江蘇版2023版高三一輪總復(fù)習(xí)物理第9章第1節(jié)磁場的描述磁場對電流的作用

磁場的描述磁場對電流的作用一、磁場、磁感應(yīng)強度1．磁場(1)基本性質(zhì)：磁場對處于其中的磁體、電流和運動電荷有磁場力的作用。(2)方向：小磁針的N極所受磁場力的方向。2．磁感應(yīng)強度(1)物理意義：描述磁場的強弱和方向。(2)大?。築＝eq\f(F,IL)(通電導(dǎo)線垂直于磁場)。(3)方向：小磁針靜止時N極的指向。(4)單位：特斯拉(T)。3．勻強磁場(1)定義：磁感應(yīng)強度的大小處處相等、方向處處相同的磁場稱為勻強磁場。(2)特點：磁感線是疏密程度相同、方向相同的平行直線。4．地磁場(1)地磁的N極在地理南極附近，S極在地理北極附近，磁感線分布如圖所示。(2)在赤道平面上，距離地球表面高度相等的各點，磁感應(yīng)強度相等，且方向水平向北。5．磁場的疊加磁感應(yīng)強度是矢量，與力的計算方法相同，常利用平行四邊形定則或正交分解法進行合成與分解。二、磁感線通電直導(dǎo)線和通電線圈周圍磁場的方向1．磁感線及特點(1)磁感線：在磁場中畫出一些曲線，使曲線上每一點的切線方向都跟這點的磁感應(yīng)強度的方向一致。(2)特點①磁感線上某點的切線方向就是該點的磁場方向。②磁感線的疏密定性地表示磁場的強弱。③磁感線是閉合曲線，沒有起點和終點，在磁體外部，從N極指向S極；在磁體內(nèi)部，由S極指向N極。④磁感線是假想的曲線，客觀上不存在。⑤同一磁場的磁感線不中斷、不相交、不相切。2．電流的磁場直線電流的磁場通電螺線管的磁場環(huán)形電流的磁場安培定則立體圖橫截面圖從上向下看從左向右看從左向右看縱截面圖三、安培力及其方向1．安培力的大小(1)磁場和電流垂直時：F＝BIL。(2)磁場和電流平行時：F＝0。2．安培力的方向左手定則判斷：(1)伸出左手，讓拇指與其余四指垂直，并且都在同一個平面內(nèi)。(2)讓磁感線從掌心進入，并使四指指向電流方向。(3)拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向。一、易錯易誤辨析(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)磁場中某點磁感應(yīng)強度的大小，跟放在該點的試探電流元的情況無關(guān)。 (√)(2)小磁針N極所指的方向就是該處磁場的方向。 (×)(3)在同一幅圖中，磁感線越密，磁場越強。 (√)(4)將通電導(dǎo)線放入磁場中，若不受安培力，說明該處磁感應(yīng)強度為零。 (×)(5)1820年，丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)電流可以使周圍的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，稱為電流的磁效應(yīng)。 (√)(6)安培力可能做正功，也可能做負功。 (√)二、教材習(xí)題衍生1．(磁場的產(chǎn)生與疊加)(2021·全國甲卷)兩足夠長直導(dǎo)線均折成直角，按圖示方式放置在同一平面內(nèi)，EO與O′Q在一條直線上，PO′與OF在一條直線上，兩導(dǎo)線相互絕緣，通有相等的電流I，電流方向如圖所示。若一根無限長直導(dǎo)線通過電流I時，所產(chǎn)生的磁場在距離導(dǎo)線d處的磁感應(yīng)強度大小為B，則圖中與導(dǎo)線距離均為d的M、N兩點處的磁感應(yīng)強度大小分別為()A．B、0 B．0、2BC．2B、2B D．B、BB[相當于通有電流Ⅰ的EOQ和POF兩根導(dǎo)線。根據(jù)安培定則可知，兩根導(dǎo)線在M處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小均為B，方向相反，疊加后磁感應(yīng)強度大小為0；豎直方向的導(dǎo)線和水平方向的導(dǎo)線在N處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小均為B，方向相同，疊加后磁感應(yīng)強度大小為2B，B正確。]2．(磁場的產(chǎn)生與磁感線)如圖為通電螺線管。A為螺線管外一點，B、C兩點在螺線管的垂直平分線上，則下列說法正確的是()A．磁感線最密處為A處，最疏處為B處B．磁感線最密處為B處，最疏處為A處C．小磁針在B處和A處N極都指向左方D．小磁針在B處和C處N極都指向右方C[根據(jù)安培定則可知，A、B兩處磁場方向向左，C處磁場方向向右；根據(jù)通電螺線管周圍的磁感線分布情況可知，B處磁感線最密，C處磁感線最疏。]3．(磁場的產(chǎn)生與安培力)如圖所示，在光滑的水平桌面上，a和b是兩條固定的平行長直導(dǎo)線，通過的電流強度相等。矩形線框位于兩條導(dǎo)線的正中間，通有順時針方向的電流，在a、b產(chǎn)生的磁場作用下靜止。則a、b的電流方向可能是()A．均向左 B．均向右C．a(chǎn)的向左，b的向右 D．無法確定C[若a、b電流方向均向左，根據(jù)安培定則以及磁場的疊加知，線框上邊所在處的磁場方向垂直紙面向外，線框下邊所在處的磁場方向垂直紙面向里，根據(jù)左手定則知，線框上邊所受的安培力方向指向b，下邊所受的安培力方向指向b，則線框不能處于靜止狀態(tài)，故A錯誤；若a、b電流方向均向右，根據(jù)安培定則以及磁場的疊加知，線框上邊所在處的磁場方向垂直紙面向里，線框下邊所在處的磁場方向垂直紙面向外，根據(jù)左手定則知，線框上邊所受的安培力方向指向a，下邊所受的安培力方向指向a，則線框不能處于靜止狀態(tài)，故B錯誤；若a的電流方向向左，b的向右，根據(jù)安培定則以及磁場的疊加知，線框上邊所在處的磁場方向垂直紙面向外，線框下邊所在處的磁場方向垂直紙面向外，根據(jù)左手定則知，線框上邊所受的安培力方向指向b，下邊所受的安培力方向指向a，線框可以處于平衡狀態(tài)，故C正確，D錯誤。]安培定則的應(yīng)用和磁場的疊加1．(磁場的描述)下列說法正確的是()A．磁場中某點的磁感應(yīng)強度可以這樣測定：把一小段通電導(dǎo)線放在該點時，受到的磁場力F與該導(dǎo)線的長度L、通過的電流I的乘積的比值B＝eq\f(F,IL)，即磁場中某點的磁感應(yīng)強度B．通電導(dǎo)線在某點不受磁場力的作用，則該點的磁感應(yīng)強度一定為零C．磁感應(yīng)強度B＝eq\f(F,IL)只是定義式，它的大小取決于場源及磁場中的位置，與F、I、L以及通電導(dǎo)線在磁場中的方向無關(guān)D．磁感線是客觀存在的C[A項考查的是磁感應(yīng)強度的定義，只有當通電導(dǎo)線與磁場方向垂直時才有B＝eq\f(F,IL)，A錯誤；B項中，當通電導(dǎo)線與磁場平行時，不受磁場力，此時，磁感應(yīng)強度不為零，B錯誤；C選項中，B＝eq\f(F,IL)是定義式，磁場強弱取決于場源及磁場中的位置，C正確；磁感線與電場線一樣，都不是客觀存在的，D錯誤。]2．(安培定則的應(yīng)用)如圖所示，圓環(huán)上帶有大量的負電荷，當圓環(huán)沿順時針方向轉(zhuǎn)動時，a、b、c三枚小磁針都要發(fā)生轉(zhuǎn)動，以下說法正確的是()A．a(chǎn)、b、c的N極都向紙里轉(zhuǎn)B．b的N極向紙外轉(zhuǎn)，而a、c的N極向紙里轉(zhuǎn)C．b、c的N極向紙里轉(zhuǎn)，而a的N極向紙外轉(zhuǎn)D．b的N極向紙里轉(zhuǎn)，而a、c的N極向紙外轉(zhuǎn)B[由于圓環(huán)帶負電荷，故當圓環(huán)沿順時針方向轉(zhuǎn)動時，等效電流的方向為逆時針，由安培定則可判斷環(huán)內(nèi)磁場方向垂直紙面向外，環(huán)外磁場方向垂直紙面向內(nèi)，磁場中某點的磁場方向即是放在該點的小磁針靜止時N極的指向，所以小磁針b的N極向紙外轉(zhuǎn)，a、c的N極向紙里轉(zhuǎn)，故B正確。]3．(兩電流產(chǎn)生的磁場的疊加)(2021·江蘇泰州中學(xué)高三期末)如圖所示，在磁感應(yīng)強度大小為B0的勻強磁場中，兩長直導(dǎo)線P和Q垂直于紙面固定放置，兩者之間的距離為l。在兩導(dǎo)線中均通有方向垂直于紙面向里、大小相等的電流時，紙面內(nèi)與兩導(dǎo)線距離為l的a點處的磁感應(yīng)強度為零。若僅讓P中的電流反向，則a點處磁感應(yīng)強度的大小為()A．2B0 B．eq\f(2\r(3),3)B0C．eq\f(\r(3),3)B0 D．B0B[在兩導(dǎo)線中均通有方向垂直于紙面向里的電流I時，紙面內(nèi)與兩導(dǎo)線距離為l的a點處的磁感應(yīng)強度為零，如圖所示，兩導(dǎo)線在a點的磁場方向由P指向Q，則勻強磁場方向與PQ平行，且由Q指向P，且有B1＝B0；依據(jù)幾何關(guān)系及三角知識，則有：BPcos30°＝eq\f(1,2)B0，解得P或Q通電導(dǎo)線在a處的磁感應(yīng)強度大小為BP＝eq\f(\r(3),3)B0；當P中的電流反向，其他條件不變，再依據(jù)幾何關(guān)系，及三角知識，則有：B2＝BP＝eq\f(\r(3),3)B0；因勻強磁場方向與PQ平行，且由Q指向P，磁場大小為B0；最后由矢量的合成法則，知a點處磁感應(yīng)強度的大小為B＝eq\r(B\o\al(2,0)＋\f(\r(3),3)B02)＝eq\f(2\r(3),3)B0，故B正確，A、C、D錯誤。]4．(多個電流產(chǎn)生磁場的疊加)四根相互平行的通電長直導(dǎo)線a、b、c、d電流均為I，如圖所示放在正方形的四個頂點上，每根通電直導(dǎo)線單獨存在時，正方形中心O點的磁感應(yīng)強度大小都是B，則四根通電導(dǎo)線同時存在時O點的磁感應(yīng)強度的大小和方向為()A．2eq\r(2)B，方向向左 B．2eq\r(2)B，方向向下C．2eq\r(2)B，方向向右 D．2eq\r(2)B，方向向上A[根據(jù)安培定則判斷四根導(dǎo)線在O點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度的方向分別為：a導(dǎo)線產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度方向為Od方向；c導(dǎo)線產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度方向為Od方向；同理，b導(dǎo)線產(chǎn)生的方向為Oa方向，d導(dǎo)線產(chǎn)生的方向為Oa方向，則根據(jù)平行四邊形定則進行合成可知，四根導(dǎo)線同時存在時O點的磁感應(yīng)強度大小為2eq\r(2)B，方向水平向左。故A正確。]1．安培定則的應(yīng)用在運用安培定則判定直線電流和環(huán)形電流及通電螺線管的磁場時應(yīng)分清“因”和“果”。原因(電流方向)結(jié)果(磁場方向)直線電流的磁場大拇指四指環(huán)形電流及通電螺線管的磁場四指大拇指2．磁場疊加問題的解題思路(1)確定磁場場源，如通電導(dǎo)線。(2)定位空間中需求解磁場的點，利用安培定則判定各個場源在這一點上產(chǎn)生的磁場的大小和方向。如圖所示為大小相等的電流M、N在c點產(chǎn)生的磁場BM、BN。(3)應(yīng)用平行四邊形定則進行合成，如圖中的合磁場B。安培力大小和方向1．安培力大小：F＝ILBsinθ(1)當I⊥B時，F(xiàn)＝BIL。(2)當I∥B時，F(xiàn)＝0。注意：①當導(dǎo)線彎曲時，L是導(dǎo)線兩端的有效直線長度(如圖所示)。②對于任意形狀的閉合線圈，其有效長度均為零，所以通電后在勻強磁場中受到的安培力的矢量和為零。2．安培力方向：用左手定則判斷，注意安培力既垂直于B，也垂直于I，即垂直于B與I決定的平面。安培力的方向1．(2021·廣東卷)截面為正方形的絕緣彈性長管中心有一固定長直導(dǎo)線，長管外表面固定著對稱分布的四根平行長直導(dǎo)線。若中心直導(dǎo)線通入電流I1，四根平行直導(dǎo)線均通入電流I2，I1?I2，電流方向如圖所示。下列截面圖中可能正確表示通電后長管發(fā)生形變的是()ABCDC[根據(jù)“同向電流相互吸引，異向電流相互排斥”的作用規(guī)律可知，左、右兩導(dǎo)線與長管中心的長直導(dǎo)線相互吸引，上、下兩導(dǎo)線與長管中心的長直導(dǎo)線相互排斥，C正確。]安培力的大小的應(yīng)用2．(2021·江蘇卷)在光滑桌面上將長為πL的軟導(dǎo)線兩端固定，固定點的距離為2L，導(dǎo)線通有電流I，處于磁感應(yīng)強度大小為B、方向豎直向下的勻強磁場中，A．BIL B．2BILC．πBIL D．2πBILA[從上向下看導(dǎo)線的圖形如圖所示，導(dǎo)線的有效長度為2L，則所受的安培力大小F＝2BIL，設(shè)導(dǎo)線中的張力為T，由幾何關(guān)系可知T＝eq\f(F,2)，解得T＝BIL，故A正確，B、C、D錯誤。故選A。]安培力的疊加3．(2019·全國卷Ⅰ)如圖，等邊三角形線框LMN由三根相同的導(dǎo)體棒連接而成，固定于勻強磁場中，線框平面與磁感應(yīng)強度方向垂直，線框頂點M、N與直流電源兩端相接。已知導(dǎo)體棒MN受到的安培力大小為F，則線框LMN受到的安培力的大小為()A．2FB．1.5FC．0.5F審題指導(dǎo)：解答本題注意以下兩點：(1)導(dǎo)線MLN邊的有效長度與導(dǎo)線MN邊相同。(2)導(dǎo)線MLN邊等效后的電流方向與導(dǎo)線MN邊相同。B[設(shè)三角形邊長為l，通過導(dǎo)體棒MN的電流大小為I，則根據(jù)并聯(lián)電路的規(guī)律可知通過導(dǎo)體棒ML和LN的電流大小為eq\f(I,2)，如圖所示，依題意有F＝BlI，則導(dǎo)體棒ML和LN所受安培力的合力為F1＝eq\f(1,2)BlI＝eq\f(1,2)F，方向與F的方向相同，所以線框LMN受到的安培力大小為1.5F，選項B正確。][變式1]若此T3中，題設(shè)條件改為如圖所示情況，邊長為l，質(zhì)量為m的等邊三角形導(dǎo)線框用絕緣細線懸掛于天花板，導(dǎo)線框中通一逆時針方向的電流，圖中虛線過ab邊中點和ac邊中點，在虛線的下方有一垂直于導(dǎo)線框向里的勻強磁場，其磁感應(yīng)強度大小為B，此時導(dǎo)線框處于靜止狀態(tài)，細線中的拉力為F1；保持其他條件不變，現(xiàn)將虛線下方的磁場移至虛線上方，此時細線中拉力為F2。導(dǎo)線框中的電流大小為()A．eq\f(F2－F1,Bl) B．eq\f(F2－F1,2Bl)C．eq\f(2F2－F1,Bl) D．eq\f(2F2－F1,3Bl)A[當磁場在虛線下方時，通電導(dǎo)線的等效長度為eq\f(1,2)l，受到的安培力方向豎直向上，故F1＋eq\f(1,2)BIl＝mg，當磁場在虛線上方時，通電導(dǎo)線的等效長度為eq\f(1,2)l，受到的安培力方向豎直向下，故F2＝eq\f(1,2)BIl＋mg，聯(lián)立可得I＝eq\f(F2－F1,Bl)，A正確。][變式2]若此T3中題設(shè)條件改為如圖所示情況，閉合圓環(huán)由一段粗細均勻的電阻絲做成，圓環(huán)半徑為L，圓心為O，P、Q在圓環(huán)上，∠POQ＝90°，圓環(huán)處在垂直于圓面的勻強磁場中，磁場的磁感應(yīng)強度為B。兩根導(dǎo)線的一端分別連接P、Q兩點，另一端分別與直流電源正、負極相連，已知圓環(huán)的電阻為4r，電源的電動勢為E，內(nèi)阻為eq\f(r,4)，則圓環(huán)受到的安培力的大小為()A．eq\f(4BEL,17r) B．eq\f(4\r(2)BEL,17r)C．eq\f(BEL,r) D．eq\f(\r(2)BEL,r)D[優(yōu)弧PQ的電阻為3r，劣弧PQ的電阻為r，兩部分并聯(lián)在電路中，并聯(lián)的總電阻R并＝eq\f(3,4)r，電路總電阻R＝eq\f(3,4)r＋eq\f(1,4)r＝r。流過優(yōu)弧PQ的電流由P到Q，流過劣弧PQ的電流由P到Q，電流分別為eq\f(E,r)×eq\f(1,4)＝eq\f(E,4r)，eq\f(E,r)×eq\f(3,4)＝eq\f(3E,4r)，優(yōu)、劣弧都可以等效為直導(dǎo)線PQ，故兩段弧所受安培力為F1＝Beq\f(E,4r)·eq\r(2)L，F(xiàn)2＝Beq\f(3E,4r)·eq\r(2)L，所以合力為F＝F1＋F2＝eq\f(\r(2)BEL,r)，故D正確。]1．安培力作用下的平衡問題與力學(xué)中的平衡問題分析方法是相同的，只不過多了安培力，解題的關(guān)鍵仍是受力分析。2．視圖轉(zhuǎn)換(降維法)：對于安培力作用下的力學(xué)問題，線框的受力邊及金屬棒的受力往往分布在三維空間的不同方向上，這時應(yīng)利用俯視圖、剖面圖或側(cè)視圖等，變立體圖為二維平面圖。3．在剖面圖中，線框的受力邊及金屬棒可用小圓圈代替，垂直剖面方向的電流可用“?”或“⊙”表示，垂直剖面方向的磁場可用“×”或“·”表示，但垂直剖面方向的力不能用“×”或“·”表示。安培力作用下導(dǎo)體運動情況的判斷方法1．判定導(dǎo)體運動情況的基本思路判定通電導(dǎo)體在安培力作用下的運動或運動趨勢，首先必須弄清楚導(dǎo)體所在位置的磁感線分布情況，然后利用左手定則準確判定導(dǎo)體的受力情況，進而確定導(dǎo)體的運動方向或運動趨勢的方向。2．五種常用判定方法電流元法分割為電流元eq\o(→,\s\up7(左手定則))安培力方向→整段導(dǎo)體所受合力方向→運動方向特殊位置法在特殊位置→安培力方向→運動方向等效法環(huán)形電流→小磁針，通電螺線管→條形磁鐵結(jié)論法同向電流互相吸引，異向電流互相排斥；兩不平行的直線電流相互作用時，有轉(zhuǎn)到平行且電流方向相同的趨勢轉(zhuǎn)換研究對象法定性分析磁體在電流磁場作用下如何運動或運動趨勢的問題，可先分析電流在磁體磁場中所受的安培力，然后由牛頓第三定律，確定磁體所受電流磁場的作用力，從而確定磁體所受合力及運動方向eq\o([典例])一個可以自由運動的線圈L1和一個固定的線圈L2互相絕緣垂直放置，且兩個線圈的圓心重合，如圖所示。當兩線圈中通以圖示方向的電流時，從左向右看，線圈L1將()A．不動 B．順時針轉(zhuǎn)動C．逆時針轉(zhuǎn)動 D．在紙面內(nèi)平動B[方法一：結(jié)論法環(huán)形電流I1、I2之間不平行，則必有相對轉(zhuǎn)動，直到兩環(huán)形電流同向平行為止。據(jù)此可得，從左向右看，線圈L1將順時針轉(zhuǎn)動。方法二：電流元法把線圈L1沿水平轉(zhuǎn)動軸分成上下兩部分，每一部分又可以看成無數(shù)段直線電流元，電流元處在L2產(chǎn)生的磁場中，根據(jù)安培定則可知各電流元所在處的磁場方向向上，由左手定則可得，上半部分電流元所受安培力均指向紙外，下半部分電流元所受安培力均指向紙內(nèi)，因此從左向右看線圈L1將順時針轉(zhuǎn)動。方法三：等效法把線圈L1等效為小磁針，該小磁針剛好處于環(huán)形電流I2的中心，小磁針的N極應(yīng)指向該點環(huán)形電流I2的磁場方向，由安培定則知I2產(chǎn)生的磁場方向在其中心處豎直向上，而L1等效成小磁針后，轉(zhuǎn)動前，N極指向紙內(nèi)，因此小磁針的N極應(yīng)由指向紙內(nèi)轉(zhuǎn)為向上，所以從左向右看，線圈L1將順時針轉(zhuǎn)動。]判斷磁場中導(dǎo)體運動趨勢的兩點注意(1)應(yīng)用左手定則判定安培力方向時，磁感線穿入手心，大拇指一定要與四指垂直且共面，四指與電流方向一致但不一定與磁感線方向垂直。(2)導(dǎo)體與導(dǎo)體之間、磁體與磁體之間、磁體與導(dǎo)體之間的作用力和其他作用力一樣具有相互性，滿足牛頓第三定律。eq\o([跟進訓(xùn)練])等效法1．將一個質(zhì)量很小的金屬圓環(huán)用細線吊起來，在其附近放一塊條形磁鐵，磁鐵的軸線與圓環(huán)在同一個平面內(nèi)，且通過圓環(huán)中心，如圖所示，當圓環(huán)中通以順時針方向的電流時，從上往下看()A．圓環(huán)順時針轉(zhuǎn)動，靠近磁鐵B．圓環(huán)順時針轉(zhuǎn)動，遠離磁鐵C．圓環(huán)逆時針轉(zhuǎn)動，靠近磁鐵D．圓環(huán)逆時針轉(zhuǎn)動，遠離磁鐵C[該通電圓環(huán)相當于一個垂直于紙面的小磁針，N極在內(nèi)，S極在外，根據(jù)同極相斥、異極相吸，C正確。]電流元法2．如圖所示，一通電金屬環(huán)固定在絕緣的水平面上，在其左端放置一可繞中點O自由轉(zhuǎn)動且可在水平方向自由移動的豎直金屬棒，中點O與金屬環(huán)在同一水平面內(nèi)，當在金屬環(huán)與金屬棒中通有圖中所示方向的電流時，則()A．金屬棒始終靜止不動B．金屬棒的上半部分向紙面外轉(zhuǎn)，下半部分向紙面里轉(zhuǎn)，同時靠近金屬環(huán)C．金屬棒的上半部分向紙面里轉(zhuǎn)，下半部分向紙面外轉(zhuǎn)，同時靠近金屬環(huán)D．金屬棒的上半部分向紙面里轉(zhuǎn)，下半部分向紙面外轉(zhuǎn)，同時遠離金屬環(huán)B[由通電金屬環(huán)產(chǎn)生的磁場特點可知，其在金屬棒的上半部分產(chǎn)生有水平向左的磁場分量，由左手定則可判斷金屬棒上半部分受到方向垂直紙面向外的安培力，故向紙面外轉(zhuǎn)；同理可判斷金屬棒的下半部分向紙面里轉(zhuǎn)。當金屬棒轉(zhuǎn)動到平行水平面時，由同向電流相吸，反向電流相斥可知，金屬棒在靠近金屬環(huán)，B正確。]轉(zhuǎn)換研究對象法3．如圖所示，一條形磁鐵放在水平桌面上，在其左上方固定一根與磁鐵垂直的長直導(dǎo)線，當導(dǎo)線中通以圖示方向的電流時()A．磁鐵對桌面的壓力增大B．磁鐵對桌面的壓力減小C．磁鐵不受摩擦力D．磁鐵受到向左的摩擦力作用B[根據(jù)條形磁體磁感線分布情況得到直線電流所在位置磁場方向(切線方向)，再根據(jù)左手定則判斷安培力方向，如圖甲所示；根據(jù)牛頓第三定律，電流對磁體的作用力向左上方，如圖乙所示；根據(jù)平衡條件，可知通電后桌面對磁鐵的支持力變小，靜摩擦力變大，故磁鐵對桌面的壓力變小，而靜摩擦力向右。故選B。]甲乙電流元法與特殊位置法的結(jié)合4．如圖所示，把一重力不計的通電直導(dǎo)線水平放在蹄形磁鐵兩極的正上方，導(dǎo)線可以自由轉(zhuǎn)動，當導(dǎo)線通入圖示方向電流I時，導(dǎo)線的運動情況是(從上往下看)()A．順時針方向轉(zhuǎn)動，同時下降B．順時針方向轉(zhuǎn)動，同時上升C．逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時下降D．逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時上升A[如圖甲所示，把直線電流等效為無數(shù)小段，中間的點為O點，選擇在O點左側(cè)S極右上方的一小段為研究對象，該處的磁場方向指向左下方，由左手定則判斷，該小段受到的安培力的方向垂直紙面向里，在O點左側(cè)的各段電流元都受到垂直紙面向里的安培力，把各段電流元受到的力合成，則O點左側(cè)導(dǎo)線受到垂直紙面向里的安培力；同理判斷出O點右側(cè)的導(dǎo)線受到垂直紙面向外的安培力。因此，由上向下看，導(dǎo)線沿順時針方向轉(zhuǎn)動，分析導(dǎo)線轉(zhuǎn)過90°時的情形，如圖乙所示，導(dǎo)線中的電流向外，由左手定則可知，導(dǎo)線受到向下的安培力，由以上分析可知，導(dǎo)線在順時針轉(zhuǎn)動的同時向下運動，選項A正確。]甲乙安培力作用下的力電綜合問題通電導(dǎo)線在磁場中的平衡和加速問題的分析思路(1)選定研究對象。(2)變?nèi)S為二維，利用如側(cè)視圖、剖面圖或俯視圖等，并畫出平面受力分析圖，其中安培力的方向要注意F安⊥B、F安⊥I；如圖所示。立體圖平面圖立體圖平面圖(3)列平衡方程或牛頓第二定律方程進行求解。安培力作用下的平衡問題1．(安培力作用下的平衡問題)如圖所示，一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧，下面掛有匝數(shù)為n的矩形線框abcd。bc邊長為l，線框的下半部分處在勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小為B，方向與線框平面垂直，在圖中垂直于紙面向里。線框中通以電流I，方向如圖所示，開始時線框處于平衡狀態(tài)。令磁場反向，磁感應(yīng)強度的大小仍為B，線框達到新的平衡。則在此過程中線框位移的大小Δx及方向是()A．Δx＝eq\f(2nIlB,k)，方向向上B．Δx＝eq\f(2nIlB,k)，方向向下C．Δx＝eq\f(nIlB,k)，方向向上D．Δx＝eq\f(nIlB,k)，方向向下B[線框在磁場中受重力、安培力、彈簧彈力處于平衡狀態(tài)，安培力為F＝nBIl，且開始時方向向上，改變磁場方向后安培力方向向下，大小不變。設(shè)在磁場反向之前彈簧的伸長量為x，則磁場反向之后彈簧的伸長量為(x＋Δx)，由平衡條件知kx＋nBIl＝mg及k(x＋Δx)＝nBIl＋mg，聯(lián)立解得Δx＝eq\f(2nBIl,k)，且線框向下移動，B對。]2．(安培力作用下動態(tài)平衡問題)如圖，光滑斜面上放置一根通有恒定電流的導(dǎo)體棒，空間有垂直斜面向上的勻強磁場B，導(dǎo)體棒處于靜止狀態(tài)?，F(xiàn)將勻強磁場的方向沿圖示方向緩慢旋轉(zhuǎn)到水平方向，為了使導(dǎo)體棒始終保持靜止狀態(tài)，勻強磁場的磁感應(yīng)強度應(yīng)同步()A．增大 B．減小C．先增大后減小 D．先減小后增大A[對導(dǎo)體棒進行受力分析，如圖，磁場方向緩慢旋轉(zhuǎn)到水平方向，則安培力方向緩慢從圖示位置轉(zhuǎn)到豎直向上，因為初始時刻安培力沿斜面向上，與支持力方向垂直，最小，所以為了使導(dǎo)體棒始終保持靜止狀態(tài)，安培力要一直變大，而安培力：F安＝BIL，所以勻強磁場的