 「匚上, 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
A.匕,y轴正向： B .止 ,Z轴负向
C.出 ，沿悬线向下 D •見 ，沿悬线向上
典例2: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.右电流大小不变而方向相反，则 xxxfix 直方向夹角为B。贝y磁感应强度的最小值及对应的方向为
A. 每根弹簧弹力的大小为 mg
B. 每根弹簧弹力的大小为 2mg
C. 弹簧形变量为mg/k
D .弹簧形变量为2mg/k 典例3:
变式训练：（单选题）如图所示，在倾角为 a勺光滑斜面上，垂直纸面放置一根直导
体棒，在导体棒中通有垂直纸面向里的电流，图中 a点在导体棒正下方，b点与导体
棒的连线与斜面垂直，c点在a点左侧，d点在b点右侧。现欲使导体棒静止在斜面 上，下列措施可行的是（）
:典例4:如图所示，质量为 m=0.04kg 的导电细杆 ab置于倾角为B =30 °的平行 放置的导轨上，导轨宽为 d=0.4m，细杆ab与导轨垂直，导轨所在区域存在垂
直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度为 B=1T，已知电源电动势 E=1.5V，内
阻r=0.2 Q,导轨和细杆的电阻均忽略不计（ g取10m/s 2）.
（1） 若导轨光滑，为保证释放细杆后 ab保持静止不动，则滑动变阻器接入电路
的阻值是多大？
（2） 若导轨粗糙，且与细杆的动摩擦因数口 = V3/6
，为保证释放细杆后 ab仍保持静止不动，则通过细杆的电流范围是多少？（已
知最大静摩擦力等于滑动摩擦力）
说法中，正确的是（
A.逐渐增大 ）
B.逐渐减小 如图所示，在倾角为a的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为 L,质量为m的直导体棒.当导体棒中
的电流I垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，可加一平行于纸面的匀强磁场，当外加匀强磁 场的磁感应强度B的方向由垂直斜面向上沿逆时针转至水平向左的过程中，下列关于 B的大小变化的
D .先增大后减小
C.先减小后增大
A. 在a处放置一电流方向垂直纸面向里的直导体棒
B. 在b处放置一电流方向垂直纸面向里的直导体棒
C. 在c处放置一电流方向垂直纸面向里的直导体棒
D. 在d处放置一电流方向垂直纸面向里的直导体棒
轮与质量为M=0.2kg的物体相连，物体 M放在倾角为B =30。的固定的斜面上，与M 连接的轻绳与斜面平行。整个装置区域存在一个方向与导体棒垂直且与水平面的夹角a
=53o斜向左上方的匀强磁场，重力加速度 g取10m/s2。变式训练1:若磁感应强度
75
B=0.5T，物块M与斜面之间的动摩擦因素 _______ ，且最大静摩擦力等于滑动摩擦
力，要保持导体棒ab静止不动，应该在棒中通入电流的范围？电流的方向如何？ （引丸3丁
= 0.6? 気汀可=0.8）
变式训练2：（ 15分）如图所示，PQ和MN为水平放置的平行金属导轨，间距为 l=1.0m，导
体棒ab跨放在导轨上，棒的质量为 m=20g，棒的中点用细绳经轻滑轮与
物体c相连，物体c的质量M=30g。在垂直导轨平面方向存在磁感应强度 B=0.2T的
匀强磁场，磁场方向竖直向上，重力加速度 g取10m/s I
（1 ）若导轨是光滑的，为了使物体 c能保持静止，应该在棒中通入多大的电流？电流 的方向如何？
（2）若导轨是粗糙的，且导体棒与导轨间的最大静摩擦力为导体棒 ab重力的0.5
倍，若要保持物体c静止不动，应该在棒中通入多大的电流？电流的方向如何？
四：安培力的应用
典例1:电磁炮的基本原理如图所示，把待发射的炮弹（导体）放置在强磁场中的两 —
条平行导轨（导轨与水平方向成a角）上，磁场方向和导轨平面垂直，若给导轨以很大 的电流I,使用权炮弹作为一个载流导体在磁场的作用下，沿导轨作加速运动，以某一 速度发射出去，已知匀强磁场的磁感应强度为 B,两导轨间的距离为 L,磁场中导轨的
m，炮弹和导轨间摩擦以及炮弹本身的长度均不计，试求炮
变式训练1: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发射炮弹 的装置一一电磁炮，其原理如图所示：把待发炮弹（导体）放置在强磁场中的两平行
，给导轨通以大电流，使炮弹作为一个通电导体在磁场作用下沿导轨加速运
动，并以某一速度发射出去。现要提高电磁炮的发射速度，你认为下列方案在理论上 可行的是I
A. 增大磁感应强度B的值
B. 增大电流I的值
C. 减小磁感应强度B的值 弹离开炮口时的速度. 长度为S,炮弹的质量为 B
