新課改高中物理選修二同步專題講義：01 B磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力 中檔版（教師版）

磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力知識(shí)點(diǎn)：磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力一、安培力的方向1．安培力：通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受的力．2．左手定則：伸開(kāi)左手，使拇指與其余四個(gè)手指垂直，并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi)；讓磁感線從掌心垂直進(jìn)入，并使四指指向電流的方向，這時(shí)拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向．3．安培力方向與磁場(chǎng)方向、電流方向的關(guān)系：F⊥B，F(xiàn)⊥I，即F垂直于B與I所決定的平面．二、安培力的大小1．垂直于磁場(chǎng)B的方向放置的長(zhǎng)為l的通電導(dǎo)線，當(dāng)通過(guò)的電流為I時(shí)，所受安培力為F＝IlB.2．當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與電流方向成θ角時(shí)，公式F＝IlBsin_θ.三、磁電式電流表1．原理：安培力與電流的關(guān)系．通電線圈在磁場(chǎng)中受到安培力而偏轉(zhuǎn)，線圈偏轉(zhuǎn)的角度越大，被測(cè)電流就越大．根據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)方向，可以知道被測(cè)電流的方向．2．構(gòu)造：磁體、線圈、螺旋彈簧、指針、極靴．3．特點(diǎn)：極靴與鐵質(zhì)圓柱間的磁場(chǎng)沿半徑方向，線圈無(wú)論轉(zhuǎn)到什么位置，它的平面都跟磁感線平行，且線圈左右兩邊所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等．4．優(yōu)點(diǎn)：靈敏度高，可以測(cè)出很弱的電流．缺點(diǎn)：線圈的導(dǎo)線很細(xì)，允許通過(guò)的電流很弱．技巧點(diǎn)撥一、安培力的方向1．安培力方向的特點(diǎn)安培力的方向既垂直于電流方向，也垂直于磁場(chǎng)方向，即垂直于電流I和磁場(chǎng)B所決定的平面．(1)當(dāng)電流方向跟磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，安培力的方向、磁場(chǎng)方向和電流方向兩兩相互垂直．應(yīng)用左手定則判斷時(shí)，磁感線從掌心垂直進(jìn)入，拇指、其余四指和磁感線三者兩兩垂直．(2)當(dāng)電流方向跟磁場(chǎng)方向不垂直時(shí)，安培力的方向仍垂直于電流方向，也垂直于磁場(chǎng)方向．應(yīng)用左手定則判斷時(shí)，磁感線斜著穿入掌心．2．判斷安培力方向的步驟(1)明確研究對(duì)象；(2)用安培定則或根據(jù)磁體的磁場(chǎng)特征，畫出研究對(duì)象所在位置的磁場(chǎng)方向；(3)由左手定則判斷安培力方向．3．應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用左手定則和安培定則可以判定平行通電直導(dǎo)線間的作用力：同向電流相互吸引，反向電流相互排斥．二、安培力的大小1．公式F＝IlBsinθ中B對(duì)放入的通電導(dǎo)線來(lái)說(shuō)是外加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，不必考慮導(dǎo)線自身產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)外加磁場(chǎng)的影響．2．公式F＝IlBsinθ中θ是B和I方向的夾角(1)當(dāng)θ＝90°時(shí)，即B⊥I，sinθ＝1，公式變?yōu)镕＝IlB.(2)當(dāng)θ＝0°時(shí)，即B∥I，F(xiàn)＝0.3．公式F＝IlBsinθ中l(wèi)指的是導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的“有效長(zhǎng)度”，彎曲導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度l，等于連接兩端點(diǎn)直線的長(zhǎng)度(如下圖所示)；相應(yīng)的電流沿導(dǎo)線由始端流向末端．推論：對(duì)任意形狀的閉合平面線圈，當(dāng)線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，線圈的有效長(zhǎng)度l＝0，故通電后線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中所受安培力的矢量和一定為零，如下圖所示．例題精練1．（2021?浙江模擬）如圖所示，兩平行直導(dǎo)線通有同向電流I1、I2，下列判斷正確的是（）A．兩導(dǎo)線之間存在著靜電斥力作用 B．兩導(dǎo)線之間存在著相互排斥的磁力作用 C．導(dǎo)線2受到電流I1和I2共同產(chǎn)生的磁場(chǎng)的作用力 D．導(dǎo)線2上PQ段受到的磁場(chǎng)力由整根導(dǎo)線1產(chǎn)生的磁場(chǎng)所施加【分析】根據(jù)右手定則判斷通電直導(dǎo)線周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)，再根據(jù)左手定則判斷安培力的方向，兩根導(dǎo)線之間的安培力是作用力與反作用力?！窘獯稹拷猓篈B、根據(jù)右手定則，判斷通電直導(dǎo)線1右側(cè)產(chǎn)生磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，再根據(jù)左手定則判斷導(dǎo)線2受的安培力的方向向左，同理分析導(dǎo)線1受的安培力可知兩根導(dǎo)線相互吸引，故AB錯(cuò)誤；CD、導(dǎo)線2處于電流I1形成的磁場(chǎng)中，只受到電流I1的磁場(chǎng)的作用力，故C錯(cuò)誤，D正確。故選：D?！军c(diǎn)評(píng)】本題研究平行通電導(dǎo)線之間有力的作用，知道通電導(dǎo)線之間的相互作用規(guī)律是關(guān)鍵。2．（2021?溫州模擬）如圖所示，導(dǎo)體棒a水平放置在傾角為45°的光滑斜坡上的P處，導(dǎo)體棒b固定在右側(cè)，與a在同一水平面內(nèi)，且相互平行。當(dāng)兩棒中均通以電流強(qiáng)度為Ⅰ的同向電流時(shí)，導(dǎo)體棒a恰能在斜面上保持靜止。兩導(dǎo)體棒粗細(xì)不計(jì)，則下列說(shuō)法正確的是（）A．a(chǎn)、b兩導(dǎo)體棒受到的安培力相同 B．b棒中的電流在P處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向向下 C．將導(dǎo)體棒b沿虛線豎直下移到某一位置，導(dǎo)體棒a不可能保持靜止 D．將導(dǎo)體棒b沿虛線豎直上移到某一位置，導(dǎo)體棒a對(duì)斜面的壓力可能不變【分析】通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的受到安培力作用，由左手定則來(lái)確定安培力的方向，并根據(jù)受力平衡來(lái)判定b的電流在a處產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與方向，當(dāng)a的位置變化后，受到的安培力變化?！窘獯稹拷猓篈、a、b兩導(dǎo)體棒受到的安培力方向相反，所以不相同，故A錯(cuò)誤；B、根據(jù)右手螺旋定則，可判定b棒中的電流在P處產(chǎn)生的感應(yīng)強(qiáng)度方向向上，故B錯(cuò)誤；C、對(duì)導(dǎo)體棒a受力分析如圖，它受三個(gè)力而平衡，這三個(gè)力分別是重力、支持力和導(dǎo)體棒b對(duì)它的吸引力，若將導(dǎo)體棒b沿虛線豎直下移到某一位置，導(dǎo)體棒b對(duì)導(dǎo)體棒a的吸引力將變小，吸引力沿斜面向上的分力必不能與重力沿斜面向下的分力平衡，所以導(dǎo)體棒a不可能保持靜止，故C正確；D、將導(dǎo)體棒b沿虛線豎直上移到某一位置，同理可得吸引力在垂直于斜面方向的分力必變小，所以支持力一定變小，故D錯(cuò)誤。故選：C?！军c(diǎn)評(píng)】學(xué)會(huì)區(qū)分左手定則與右手螺旋定則，并學(xué)會(huì)受力分析，同時(shí)掌握力的合成與分解的法則，注意位置變化會(huì)引起安培力的變化。隨堂練習(xí)1．（2021?沙坪壩區(qū)校級(jí)模擬）已知通電長(zhǎng)直導(dǎo)線在周圍會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與導(dǎo)線上的電流I成正比，與該點(diǎn)到導(dǎo)線的距離r成反比.如圖所示，兩根相互絕緣的通電長(zhǎng)直導(dǎo)線平行放置，電流大小分別為I1、I2，方向相反，兩導(dǎo)線正中間O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B；若將I2中電流反向，則O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小變?yōu)椋较虿蛔?。那么I1與I2之比為（）A．3：1 B．2：1 C．3：2 D．4：1【分析】根據(jù)安培定則確定兩根導(dǎo)線在O點(diǎn)磁場(chǎng)的方向，根據(jù)平行四邊形定則進(jìn)行合成?！窘獯稹拷猓涸O(shè)I1在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1，I2在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2當(dāng)兩電流方向反向時(shí)，根據(jù)安培定則可知兩電流在O產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度均垂直紙面向里，有B1+B2＝B當(dāng)兩電流方向同向時(shí)，根據(jù)安培定則可知電流I1在O產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直紙面向里，I2電流在O點(diǎn)形成的磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直紙面向外，有解得：，由題意可知電流周圍的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝，所以有I1:I2＝B1:B2＝3:1，故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選：A?！军c(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵掌握右手螺旋定則判斷電流與其周圍磁場(chǎng)方向的關(guān)系，會(huì)根據(jù)平行四邊形定則進(jìn)行合成。2．（2021春?虹口區(qū)校級(jí)期末）如圖所示，半徑為R、質(zhì)量為m且分布均勻的閉合金屬圓環(huán)用長(zhǎng)為L(zhǎng)的絲線懸掛于天花板下，在其下方橫放著一根通電直導(dǎo)線，今將環(huán)拉至擺線與豎直方向成θ的位置（θ＜5°），無(wú)初速釋放，設(shè)環(huán)在擺動(dòng)過(guò)程中始終保持與導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，則（）A．環(huán)能擺到右側(cè)同一高度處（不計(jì)空氣阻力） B．環(huán)第一次擺到最低點(diǎn)所用時(shí)間等于 C．環(huán)運(yùn)動(dòng)中所受安培力始終與速度方向相反 D．環(huán)運(yùn)動(dòng)中所受安培力始終沿豎直方向【分析】圓環(huán)在不均勻的磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，穿過(guò)圓環(huán)的磁通量會(huì)發(fā)生變化，會(huì)產(chǎn)生電流，根據(jù)楞次定律和能量守恒求解即可．【解答】解：A、根據(jù)電流的磁場(chǎng)的特點(diǎn)可知，導(dǎo)線上方的磁場(chǎng)是不均勻的，靠近導(dǎo)線處的磁場(chǎng)強(qiáng)，遠(yuǎn)離導(dǎo)線的地方磁場(chǎng)弱。所以在圓環(huán)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，穿過(guò)圓環(huán)的磁通量會(huì)發(fā)生變化，所以能產(chǎn)生感應(yīng)電流，電磁感應(yīng)的過(guò)程中一部分的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，所以環(huán)的機(jī)械能減小，環(huán)不能擺到右側(cè)同一高度處。故A錯(cuò)誤；B、若沒(méi)有磁場(chǎng)時(shí)，依據(jù)單擺的周期公式T＝2π，那么環(huán)第一次擺到最低點(diǎn)所用的時(shí)間等于，而現(xiàn)在導(dǎo)線中電流的方向向右，可知導(dǎo)線上方的磁場(chǎng)的方向向外，當(dāng)環(huán)在最低點(diǎn)時(shí)向外的磁通量增大，出現(xiàn)感應(yīng)電流，從而阻礙磁通量增大，從而導(dǎo)致環(huán)第一次擺到最低點(diǎn)所用的時(shí)間大于，故B錯(cuò)誤；CD、導(dǎo)線上方的磁場(chǎng)是不均勻的，靠近導(dǎo)線處的磁場(chǎng)強(qiáng)，遠(yuǎn)離導(dǎo)線的地方磁場(chǎng)弱，若采用極性思維的方法：假設(shè)環(huán)向上的過(guò)程中穿出磁場(chǎng)，向下的過(guò)程中進(jìn)入磁場(chǎng)，根據(jù)楞次定律可知，環(huán)向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中受到的安培力的方向向下，環(huán)向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中受到的安培力的方向向上，與環(huán)的軌跡無(wú)關(guān)，所以環(huán)運(yùn)動(dòng)中所受安培力始終沿豎直方向，而不是始終與速度方向相反，故C錯(cuò)誤，D正確。故選：D。【點(diǎn)評(píng)】本題為楞次定律的應(yīng)用和能量守恒相合．注意楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的過(guò)程，先確認(rèn)原磁場(chǎng)方向，再判斷磁通量的變化，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)總是阻礙原磁通量的變化．該題的難度是由于磁場(chǎng)的分布特點(diǎn)，所以環(huán)受到的安培力的方向在豎直方向上，而不是與運(yùn)動(dòng)的方向相反．3．（2021春?臨沂期中）如圖所示，金屬棒MN兩端由等長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)線水平懸掛，處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，棒中通以由N向M的電流，平衡時(shí)兩懸線與豎直方向夾角均為β，則（）A．其他條件不變，僅使兩懸線等長(zhǎng)變短，β變大 B．其他條件不變，僅使磁感應(yīng)強(qiáng)度變大，β變小 C．其他條件不變，僅使金屬棒質(zhì)量變小，β變小 D．其他條件不變，僅使棒中的電流變大，β變大【分析】對(duì)通電導(dǎo)線受力分析，根據(jù)平衡條件得到θ角的表達(dá)式，再逐項(xiàng)分析答題?！窘獯稹拷猓涸O(shè)金屬棒的質(zhì)量為m，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、電流大小為I，金屬棒平衡時(shí)受力情況如圖所示，根據(jù)幾何關(guān)系有：tanβ＝＝。A、其他條件不變，兩懸線等長(zhǎng)變短時(shí)安培力不變，故β角不變，故A錯(cuò)誤；B、其他條件不變，僅使磁感應(yīng)強(qiáng)度B變大，則β變大，故B錯(cuò)誤；C、其他條件不變，金屬棒質(zhì)量變小，β變大，故C錯(cuò)誤；D、其他條件不變，棒中電流I變大，β角變大，故D正確。故選：D?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查包含安培力的平衡問(wèn)題，處理方法是：對(duì)金屬棒進(jìn)行受力分析、應(yīng)用平衡條件列式，掌握安培力計(jì)算公式的應(yīng)用方法。綜合練習(xí)一．選擇題（共20小題）1．（2021?南京模擬）歷史上，電流的單位“安培”是利用電流間的相互作用力來(lái)定義的，定義方式為：真空中相距1米的兩根無(wú)限長(zhǎng)的平行細(xì)直導(dǎo)線內(nèi)通過(guò)相同大小的恒定電流，當(dāng)兩導(dǎo)線每米長(zhǎng)度之間產(chǎn)生的力等于2×10﹣7牛頓時(shí)，則規(guī)定導(dǎo)線中通過(guò)的電流為1安培?？紤]兩根平行的高壓輸電線，假設(shè)其距離為1米，輸電電流為1000安培，已知電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)正比于電流大小，空氣對(duì)導(dǎo)線間作用力的影響可以忽略，則兩根輸電線每米長(zhǎng)度之間的相互作用力大小約為（）A．2×10﹣7牛頓 B．2×10﹣4牛頓 C．4×10﹣4牛頓 D．2×10﹣1牛頓【分析】根據(jù)題目中所給的信息推導(dǎo)出兩個(gè)通入等大電流的導(dǎo)線間的安培力，據(jù)此可求解輸電電流I′＝1000A時(shí)兩導(dǎo)線間的安培力。【解答】解：如圖所示，兩個(gè)導(dǎo)線長(zhǎng)度皆為L(zhǎng)＝1m，其間距r＝1m，當(dāng)通過(guò)導(dǎo)線的電流I＝1A時(shí)它們之間的安培力＝2×10﹣7N所以當(dāng)通入兩導(dǎo)線的電流I′＝1000I＝1000A時(shí)，它們之間的安培力，故D正確，ABC錯(cuò)誤。故選：D?！军c(diǎn)評(píng)】本題的關(guān)鍵是從題干中提取出來(lái)兩通電導(dǎo)線之間的安培力表達(dá)式。2．（2021?湛江校級(jí)模擬）如圖，邊長(zhǎng)L、不計(jì)重力、各邊完全相同的硬正三角形導(dǎo)線框abc置于豎直平面內(nèi)，ab邊水平，一重物通過(guò)絕緣細(xì)線懸掛于框下端c點(diǎn)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直框所在平面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B?，F(xiàn)將兩頂點(diǎn)a、b分別接在恒流源的正負(fù)極上，當(dāng)ab邊的電流強(qiáng)度為I，重物恰好對(duì)地面沒(méi)有壓力，則重物的重力為（）A．BIL B．2BIL C． D．【分析】通電后，學(xué)會(huì)分析每個(gè)邊所受安培力大小，通過(guò)力的平衡可求重力大小?！窘獯稹拷猓河深}意知，當(dāng)ab通電時(shí)，受向上的安培力：F安＝BILac與bc串聯(lián)后再與ab并聯(lián)，則：Iac＝Ibc＝0.5I則ac與bc邊所受安培力均為：F安1＝0.5BIL由于物體對(duì)地面恰好無(wú)壓力可知：F安+F安1＝mg解得mg＝BIL故選：C。【點(diǎn)評(píng)】關(guān)鍵是分析三邊的串并聯(lián)關(guān)系，結(jié)合安培力計(jì)算重力。3．（2021?清城區(qū)校級(jí)模擬）如圖，由相同導(dǎo)體連接而成的正方形線框abcd固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框所在平面與磁場(chǎng)方向垂直，a、b與直流電源兩端相接，則導(dǎo)體ab、cd受到的安培力（）A．大小相等，方向相同 B．大小相等，方向相反 C．大小不等，方向相反 D．大小不等，方向相同【分析】根據(jù)并聯(lián)電路的電阻關(guān)系得出導(dǎo)體棒ab和導(dǎo)體棒cd的電流關(guān)系，再由F＝BIL即可分析兩導(dǎo)體棒所受安培力的大小，并依據(jù)左手定則來(lái)判定安培力的方向?！窘獯稹拷猓涸O(shè)每一根導(dǎo)體棒的電阻均為R，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，由圖可知，ad、bc和cd串聯(lián)后與ab并聯(lián)接在電源兩端，則通過(guò)ab的電流I1＝，安培力F＝BI1L；通過(guò)cd的電流為I2＝，安培力F′＝BI2L，因ab中電流是cd中電流的3倍，解得：3F′＝F；cd中電流由d流向c，根據(jù)左手定則可知，cd受到的安培力向上，同理，ab中電流由a流向b，根據(jù)左手定則可知，ab受到的安培力向上，故D正確，ABC錯(cuò)誤。故選：D?！军c(diǎn)評(píng)】解決該題的關(guān)鍵是明確知道該電路的串并聯(lián)特征，掌握歐姆定律表達(dá)式以及導(dǎo)體棒受到的安培力的表達(dá)式，并理解左手定則的應(yīng)用，注意其與右手定則的區(qū)別。4．（2021?綦江區(qū)校級(jí)模擬）某同學(xué)自制一電流表，其原理如圖所示。質(zhì)量為m的均勻細(xì)金屬桿MN與一豎直懸掛的絕緣輕彈簧相連，彈簧的勁度系數(shù)為k，在矩形區(qū)域abcd內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，ab＝L1，bc＝L2，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向外。MN的右端連接一絕緣輕指針，可指示出標(biāo)尺上的刻度。MN的長(zhǎng)度大于ab，當(dāng)MN中沒(méi)有電流通過(guò)且處于靜止時(shí)，MN與矩形區(qū)域的ab邊重合，且指針指在標(biāo)尺的零刻度；當(dāng)MN中有電流時(shí)，指針示數(shù)可表示電流強(qiáng)度。MN始終在紙面內(nèi)且保持水平，重力加速度為g。下列說(shuō)法中正確的是（）A．當(dāng)電流表的示數(shù)為零時(shí)，彈簧的長(zhǎng)度為 B．標(biāo)尺上的電流刻度是均勻的 C．為使電流表正常工作，流過(guò)金屬桿的電流方向?yàn)镹→M D．電流表的量程為【分析】流表的示數(shù)為零時(shí)，彈簧的彈力與重力平衡，應(yīng)用平衡條件求出電流為零時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量；根據(jù)電流與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系分析刻度是否均勻。電流表正常工作，金屬桿向下移動(dòng)，根據(jù)左手定則判斷電流的方向。求出當(dāng)金屬棒到達(dá)cd位置時(shí)導(dǎo)線中的電流，然后求出電流表的量程?！窘獯稹拷猓篈、電流表示數(shù)為零時(shí)，金屬桿不受安培力，金屬桿在重力與彈簧彈力作用下處于平衡狀態(tài)，由平衡條件得：mg＝k?x0，解得：x0＝，彈簧的長(zhǎng)度還需加上彈簧的原長(zhǎng)，故A錯(cuò)誤；C、要使電流表正常工作，金屬桿應(yīng)向下移動(dòng)，所受的安培力應(yīng)向下，由左手定則知金屬桿中的電流方向應(yīng)從M至N，故C錯(cuò)誤；B、設(shè)當(dāng)電流表示數(shù)為零時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量為x0，由平衡條件得：mg＝k?x0，解得：x0＝，當(dāng)電流為I時(shí)，安培力為：FA＝BIL1；靜止時(shí)彈簧伸長(zhǎng)量的增加量為x，根據(jù)胡克定律△F＝k△x，得：△x＝＝∝I，故該電流表的刻度是均勻，故B正確；D、當(dāng)△x＝L2時(shí)，I＝Im，則有BImL1＝kL2，解得：Im＝，電流表的量程為：，故D錯(cuò)誤；故選：B?！军c(diǎn)評(píng)】本題題意新穎，考查點(diǎn)巧妙，借助生活中的實(shí)際器材考查了物體平衡問(wèn)題，正確進(jìn)行受力分析，然后根據(jù)平衡條件和胡克定律列方程是解題關(guān)鍵。5．（2021春?市中區(qū)校級(jí)月考）如圖所示，有一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的剛性正三角形導(dǎo)線框abc在豎直平面內(nèi)，且a、b水平，導(dǎo)線框的重力忽略不計(jì)。各邊導(dǎo)線材料及粗細(xì)完全相同，處在方向垂直導(dǎo)線框所在平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，通過(guò)絕緣細(xì)線在c點(diǎn)懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的物體，將兩頂點(diǎn)a、b分別接在恒流源的正負(fù)極上，重物恰好對(duì)地面沒(méi)有壓力。某時(shí)刻由于故障導(dǎo)致線框的水平邊ab失去電流，其他條件不變，則穩(wěn)定后物塊對(duì)地面的壓力是（）A． B．0 C． D．【分析】恒流源輸出電流恒定，無(wú)論ab是導(dǎo)通或是斷開(kāi)，外電路的電流不變；根據(jù)安培力的計(jì)算公式結(jié)合共點(diǎn)力的平衡條件進(jìn)行解答?！窘獯稹拷猓涸O(shè)恒流源輸出的電流為I，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的剛性正三角形導(dǎo)線框在磁場(chǎng)中的有效長(zhǎng)度為L(zhǎng)，根據(jù)平衡條件可得：BIL＝mg；時(shí)刻由于故障導(dǎo)致線框的水平邊ab失去電流，由于恒流源輸出電流不變，此時(shí)acb受到的安培力的合力仍為BIL，所以穩(wěn)定后物塊對(duì)地面的壓力為零，故B正確、ACD錯(cuò)誤。故選：B?！军c(diǎn)評(píng)】本題主要是考查安培力作用下的力學(xué)問(wèn)題，掌握安培力計(jì)算公式F＝BIL的適用條件以及各中物理量的含義，對(duì)于彎曲導(dǎo)線，L是始末位置連線長(zhǎng)度。6．（2021春?市中區(qū)校級(jí)月考）關(guān)于通電直導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中所受到的安培力F、磁感應(yīng)強(qiáng)度B、電流I三者之間的方向關(guān)系，下列說(shuō)法中正確的是（）A．安培力F的方向一定垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度B和電流I所在的平面 B．磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向一定垂直于安培力F和電流I所在的平面 C．電流I的方向一定垂直于安培力F和磁感應(yīng)強(qiáng)度B所在的平面 D．安培力F、磁感應(yīng)強(qiáng)度B、電流I三者之間的方向一定互相垂直【分析】左手定則的內(nèi)容：伸開(kāi)左手，使大拇指與其余四個(gè)手指垂直，并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi)；讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使四指指向電流的方向，這時(shí)拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向．根據(jù)左手定則的內(nèi)容判斷安培力的方向．【解答】解：根據(jù)左手定則可知：讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使四指指向電流的方向，這時(shí)拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向，則安培力F的方向一定垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度B和電流I所在平面，但磁感應(yīng)強(qiáng)度B不一定垂直于電流I，故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選：A?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了安培力F方向、磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與電流方向間的關(guān)系，掌握基礎(chǔ)知識(shí)是解題題的前提與關(guān)鍵，應(yīng)用左手定則即可解題，平時(shí)要注意基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)與積累。7．（2021?湖南模擬）如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域足夠大，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向水平向右，將一段圓弧形導(dǎo)體ab置于磁場(chǎng)中，圓弧圓心為O，半徑為r?，F(xiàn)在導(dǎo)體ab中通以方向從b→a的恒定電流I，并將磁場(chǎng)從圖示位置沿順時(shí)針?lè)较蛟诩埫鎯?nèi)緩慢旋轉(zhuǎn)，下列說(shuō)法正確的是（）A．圓環(huán)受到的安培力方向始終垂直紙面向內(nèi) B．圓環(huán)受到的安培力大小可能為零 C．圓環(huán)受到的安培力最小為BIr D．圓環(huán)受到的安培力最大值為πBIr【分析】根據(jù)左手定則判斷圓環(huán)所受安培力的方向；當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B與電流I垂直時(shí)，通電導(dǎo)線所受安培力最大，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B與電流I平行時(shí)，通電導(dǎo)線所受安培力最小為零?！窘獯稹拷猓篈、圓環(huán)受到的安培力方向即垂直于B的方向，又垂直于I的方向，即垂直于B與I所組成的平面，再根據(jù)左手定則可知，圓環(huán)受到的安培力方向先垂直紙面向外，后垂直紙面向里，故A錯(cuò)誤；BC、圓弧形導(dǎo)體ab中的等效電流方向由b指向a，且豎直向下，當(dāng)磁場(chǎng)方向轉(zhuǎn)至與等效電流方向平行時(shí)，圓環(huán)受到的安培力為零，故B正確，C錯(cuò)誤；D、圓環(huán)導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度為r，當(dāng)磁場(chǎng)方向與等效電流方向垂直時(shí)，安培力最大，為F＝BIr，故D錯(cuò)誤。故選：B?！军c(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵掌握安培力大小的公式，以及會(huì)確定導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的有效長(zhǎng)度，注意左手定則與右手定則的區(qū)別。8．（2021?合肥三模）如圖所示，空間分布著勻強(qiáng)磁場(chǎng)，xOy面內(nèi)有一通電導(dǎo)線AO，導(dǎo)線與Ox軸夾角為45°，電流由A流向O。有關(guān)安培力與磁場(chǎng)方向關(guān)系，下列說(shuō)法正確的是（）A．若磁場(chǎng)沿x軸正向，則安培力沿z軸負(fù)向 B．若磁場(chǎng)沿y軸正向，則安培力沿z軸負(fù)向 C．若磁場(chǎng)沿z軸正向，則安培力沿x軸正向 D．若磁場(chǎng)沿z軸負(fù)向，則安培力沿x軸負(fù)向【分析】通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到安培力，根據(jù)左手定則可確定安培力的方向，由安培力方向與磁場(chǎng)和電流方向所構(gòu)成的平面垂直，即可求解?！窘獯稹拷猓寒?dāng)導(dǎo)線AO放在xOy面上通以電流I，導(dǎo)線與Ox夾角為45°時(shí)，A、若磁場(chǎng)沿x軸正向，根據(jù)左手定則，可知，安培力沿z軸正方向，故A錯(cuò)誤；B、若磁場(chǎng)沿y軸正向，根據(jù)左手定則，可知，安培力沿z軸負(fù)方向，故B正確；C、若磁場(chǎng)沿z軸正向，根據(jù)左手定則，可知，安培力在xOy平面內(nèi)，垂直于AO斜向左上方，故C錯(cuò)誤；D、若磁場(chǎng)沿z軸負(fù)向，根據(jù)左手定則，可知，安培力在xOy平面內(nèi)，垂直于AO斜向右下方，故D錯(cuò)誤；故選：B。【點(diǎn)評(píng)】考查左手定則，并讓學(xué)生理解安培力、電流與磁場(chǎng)三方向的關(guān)系，同時(shí)安培力必須與電流和磁場(chǎng)構(gòu)成的平面垂直，注意左手定則與右手定則的區(qū)別。9．（2021?永州模擬）如圖所示．質(zhì)量m＝20g的導(dǎo)體棒ab垂直放在寬度l＝0.5m的平行金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌下端與一電源和電阻連接，導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角為37°，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（圖中未畫出）方向垂直導(dǎo)軌平面向上，導(dǎo)體棒中通有0.4A的電流時(shí)恰好能保持靜止，取重力加速度大小g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。則導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為（）A．0.05 B．0.25 C．0.5 D．0.8【分析】導(dǎo)體棒處于靜止?fàn)顟B(tài)受力平衡，對(duì)導(dǎo)體棒進(jìn)行受力分析，根據(jù)平衡條件判斷靜摩擦力的方向以及計(jì)算摩擦力的大小。【解答】解：對(duì)導(dǎo)體棒進(jìn)行受力分析：重力、安培力、支持力、摩擦力由左手定則可知導(dǎo)體棒所受安培力沿斜面向上，大小為F安＝BIL＝1×0.4×0.5N＝0.2N重力沿斜面向下的分力G′＝mgsin37°＝0.02×10×0.6N＝0.12N＜0.2N則摩擦力沿斜面向下，由平衡條件可得：f＝BIL﹣mgsin37°＝0.2N﹣0.12N＝0.08N且f＝μmgcos37°代入數(shù)據(jù)：0.08＝μ×0.02×10×0.8可得：μ＝0.5，故C正確，ABD錯(cuò)誤故選：C。【點(diǎn)評(píng)】本題是考查物體受力平衡的問(wèn)題，受力分析時(shí)要注意判斷靜摩擦力的方向。10．（2021?保定一模）如圖所示，光滑平行的金屬導(dǎo)軌放置在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，導(dǎo)軌平面與水平面夾角為α，質(zhì)量為m的金屬桿垂直導(dǎo)軌放置，通以電流I時(shí)恰能保持靜止?fàn)顟B(tài)。已知重力加速度為g，下列說(shuō)法中正確的是（）A．電流從B流向A，金屬桿長(zhǎng)度為 B．電流從A流向B，金屬桿長(zhǎng)度為 C．電流從B流向A，金屬桿長(zhǎng)度為 D．電流從A流向B，金屬桿長(zhǎng)度為【分析】對(duì)金屬桿受力分析，可以判斷安培力的方向，根據(jù)左手定則判斷電流的方向，根據(jù)受力平衡計(jì)算金屬桿的長(zhǎng)度?！窘獯稹拷猓簩?duì)金屬桿受力分析，金屬桿受到向下的重力mg，垂直于導(dǎo)軌向上的支持力N，安培力BIL的方向應(yīng)該水平向左，這樣金屬桿才可以受力平衡，保持靜止?fàn)顟B(tài)。安培力BIL的方向水平向左，磁場(chǎng)的方向豎直向上，根據(jù)左手定則可得，電流的方向從A流向B，根據(jù)受力平衡可得，Nsinα＝BILNcosα＝mg解得金屬桿長(zhǎng)度為L(zhǎng)＝，故ABC錯(cuò)誤，D正確。故選：D?！军c(diǎn)評(píng)】物體所受合力為零時(shí)，物體處于平衡狀態(tài)，物體靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)；熟練應(yīng)用左手定則、力的平衡條件即可正確解題．11．（2021?黃岡模擬）如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域足夠大，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向水平向右，將一段圓弧形導(dǎo)體ab置于磁場(chǎng)中，圓弧圓心為O，半徑為r?，F(xiàn)在導(dǎo)體ab中通以方向從b→a的恒定電流I，并將磁場(chǎng)從圖示位置沿順時(shí)針?lè)较蛟诩埫鎯?nèi)緩慢旋轉(zhuǎn)，下列說(shuō)法正確的是（）A．圓環(huán)受到的安培力方向始終垂直紙面向外 B．圓環(huán)受到的安培力大小不可能為零 C．圓環(huán)受到的安培力大小可能為BIr D．圓環(huán)受到的安培力最大值為πBIr【分析】根據(jù)左手定則判斷圓環(huán)所受安培力的方向；當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B與電流I垂直時(shí)，通電導(dǎo)線所受安培力最大，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B與電流I平行時(shí)，通電導(dǎo)線所受安培力最小為零?！窘獯稹拷猓篈、根據(jù)左手定則可知，圖中導(dǎo)線所受安培力垂直紙面向外，當(dāng)磁場(chǎng)從圖示位置沿順時(shí)針?lè)较蛟诩埫鎯?nèi)緩慢旋轉(zhuǎn)至沿弦ba方向上，圓環(huán)所受安培力為零，當(dāng)旋轉(zhuǎn)至從右往左時(shí)，安培力垂直紙面向里，故A錯(cuò)誤；BCD、通電圓弧的有效長(zhǎng)度為L(zhǎng)＝，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B與電流I垂直時(shí)，圓環(huán)所受安培力最大，為Fm＝BIL＝，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B與電流I平行時(shí)，圓環(huán)所受安培力最小為零，所以圓環(huán)所受安培力的大小范圍為0≤F≤Fm，故C正確，BD錯(cuò)誤。故選：C?！军c(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵掌握安培力大小的公式，以及會(huì)確定導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的有效長(zhǎng)度。12．（2021?紹興二模）如圖所示，在架子上吊著一根絕緣導(dǎo)線，右側(cè)導(dǎo)線下部某處裝有一個(gè)鉛墜，使導(dǎo)線保持豎直狀態(tài)，下端連接著一個(gè)鋁箔刷子，刷子下方放置一張鋁箔，調(diào)整刷子的高度使之下端剛好與鋁箔接觸。將左側(cè)導(dǎo)線接到電源的正極上，電源的負(fù)極連接鋁箔，用可移動(dòng)的夾子水平地夾住一根強(qiáng)磁鐵，右端N極正對(duì)右側(cè)導(dǎo)線，接通電源，發(fā)現(xiàn)右側(cè)導(dǎo)線在擺動(dòng)。下列判斷正確的是（）A．右側(cè)導(dǎo)線開(kāi)始時(shí)垂直紙面向里擺動(dòng) B．右側(cè)導(dǎo)線在擺動(dòng)過(guò)程中一直受到安培力作用 C．右側(cè)導(dǎo)線在整個(gè)擺動(dòng)過(guò)程中安培力對(duì)其做正功 D．同時(shí)改變電流方向及磁鐵的磁極方向，右側(cè)導(dǎo)線開(kāi)始擺動(dòng)方向與原來(lái)相同【分析】導(dǎo)線與電源相連有電流通過(guò)，在磁場(chǎng)中受到安培力的作用而擺動(dòng)，導(dǎo)線擺動(dòng)以后，鋁箔刷子與鋁箔分離，電流為0，安培力為0，根據(jù)安培力方向與導(dǎo)線位移方向關(guān)系判斷做功情況?！窘獯稹拷猓篈、導(dǎo)線中是電流向下，所在處的磁場(chǎng)向右，由左手定則判斷，導(dǎo)線受安培力垂直紙面向外，所以開(kāi)始時(shí)導(dǎo)線垂直紙面向外擺動(dòng)，A故錯(cuò)誤；B、由于刷子的下端剛好與鋁箔接觸，所以導(dǎo)線擺動(dòng)以后，鋁箔刷子與鋁箔分離，電流為0，安培力為0，故B錯(cuò)誤；C、導(dǎo)線擺起一定角度后往回?cái)[動(dòng)，鋁箔刷子與鋁箔再次接觸，安培力依然向外，導(dǎo)線的垂直紙面向里擺動(dòng)，所以安培力做負(fù)功，故C錯(cuò)誤；D、同時(shí)改變電流方向及磁鐵的磁極方向，由左手定則可知，安培力方向不變，所以右側(cè)導(dǎo)線開(kāi)始擺動(dòng)方向與原來(lái)相同，故D正確。故選：D。【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的所受力情況，學(xué)生需注意左手定則的應(yīng)用，再根據(jù)安培力方向與導(dǎo)線位移方向關(guān)系判斷做功情況。13．（2021春?浙江月考）如圖所示，把一根通電的硬直導(dǎo)線ab，用輕繩豎直懸掛在通電螺線管正上方，直導(dǎo)線中的電流方向由a向b，忽略導(dǎo)線對(duì)硬直導(dǎo)線兩端的彈力，下列說(shuō)法中正確的是（）A．閉合開(kāi)關(guān)S瞬間，硬直導(dǎo)線a端所受安培力向上 B．閉合開(kāi)關(guān)S后，從上往下看，硬直導(dǎo)線順時(shí)針旋轉(zhuǎn) C．閉合開(kāi)關(guān)S后，輕繩中的拉力會(huì)變小 D．若只增加通電螺線管的線圈匝數(shù)，則硬直導(dǎo)線處于同一位置時(shí)所受安培力減小【分析】依據(jù)安培定則可判定通電螺線管、通電直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)。依據(jù)左手定則可判定導(dǎo)線a端的受力方向?！窘獯稹拷猓篈、根據(jù)右手定則可知，開(kāi)關(guān)閉合后，螺線管產(chǎn)生的磁極﹣﹣N極在右側(cè)，通電螺線管在導(dǎo)線a端所在位置產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向?yàn)樾毕蜃笙路?，根?jù)左手定則，a端受到的安培力垂直紙面向里，故A錯(cuò)誤；B、閉合開(kāi)關(guān)后，由上一問(wèn)的結(jié)論，a端受力向里，而且b端受力向外，所以從上往下看，硬直導(dǎo)線順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，故B正確；C、閉合開(kāi)關(guān)后，導(dǎo)線順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)后，導(dǎo)線中的電流與螺線管上端的電流同向，同向相吸，所以拉力將增大，故C錯(cuò)誤；D、若只增加通電螺線管的線圈匝數(shù)，則硬直導(dǎo)線每處的磁感應(yīng)強(qiáng)度增加，則所受安培力增大，故D錯(cuò)誤。故選：B?！军c(diǎn)評(píng)】該題考查了安培力的相關(guān)知識(shí)，根據(jù)安培定則判斷通電螺線管和通電直導(dǎo)線周圍磁場(chǎng)的分布情況是解題的關(guān)鍵。14．（2021?虹口區(qū)二模）如圖，粗細(xì)均勻的正六邊形線框abcdef由相同材質(zhì)的導(dǎo)體棒連接而成，直流電源的兩端與頂點(diǎn)a、b相連，整個(gè)裝置處于垂直于線框的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。若ab棒受到的安培力大小為2N，則六邊形線框受到安培力的總和為（）A．0N B．1.6N C．2.4N D．4N【分析】由圖可知導(dǎo)體棒ab與另外5根導(dǎo)體棒是并聯(lián)關(guān)系，根據(jù)電路特征判斷流過(guò)各根導(dǎo)體棒的電流大小，結(jié)合安倍力F＝BIL求解。【解答】解：設(shè)ab的電阻為R，由電阻定律知afedcb的電阻為5R，若ab中的電流為I，則afedcb中的電流為由安倍力F＝BIL可知，對(duì)ab棒，有F1＝BIL＝2N，方向豎直向上對(duì)afedcb邊框，其有效長(zhǎng)度為L(zhǎng)，則其所受安培力，方向豎直向上線框受到的安倍力大小為F＝F1+F2＝2N+0.4N＝2.4N，故C正確，ABD錯(cuò)誤。故選：C?！军c(diǎn)評(píng)】本題主要是考查安倍力的計(jì)算，要結(jié)合電路的電壓和電流關(guān)系判斷各根導(dǎo)體棒電流大小，需熟練掌握安倍力計(jì)算公式。15．（2021?廣東模擬）如圖所示，通電直導(dǎo)線a與金屬圓環(huán)b位于同一豎直平面內(nèi)，相互絕緣。若a中通有方向水平向右的電流時(shí)，其受到的安培力方向豎直向上，則下列分析正確的是（）A．a(chǎn)中的電流一定在減小 B．a(chǎn)中的電流可能恒定不變 C．b中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，且感應(yīng)電流一定在減小 D．b中產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，且感應(yīng)電流可能恒定不變【分析】根據(jù)右手螺旋定則可判定圓環(huán)中的磁通量方向，結(jié)合導(dǎo)線a受到的安培力豎直向上可判斷圓環(huán)中的磁通量在減弱，說(shuō)明導(dǎo)線a中的電流在減小；根據(jù)右手螺旋定則可判斷圓環(huán)b中的電流方向?！窘獯稹拷猓篈B、由右手螺旋定則可判斷，通電直導(dǎo)線a在環(huán)中的合磁通量方向向里，又因?qū)Ь€a受到的安培力方向向上，根據(jù)左手定則可知，圓環(huán)b中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向里，由楞次定律可知導(dǎo)線a產(chǎn)生的磁場(chǎng)在減弱，即a中的電流在減小，故A正確，B錯(cuò)誤；CD、因圓環(huán)b中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向里，由右手螺旋定則可判斷環(huán)b中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻碾娏?，因?yàn)閍中電流變化的快慢程度未知，所以無(wú)法判斷b中感應(yīng)電流的大小變化情況，故CD錯(cuò)誤。故選：A。【點(diǎn)評(píng)】考查右手螺旋定則的內(nèi)容，掌握楞次定律的應(yīng)用，注意左手定則與右手螺旋定則的區(qū)分。16．（2021?浙江模擬）通有電流I的直導(dǎo)線豎直放置，且可繞O點(diǎn)向各個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，電流方向如圖所示，O為直導(dǎo)線的中心，下列哪種情況將會(huì)發(fā)生（）A．導(dǎo)線受磁場(chǎng)力的作用，繞O點(diǎn)逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng) B．導(dǎo)線受磁場(chǎng)力的作用，繞O點(diǎn)上端向外，下端向里轉(zhuǎn)動(dòng) C．導(dǎo)線受磁場(chǎng)力的作用，繞O點(diǎn)上端向里，下端向外轉(zhuǎn)動(dòng) D．導(dǎo)線不受磁場(chǎng)力的作用，故不轉(zhuǎn)動(dòng)【分析】根據(jù)通電導(dǎo)線周圍存在磁場(chǎng)，依據(jù)右手螺旋定則可確定，電流與磁場(chǎng)的方向關(guān)系，再由左手定則可知，通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的安培力的方向，由于通電導(dǎo)線距離不同，磁場(chǎng)的強(qiáng)弱也不同，即可判定安培力的大小，從而求解．【解答】解：磁感線分布如圖所示，用左手定則判斷通電直導(dǎo)線上端受安培力方向向外，下端受安培力方向也向外，上端磁感線疏松，下端磁感線密集，可知上端磁感應(yīng)強(qiáng)度小，導(dǎo)線受安培力較小，下端磁感應(yīng)強(qiáng)度較大，導(dǎo)線受安培力較大，所以直導(dǎo)線受磁場(chǎng)力的作用，繞O點(diǎn)下端向外，上端向里轉(zhuǎn)動(dòng)，故C正確，ABD錯(cuò)誤。故選：C?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查安培力大小和方向的分析，掌握右手螺旋定則與左手定則的應(yīng)用，注意區(qū)別左手定則與右手定則，同時(shí)知道離通電導(dǎo)線越遠(yuǎn)的磁場(chǎng)越弱．17．（2021?溫州模擬）如圖所示，半徑為r的金屬環(huán)放在光滑絕緣水平桌面上，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直桌面向上。當(dāng)環(huán)中通入逆時(shí)針?lè)较虻暮愣娏鱅后，以下說(shuō)法正確的是（）A．金屬環(huán)將發(fā)生移動(dòng) B．金屬環(huán)有收縮的趨勢(shì) C．金屬環(huán)內(nèi)部張力為BIr D．金屬環(huán)內(nèi)部張力為零【分析】對(duì)金屬環(huán)進(jìn)行受力分析，即可判斷金屬環(huán)的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)以及收縮還是擴(kuò)張；金環(huán)內(nèi)部的張力處處相等，且沿著金屬環(huán)的切線方向，所以任取一個(gè)半圓進(jìn)行分析即可得到圓環(huán)內(nèi)部的張力。【解答】解：AB、由微元法結(jié)合左手定則可知，金屬環(huán)上各處都受到指向圓外的安培力，由于圓具有對(duì)稱性，所以這些力的合力為0，所以金屬環(huán)不會(huì)發(fā)生移動(dòng)，且具有擴(kuò)張的趨勢(shì)，故A錯(cuò)誤、B錯(cuò)誤；CD、對(duì)任意半圓進(jìn)行受力分析如圖：F為金屬環(huán)內(nèi)部的張力，任意半圓所受的安培力為：F安＝BIl＝2BIr由受力平衡可知：F安＝2F解得金屬環(huán)內(nèi)部的張力為：，故C正確，D錯(cuò)誤。故選：C?！军c(diǎn)評(píng)】解答本題時(shí)要注意正確使用左手定則，計(jì)算金屬環(huán)內(nèi)部張力時(shí)，突破點(diǎn)在于對(duì)取半圓進(jìn)行分析。18．（2021?青浦區(qū)二模）如圖所示，導(dǎo)體棒Ⅰ和Ⅱ互相垂直放于光滑的水平面內(nèi)，導(dǎo)體棒Ⅰ固定，Ⅱ可以在水平面內(nèi)自由運(yùn)動(dòng)。給導(dǎo)體棒Ⅰ、Ⅱ通以如圖所示的恒定電流，僅在兩導(dǎo)體棒之間的相互作用下，較短時(shí)間后導(dǎo)體棒Ⅱ出現(xiàn)在虛線位置。下列關(guān)于導(dǎo)體棒Ⅱ位置（俯視圖）的描述可能正確的是（）A． B． C． D．【分析】根據(jù)安培定則判斷導(dǎo)體棒I周圍的磁場(chǎng)，根據(jù)左手定則判斷導(dǎo)體棒II受到的安培力，確定運(yùn)動(dòng)情況?！窘獯稹拷猓簩?dǎo)體棒I中的電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，根據(jù)安培定則可知，棒I右側(cè)的磁場(chǎng)垂直紙面向外，且離導(dǎo)線越近，磁場(chǎng)越強(qiáng)，根據(jù)左手定則可知，導(dǎo)體棒II受到安培力豎直向下，磁場(chǎng)越強(qiáng)的位置，安培力越大，故棒II左端受到的安培力大小大于右端受到的安培力大小，左端向下速度增加比右端的快，左端向下速度比右端的大，左端位移大于右端，且右端也向下運(yùn)動(dòng)，故C正確，ABD錯(cuò)誤。故選：C。【點(diǎn)評(píng)】本題考查了安培定則和左手定則，解題的關(guān)鍵是明確通電直導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)，根據(jù)左手定則判斷安培力的方向。19．（2021?海原縣校級(jí)二模）電流天平是一種測(cè)量磁場(chǎng)力的裝置，如圖所示，兩相距很近的通電平行線圈Ⅰ和Ⅱ，線圈Ⅰ固定，線圈Ⅱ置于天平托盤上，當(dāng)兩線圈均無(wú)電流通過(guò)時(shí)，天平示數(shù)恰好為零，下列說(shuō)法正確的是（）A．當(dāng)天平示數(shù)為負(fù)時(shí)，兩線圈電流方向相反 B．當(dāng)天平示數(shù)為正時(shí)，兩線圈電流方向相反 C．線圈Ⅰ與線圈Ⅱ之間的作用力是通過(guò)電場(chǎng)傳遞的 D．線圈Ⅰ對(duì)線圈Ⅱ的作用力與托盤對(duì)線圈Ⅱ的作用力是一對(duì)相互作用力【分析】?jī)蓷l平行的通電直導(dǎo)線之間會(huì)通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生相互作用：電流方向相同時(shí)，將會(huì)吸引；電流方向相反時(shí)，將會(huì)排斥．【解答】解：A、當(dāng)天平示數(shù)為負(fù)時(shí)，說(shuō)明兩個(gè)線圈相互吸引，根據(jù)安培定則，可知此時(shí)兩線圈電流方向相同，故A錯(cuò)誤；B、當(dāng)天平示數(shù)為正時(shí)，說(shuō)明兩個(gè)線圈相互排斥，根據(jù)安培定則，可知此時(shí)兩線圈電流方向相反，故B正確；C、線圈Ⅰ與線圈Ⅱ之間的作用力是通過(guò)磁場(chǎng)傳遞的，故C錯(cuò)誤；D、線圈Ⅰ對(duì)線圈Ⅱ的作用力，與托盤對(duì)線圈Ⅱ的作用力都作用在線圈Ⅱ上，不是相互作用力，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤．故選：B。【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查平行通電直導(dǎo)線間的作用，要求學(xué)生結(jié)合給出裝置圖進(jìn)行解題，對(duì)學(xué)生信息獲取能力以及理解能力有一定要求。20．（2021?豐臺(tái)區(qū)一模）兩條平行的通電直導(dǎo)線AB、CD通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生相互作用，電流方向如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（）A．兩根導(dǎo)線之間將相互排斥 B．I2在I1位置產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外 C．AB受到的力是由I2的磁場(chǎng)施加的 D．若I1＞I2，則AB受到的力大于CD受到的力【分析】根據(jù)安培定則判斷通電直導(dǎo)線周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)，再根據(jù)左手定則判斷安培力的方向，兩根導(dǎo)線之間的安培力是作用力與反作用力?！窘獯稹拷猓篈、根據(jù)安培定則判斷通電直導(dǎo)線周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)，再根據(jù)左手定則判斷安培力的方向，可知兩根導(dǎo)線相互吸引，故A錯(cuò)誤；B、根據(jù)安培定則可知，電流I2在I1位置產(chǎn)生的磁場(chǎng)垂直紙面向里，故B錯(cuò)誤；C、磁場(chǎng)的基本性質(zhì)是對(duì)放入其中的磁體、磁極及通電導(dǎo)線有力的作用，故AB受到的力是由I2的磁場(chǎng)施加的，故C正確；D、兩個(gè)電流之間的吸引力屬于作用力與反作用力，所以二者大小相等，方向相反，故D錯(cuò)誤。故選：C。【點(diǎn)評(píng)】本題研究平行通電導(dǎo)線之間有力的作用，知道通電導(dǎo)線之間的相互作用規(guī)律是關(guān)鍵。二．多選題（共10小題）21．（2021春?成都期末）如圖所示，兩條相同的平行直導(dǎo)線A、B中通入大小相等、方向相反的電流IA、IB，導(dǎo)線A、B所受的安培力分別為FA、FB，則（）A．在導(dǎo)線A的位置，導(dǎo)線B產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向垂直于紙面向里 B．導(dǎo)線A所受安培力FA的方向向左 C．若電流IA＞IB，則FA＞FB D．若電流IA、IB同時(shí)反向，F(xiàn)A、FB方向仍然不變【分析】由安培定則判斷磁場(chǎng)方向，根據(jù)相互作用力判斷兩力的大小關(guān)系，根據(jù)左手定則判斷安培力方向?！窘獯稹拷猓篈B、由安培定則可知，B在A處產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，則由左手定則可知A受到的安培力向左，故B正確，A錯(cuò)誤；C、B給A的力F與A給B的力F是一對(duì)相互作用力，所以FA＝FB，故C錯(cuò)誤；D、若電流IA、IB同時(shí)反向，A和B還是相互排斥，故受力方向不會(huì)發(fā)生改變，故D正確。故選：BD。【點(diǎn)評(píng)】本題考查了通電導(dǎo)線的磁場(chǎng)及受力，解題的關(guān)鍵是熟練掌握安培定則及左手定則。22．（2021?東湖區(qū)校級(jí)三模）如圖所示，間距為L(zhǎng)＝0.3m的平行光滑金屬導(dǎo)軌上端接有電動(dòng)勢(shì)E＝3.0V、內(nèi)阻r＝1.0Ω的直流電源，導(dǎo)軌平面與水平面成θ＝37°角，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向沿豎直方向，現(xiàn)把一質(zhì)量為m＝0.1kg、電阻為R＝2.0Ω的金屬棒ab垂直放在金屬導(dǎo)軌上，金屬棒恰好靜止。已知g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，則（）A．金屬棒ab的發(fā)熱功率為3.0W B．磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2.5T C．磁場(chǎng)方向豎直向上 D．改變磁場(chǎng)方向，仍使金屬棒靜止在導(dǎo)軌上，磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值為2.0T【分析】根據(jù)閉合電流歐姆定律求解回路電路，根據(jù)熱功率公式P＝I2R求金屬棒的熱功率；根據(jù)三力平衡判斷安培力方向，根據(jù)平衡條件列式求解磁感應(yīng)強(qiáng)度；導(dǎo)體棒受重力、支持力和安培力，三力平衡，當(dāng)安培力沿斜面向上時(shí)，安培力最小，此時(shí)根據(jù)安培力公式計(jì)算出的磁感應(yīng)強(qiáng)度即為最小值．【解答】解：A、回路中的電流I＝，金屬棒ab的發(fā)熱功率P＝I2R＝12×2W＝2.0W，故A錯(cuò)誤；BC、金屬棒ab靜止在光滑斜面上且磁感應(yīng)強(qiáng)度方向在豎直方向上，其所受安培力F水平向右，根據(jù)左手定則可判定磁感應(yīng)強(qiáng)度方向應(yīng)豎直向上，導(dǎo)體棒的mgtanθ受力分析如圖所示：根據(jù)平衡條件可得F＝BIL＝mgtanθ，解得：B＝＝，故BC正確；D、安培力平行斜面向上時(shí)，安培力最小，此時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度也是最小；根據(jù)平衡條件，有：mgsinθ＝B′IL，解得：B″＝，根據(jù)左手定則，磁場(chǎng)方向垂直斜面向上，故D正確。故選：BCD?！军c(diǎn)評(píng)】本題是三力平衡中動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題，即其中第一個(gè)力大小和方向都不變，第二個(gè)力方向不變，大小可變，則當(dāng)?shù)厝齻€(gè)力與第二個(gè)力垂直時(shí)，第三個(gè)力取最小值；同時(shí)要結(jié)合歐姆定律、安培力公式列式求解．23．（2021?肇慶三模）如圖甲所示為電流天平，圖乙為電流天平的電路連接圖，它可以用來(lái)研究通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到的安培力與哪些因素有關(guān)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先斷開(kāi)S1、S2，調(diào)節(jié)等臂天平橫梁，使指針指到刻度盤中央位置；然后閉合S1并在勵(lì)磁線圈中通入電流，線圈內(nèi)部產(chǎn)生勻強(qiáng)磁場(chǎng)；閉合S2并給橫梁上的E型導(dǎo)線通入電流，此時(shí)磁場(chǎng)對(duì)通電E型導(dǎo)線產(chǎn)生安培力作用，破壞了橫梁的平衡，使指針向右偏轉(zhuǎn)，這時(shí)在砝碼鉤上掛質(zhì)量為m的砝碼，使天平恢復(fù)平衡。已知重力加速度為g，不計(jì)E型導(dǎo)線電阻。下列說(shuō)法正確的是（）A．天平平衡時(shí)，E型導(dǎo)線受到的安培力大小為mg B．天平平衡后，若僅將滑動(dòng)變阻器R1的滑片向上移動(dòng)，指針向右偏 C．天平平衡后，若僅將滑動(dòng)變阻器R2的滑片向上移動(dòng)，指針向右偏 D．天平平衡后，若僅將開(kāi)關(guān)S3撥到2，指針向左偏【分析】根據(jù)天平的工作原理，知道E型導(dǎo)線受到的安培力大小，再根據(jù)閉合電路歐姆定律，分析由于滑動(dòng)變阻器阻值變化，而引起電路里面電流的變化，F(xiàn)＝BIL判斷安培力的變化，以及指針的偏轉(zhuǎn)?！窘獯稹拷猓篈D、由題意，在砝碼鉤上掛質(zhì)量為m的砝碼，天平恢復(fù)平衡，所以E型導(dǎo)線受到的安培力大小為mg，故A正確；B、天平平衡后，若將滑動(dòng)變阻器R1的滑片向上移動(dòng)，則勵(lì)磁線圈中電流變小，所以E型導(dǎo)線受到的安培力變小，因此指針向左偏，故B錯(cuò)誤；C、天平平衡后，若將滑動(dòng)變阻器R2的滑片向上移動(dòng)，則通過(guò)E型導(dǎo)線的電流變小，所以E型導(dǎo)線受到的安培力變小，因此指針向左偏，故C錯(cuò)誤；D、天平平衡后，若將開(kāi)關(guān)S撥向2，由于不計(jì)E型導(dǎo)線電阻，所以通過(guò)E型導(dǎo)線的電流大小不變，但導(dǎo)線長(zhǎng)度變短，所以E型導(dǎo)線受到的安培力變小，因此指針向左偏，故D正確。故選：AD?！军c(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵掌握安培力的計(jì)算和電路知識(shí)，以及會(huì)利用力的平衡去求解問(wèn)題。24．（2021?3月份模擬）如圖所示，正方形框架ABCD固定在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，框架由四根長(zhǎng)度均為L(zhǎng)的相同導(dǎo)體棒首尾連接而成，框架平面與磁場(chǎng)方向垂直；電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，導(dǎo)體棒AB的電阻也為r，用導(dǎo)線將電源與框架的C、D兩點(diǎn)連接，不計(jì)導(dǎo)線的電阻。下列說(shuō)法正確的是（）A．通過(guò)電源的電流為 B．通過(guò)導(dǎo)體棒AB和導(dǎo)體棒CD的電流之比為1：3 C．導(dǎo)體棒CD受到的安培力大小為 D．框架受到的安培力大小為【分析】根據(jù)并聯(lián)電路的電阻關(guān)系得出外電阻的阻值，根據(jù)閉合電路歐姆定律求過(guò)電源的電流和過(guò)導(dǎo)體棒的電流之比；由F＝BIL即可分析導(dǎo)體棒CD和框架所受的安培力?！窘獯稹拷猓篈、外電阻，通過(guò)電源的電流，故A錯(cuò)誤；B、通過(guò)導(dǎo)體棒AB和導(dǎo)體棒CD的電流分別為，，可得，故B正確；C、導(dǎo)體棒CD受到的安培力大小，方向向右，故C錯(cuò)誤；D、由右手定則可知，導(dǎo)體棒BC邊所受的安培力向上，導(dǎo)體棒AD邊所受的安培力向下，且大小相等，所以這兩個(gè)力的合力為0導(dǎo)體棒AB邊所受的安培力也向右，且大小為：故整個(gè)框架受到的安培力為導(dǎo)體棒AB、CD所受安培力的合力，大小為：，方向向右故選：BD?！军c(diǎn)評(píng)】解決該題的關(guān)鍵是明確知道該電路的串并聯(lián)特征，掌握歐姆定律表達(dá)式以及導(dǎo)體棒受到的安培力的表達(dá)式。25．（2021春?大武口區(qū)校級(jí)月考）如圖所示，有兩根長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為m的細(xì)導(dǎo)體棒a、b，a被水平放置在傾角為45°的光滑斜面上，b被水平固定在與a在同一水平面的另一位置，且a、b平行。當(dāng)兩細(xì)棒中均通以電流強(qiáng)度為I的同向電流時(shí)，a恰能在斜面上保持靜止，則下列關(guān)于b的電流在a處產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度及a的狀態(tài)說(shuō)法正確的是（）A．方向豎直向下 B．大小為 C．若使b下移，a將不能保持靜止 D．同時(shí)增大細(xì)導(dǎo)體棒a、b的電流，a棒仍可靜止【分析】通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的受到安培力作用，由公式F＝BIL求出安培力大小，由左手定則來(lái)確定安培力的方向，并根據(jù)受力平衡來(lái)確定b的電流在a處產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與方向?！窘獯稹拷猓篈、通電導(dǎo)體a處于通電導(dǎo)體b的磁場(chǎng)中，由右手螺旋定則可得通電導(dǎo)體a處于豎直向上的磁場(chǎng)中，故A錯(cuò)誤；B、當(dāng)導(dǎo)體a處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向豎直向上，則水平向右的安培力（同向電流相互吸引）、支持力與重力，處于平衡狀態(tài)，根據(jù)平衡條件可得F＝BIL＝mgtan45°，解得磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝，故B正確；C、導(dǎo)體棒a受重力、支持力和安培力，根據(jù)平衡條件，三個(gè)力可以構(gòu)成首尾相連的矢量三角形，如圖所示：若使b下移，根據(jù)平衡條件，安培力要增加，而兩個(gè)電流間距增加，安培力減小，矛盾，故一定不能平衡，故C正確；D、同時(shí)增大細(xì)導(dǎo)體棒a、b的電流，則a導(dǎo)體棒所受的水平方向的安培力增大，導(dǎo)體棒a不可能保持平衡，故D錯(cuò)誤。故選：BC?！军c(diǎn)評(píng)】學(xué)會(huì)區(qū)分左手定則與右手螺旋定則，前者是判定安培力的方向，而后者是電流周圍磁場(chǎng)的方向，并學(xué)會(huì)受力分析，同時(shí)掌握力的合成與分解的法則。26．（2021春?順慶區(qū)校級(jí)月考）關(guān)于安培力和洛倫茲力，下列說(shuō)法中正確的是（）A．兩種力的方向均可以用左手定則判斷 B．運(yùn)動(dòng)電荷的速度大小相同，所受的洛倫茲力就相同 C．通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的安培力為零，該處磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為零 D．洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功，安培力是所有運(yùn)動(dòng)電荷所受洛倫茲力的總和，因此安培力也不做功【分析】判斷安培力和洛倫茲力方向都是用左手定則；洛倫茲了大小與速度大小有關(guān)，且方向與速度垂直；安培力大小與導(dǎo)線和磁場(chǎng)方向間的夾角有關(guān)；安培力可以對(duì)通電導(dǎo)線做功?！窘獯稹拷猓篈、判斷安培力和洛倫茲力方向的方法都是用左手定則，故A正確；B、洛倫茲力的方向總是跟速度方向垂直，運(yùn)動(dòng)電荷的速度大小相同，方向不一定相同，所以洛倫茲力的方向可能不同，故B錯(cuò)誤；C、當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)平行放置時(shí)，所受安培力為零，所以通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的安培力為零，該處磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為零，故C正確；D、洛倫茲力總是與速度方向垂直，所以洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功，但安培力與通電導(dǎo)線垂直，當(dāng)通電導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)時(shí)安培力可以對(duì)通電導(dǎo)線做功，故D錯(cuò)誤。故選：AC?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了安培力和洛倫茲力的特點(diǎn)，洛倫茲力方向始終與速度垂直，不做功。27．（2021?河南模擬）如圖所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，垂直磁場(chǎng)方向固定一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線框abcd，線框每邊電阻均為R。將線框的頂點(diǎn)a、b接在電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為R的電源上，開(kāi)關(guān)S閉合，電路穩(wěn)定后（）A．線框的ad邊和bc邊受到的安培力方向相反 B．線框的ab邊與dc邊受到的安培力方向相反 C．整個(gè)線受到的安培力大小為0 D．整個(gè)線框受到的安培力大小為【分析】根據(jù)題目條件，由左手定則分析邊框受力方向，再根據(jù)安培力公式計(jì)算安培力大小?！窘獯稹拷猓篈、線框ad、bc邊中的電流方向相反，由左手定制可知這兩邊受到的安培力方向相反，故A正確；B、線柜ab邊與dc邊中的電流方向相同，由左手定則可知這兩邊受到的安培力方向相同，故B錯(cuò)誤；CD、設(shè)a、b間電阻為r則＝+，所以r＝R，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得干路電流：I＝＝，ad與bc邊所受安培力大小相等方向相反，所以整個(gè)線框受到的安培力的合力為：F＝BIL＝，故D正確，C錯(cuò)誤；故選：AD?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查安培力的計(jì)算，應(yīng)用左手定則判斷安培力方向是解題關(guān)鍵。28．（2021?黃山二模）將一段銅制裸導(dǎo)線彎折成如圖甲所示形狀的線框，將它置于一節(jié)干電池的正極上（線框上端的彎折位置與正極良好接觸），一塊圓柱形強(qiáng)磁鐵N極向上吸附于電池的負(fù)極，使導(dǎo)線框下面的兩端P、Q套在磁鐵上并與磁鐵表面保持良好接觸，放手后線框就會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，從而制成了一個(gè)“簡(jiǎn)易電動(dòng)機(jī)”，如圖乙所示。關(guān)于該電動(dòng)機(jī)，下列說(shuō)法正確的是（）A．俯視，線框?qū)㈨槙r(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) B．若將磁鐵吸附在負(fù)極的磁極對(duì)調(diào)，線框轉(zhuǎn)動(dòng)的方向不變 C．電池的輸出功率一定大于線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的機(jī)械功率 D．若線圈電阻不受發(fā)熱影響，則線圈從靜止開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，線框中電流保持不變【分析】線框的轉(zhuǎn)動(dòng)是因?yàn)槭艿桨才嗔Φ淖饔?；根?jù)左手定則可以判斷出線框的受力方向；電池的輸出功率一部分用來(lái)提供線框的發(fā)熱，一部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能?！窘獯稹拷猓篈、因圓柱形強(qiáng)磁鐵N極向上吸附于電池的負(fù)極，則磁場(chǎng)方向由上向下，根據(jù)左手定則可以可以判斷出線框的右邊框受到向外的安培力作用，線框的左側(cè)邊框受到向里的安培力作用，則從上往下看，線框?qū)⒆鲰槙r(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，故A正確；B、如果磁鐵吸附在電池負(fù)極的是S極，磁場(chǎng)方向由下向上，根據(jù)左手定則可以可以判斷出線框的右邊框受到向里的安培力作用，線框的左側(cè)邊框受到向外的安培力作用，則從上往下看，線框?qū)⒆瞿鏁r(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；C、電池輸出的電動(dòng)率一部分用來(lái)用于線框的發(fā)熱功率，一部分提供線框轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械功率，所以電池輸出的電功率大于線框旋轉(zhuǎn)的機(jī)械功率，故C正確；D、穩(wěn)定時(shí)，因?qū)Ь€切割磁感應(yīng)線，則線框中電流比剛開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的小，故D錯(cuò)誤。故選：AC?！军c(diǎn)評(píng)】這是一個(gè)簡(jiǎn)單的電動(dòng)機(jī)模型，線框當(dāng)中有電流經(jīng)過(guò)，所以線框?qū)?huì)發(fā)熱，線框消耗的電功率等于線框的發(fā)熱功率和機(jī)械功率之和。29．（2021?青秀區(qū)校級(jí)模擬）如圖所示，一固定光滑絕緣半圓弧槽C處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，槽內(nèi)放有質(zhì)量不變、電流方向垂直紙面向外的通電導(dǎo)體棒靜止于A位置，已知D位置為圓弧槽最低點(diǎn)?，F(xiàn)使導(dǎo)體棒的電流緩慢增加時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）A．導(dǎo)體棒受的安培力方向緩慢改變 B．導(dǎo)體棒將向圓弧槽最低點(diǎn)D移動(dòng) C．導(dǎo)體棒對(duì)圓弧槽的壓力增加 D．導(dǎo)體棒所受的安培力與圓弧槽對(duì)導(dǎo)體棒的支持力的合力不變【分析】根據(jù)左手定則判斷導(dǎo)體棒受到的安培力方向；再由F安＝BIL和平衡條件判斷支持力大小和方向的變化?！窘獯稹拷猓篈、增大電流，只增大安培力的大小，但不改變方向，故A錯(cuò)誤；B、導(dǎo)體棒受三力處于靜止?fàn)顟B(tài)如圖所示，由平衡條件有：水平方向，BIL＝FNsinθ，豎直方向，mg＝FNcosθ，聯(lián)立可得：BIL＝mgtanθ，當(dāng)電流I增大時(shí)，θ增大，導(dǎo)體棒向右稍微移動(dòng)一點(diǎn)，故B錯(cuò)誤；C、由上一問(wèn)豎直方向的平衡方程可知：FN＝，當(dāng)θ增大時(shí)，F(xiàn)N增大，故C正確；D、由平衡條件可知，導(dǎo)體棒所受安培力與支持力的合力與重力大小相等，方向相反，而重力不變，則合力也不變，故D正確。故選：CD。【點(diǎn)評(píng)】本題是磁場(chǎng)與平衡條件的綜合，還涉及到動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題，要掌握安培力公式和和平衡條件等關(guān)系進(jìn)行解答。30．（2021春?成都月考）如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)有一傾角為θ的光滑斜面，在斜面上水平放置一根長(zhǎng)為l、質(zhì)量為m的導(dǎo)線，通以如圖所示方向的電流I，通電導(dǎo)線恰好靜止。重力加速度為g，關(guān)于該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，下列說(shuō)法正確的是（）A．導(dǎo)線所受的安培力方向可能垂直于斜面向下 B．磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值為B＝，方向垂直于斜面向上 C．當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向水平向左、大小為時(shí)，導(dǎo)體棒對(duì)斜面無(wú)壓力 D．磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝，方向豎直向下【分析】本題結(jié)合安培力考查了物體平衡，根據(jù)左手定則判斷安培力方向，結(jié)合物體平衡條件列方程可正確求解．【解答】解：A、物體受到重力和支持力，若安培力方向垂直于斜面向下，導(dǎo)線不可能靜止，故A錯(cuò)誤；B、若磁場(chǎng)垂直于斜面向上，則所受安培力方向沿斜面向上，根據(jù)物體平衡有：F＝BIl＝mgsinθ，解得：，故B正確；C、當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向水平向左、則所受安培力豎直向上，若導(dǎo)體棒對(duì)斜面無(wú)壓力則導(dǎo)體棒處于二力平衡狀態(tài)，即mg＝BIl，解得：B＝，故C正確；D、磁場(chǎng)豎直向下時(shí)，由左手定則可知，安培力水平向左，導(dǎo)線不可能處于平衡狀態(tài)，故D錯(cuò)誤。故選：BC?！军c(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵是對(duì)物體受力分析，然后根據(jù)左手定則判斷出各個(gè)選項(xiàng)中的安培力方向，最后根據(jù)平衡條件列方程求解即可。三．填空題（共10小題）31．（2021?閔行區(qū)二模）用如圖等臂天平可測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度B，天平右側(cè)下方懸掛的矩形線圈寬為L(zhǎng)，共N匝。虛線框中勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于紙面，線圈通以圖示方向的電流I時(shí)，天平平衡。保持電流大小不變，改變其方向，從左盤中移動(dòng)質(zhì)量為m的砝碼至右盤，使天平重新平衡。由此可知磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝。（已知重力加速度g）【分析】天平平衡后，當(dāng)電流反向（大小不變）時(shí)，安培力大小不變，方向反向，安培力大小變化量等于砝碼重力的2倍，判斷出原來(lái)安培力的方向，根據(jù)左手定則判斷磁場(chǎng)的方向?！窘獯稹拷猓河深}知，當(dāng)電流改為反方向時(shí)（大小不變），右邊再加質(zhì)量為m的砝碼后，天平重新平衡，說(shuō)明電流反向后，線框所受的安培力方向由原來(lái)的向下變成向上，即開(kāi)始線圈所受安培力的方向向下，根據(jù)左手定則可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向垂直紙面向里。開(kāi)始線圈所受安培力的方向向下，電流方向相反，則安培力方向反向，變?yōu)樨Q直向上，安培力大小變化量等于砝碼重力的2倍，所以右邊應(yīng)加砝碼，根據(jù)天平平衡有：2mg＝2F安＝2NBIL解得：B＝故答案為：里【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵掌握安培力方向的判定，以及會(huì)利用天平平衡條件去求解問(wèn)題，注意因線圈為N匝，故安培力表達(dá)式中應(yīng)含有N。32．（2021?長(zhǎng)寧區(qū)二模）勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一根長(zhǎng)度為0.5m重力為5N垂直于紙面水平放置的導(dǎo)體棒，用細(xì)線懸掛于O點(diǎn)。當(dāng)導(dǎo)體棒通入方向垂直紙面向內(nèi)的4A電流時(shí)，處于如圖所示的靜止?fàn)顟B(tài)，圖中細(xì)線與豎直方向成30°夾角。磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值為1.25T，方向是沿繩并指向左上方?！痉治觥拷^緣線與豎直方向的夾角為θ＝30°，磁感應(yīng)強(qiáng)度B最小時(shí)，導(dǎo)體棒所受安培力與絕緣線應(yīng)垂直，根據(jù)受力分析，結(jié)合力的矢量合成法則，可確定安培力與重力的關(guān)系，從而即可求得．【解答】解：對(duì)導(dǎo)體棒受力分析如圖所示，絕緣線與豎直方向的夾角為θ＝30°，磁感應(yīng)強(qiáng)度B最小時(shí)，導(dǎo)體棒所受安培力與絕緣線應(yīng)垂直，據(jù)平衡條件可得：mgsin30°＝F＝BminIL解得最小的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，根據(jù)左手定則可判斷磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向沿繩并指向左上方。故答案為：1.25，沿繩并指向左上方?！军c(diǎn)評(píng)】考查平衡條件的應(yīng)用，掌握力的合成法則的內(nèi)容，注意重力與安培力的合力最小值的確定是解題的關(guān)鍵．33．（2020秋?長(zhǎng)寧區(qū)期末）電磁炮的主要結(jié)構(gòu)原理如圖所示。假設(shè)某電磁炮能把m＝2g的彈體（包括金屬桿CD的質(zhì)量）由靜止加速到v＝10km/s。已知軌道寬l＝2m，長(zhǎng)s＝100m，通過(guò)的電流為I＝10A，則軌道間所加的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝50T，磁場(chǎng)力的最大功率P＝107W（軌道摩擦不計(jì)）?！痉治觥肯雀鶕?jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得到彈體的加速度，然后根據(jù)牛頓第二定律即可得到安培力大小，進(jìn)而得到磁感應(yīng)強(qiáng)度大??；磁場(chǎng)力的最大功率等于磁場(chǎng)力與最大速度的乘積?！窘獯稹拷猓簭楏w的加速度大小為根據(jù)牛頓第二定律可得BIl＝ma所以所以磁場(chǎng)力的最大功率為P＝BIlv＝50×10×2×10×103＝107W故答案為：50，107.【點(diǎn)評(píng)】知道彈體在加速的過(guò)程中，僅有安培力對(duì)其提供加速度，然后根據(jù)安培力公式即可得到磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。34．（2020春?應(yīng)縣校級(jí)月考）電磁炮是一種理想的兵器，它的主要原理如圖所示，利用這種裝置可以把質(zhì)量為2.0g的彈體（包括金屬桿EF的質(zhì)量）加速到6km/s。若這種裝置的軌道寬2m，長(zhǎng)為100m，通過(guò)的電流為10A，則軌道間所加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為18T，磁場(chǎng)力的最大功率P＝2.16×106W（軌道摩擦不計(jì)）?！痉治觥扛鶕?jù)動(dòng)能定理求出磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，從而求出安培力的大小，根據(jù)功率的公式求出磁場(chǎng)力的最大功率。【解答】解：根據(jù)動(dòng)能定理得：BId?L＝mv2，解得：B＝＝T＝18T；則Pm＝Fv＝BIdv＝18×10×2×6000W＝2.16×106W。故答案為：18；2.16×106。【點(diǎn)評(píng)】本題考查動(dòng)能定理和瞬時(shí)功率的基本運(yùn)用，知道瞬時(shí)功率和平均功率的區(qū)別，瞬時(shí)功率是某一時(shí)刻或某一位置的功率，平均功率是某段時(shí)間或某段位移內(nèi)的功率。35．（2020?郴州學(xué)業(yè)考試）如圖所示，水平放置的兩平行金屬導(dǎo)軌ab、cd，間距為0.5m，其上垂直于導(dǎo)軌放置質(zhì)量為0.05kg的直金屬棒ef，整個(gè)裝置放在方向跟導(dǎo)軌平行的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S時(shí)，金屬棒中的電流為2.0A時(shí)，它對(duì)軌道的壓力恰好為零，取g＝10m/s2，則金屬棒所受到的安培力大小為0.5N，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0.5T?！痉治觥拷饘侔綮o止處于平衡狀態(tài)，應(yīng)用平衡條件求出金屬棒受到的安培力，應(yīng)用安培力公式求出磁感應(yīng)強(qiáng)度?！窘獯稹拷猓航饘侔魧?duì)軌道壓力恰好為零，導(dǎo)軌對(duì)金屬棒的支持力為零，金屬棒靜止，處于平衡狀態(tài)，由平衡條件得：F＝mg＝0.05×10N＝0.5N；金屬棒受到的安培力F＝BIL，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝T＝0.5T；故答案為：0.5；0.5?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了安培力公式的應(yīng)用，根據(jù)題意應(yīng)用平衡條件求出安培力，然后應(yīng)用安培力公式求出磁感應(yīng)強(qiáng)度。36．（2019秋?孝義市期末）如圖所示為電流天平，可以用來(lái)測(cè)量勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。它的右臂掛著匝數(shù)為n的矩形線圈，線圈的水平邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與線圈平面垂直。當(dāng)線圈中通過(guò)電流I時(shí)，調(diào)節(jié)砝碼使兩臂達(dá)到平衡。然后使電流反向，大小不變，這時(shí)需要在左盤中增加質(zhì)量為m的砝碼，才能使兩臂達(dá)到新的平衡。（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝。（用已知量和測(cè)量得到的量n、m、L、I表達(dá)）（2）當(dāng)n＝9，L＝10.0cm，I＝0.10A，m＝9.0g，g＝10m/s2時(shí)，可計(jì)算得B＝0.5T?！痉治觥刻炱狡胶夂?，當(dāng)電流反向（大小不變）時(shí)，安培力方向反向，則右邊相當(dāng)于多了或少了兩倍的安培力大小【解答】解：（1）設(shè)左右砝碼質(zhì)量分別為m1、m2，線圈質(zhì)量為m0，當(dāng)磁場(chǎng)方向垂直向里時(shí)，根據(jù)平衡條件有：m1g＝（m0+m2）g﹣nILB當(dāng)磁場(chǎng)方向垂直向外時(shí)，根據(jù)平衡條件有：（m1+m）g＝（m0+m2）g+nILB聯(lián)列解得：B＝（2）代入數(shù)值解得：B＝0.5T故答案為：（1）；（2）0.5【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵掌握安培力方向的判定，以及會(huì)利用力的平衡去求解問(wèn)題。37．（2019秋?楊浦區(qū)校級(jí)期中）在磁場(chǎng)中的同一位置放置一條直導(dǎo)線，導(dǎo)線的方向與磁場(chǎng)方向垂直。先后在導(dǎo)線中通入不同的電流，導(dǎo)線所受的力也不一樣。圖中的幾幅圖象表現(xiàn)的是導(dǎo)線受力的大小F與通過(guò)導(dǎo)線的電流I的關(guān)系。a、b各代表一組F、I的數(shù)據(jù)。在A、B、C三幅圖中，正確的是，請(qǐng)說(shuō)明道理根據(jù)F＝BIL，磁場(chǎng)強(qiáng)度B和導(dǎo)線長(zhǎng)度L不變，因此F與I的關(guān)系圖象為過(guò)原點(diǎn)的直線?！痉治觥坑捎赼、b導(dǎo)線的方向均與磁場(chǎng)垂直，根據(jù)安培力公式F＝BIL寫出表達(dá)式即可正確求解．【解答】解：在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)電流方向與磁場(chǎng)垂直時(shí)所受安培力為：F＝BIL，由于磁感應(yīng)強(qiáng)度B和導(dǎo)線長(zhǎng)度L不變，因此F與I的關(guān)系圖象為過(guò)原點(diǎn)的直線，故AC錯(cuò)誤，B正確。故答案為：B；根據(jù)F＝BIL，磁感應(yīng)強(qiáng)度B和導(dǎo)線長(zhǎng)度L不變，因此F與I的關(guān)系圖象為過(guò)原點(diǎn)的直線?！军c(diǎn)評(píng)】本題比較簡(jiǎn)單，考查了安培力公式F＝BIL的理解和應(yīng)用，考查角度新穎，擴(kuò)展學(xué)生思維．38．（2018秋?雨花區(qū)期末）如圖所示，勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧下端掛有一個(gè)單匝矩形線框abcd，質(zhì)量為m，bc邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，線框的下半部分處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)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。線框處于平衡狀態(tài)。此時(shí)彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài)，則此時(shí)bc棒所受的安培力的大小為BIL，方向豎直向上（選填“豎直向上”或“豎直向下”）；今磁場(chǎng)反向，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小仍為B，線框重新達(dá)到平衡時(shí)彈簧的彈力大小為BIL+mg。從開(kāi)始的平衡狀態(tài)到重新達(dá)到平衡過(guò)程中，彈簧的形變量增加了（重力加速度為g）?！痉治觥肯葘?duì)原磁場(chǎng)下的線框進(jìn)行受力分析列受力平衡的方程，然后對(duì)方向改變后的磁場(chǎng)中的線框進(jìn)行受力分析列受力平衡的方程，聯(lián)立解得線框的位移大小和方向．【解答】解：根據(jù)左手定則判斷安培力的方向?yàn)樨Q直向上，大小為F＝BIL；初始時(shí)，設(shè)彈簧的伸長(zhǎng)量為x，根據(jù)線框受力平衡有：kx+BIL＝mg磁場(chǎng)反向后，安培力方向豎直向下，設(shè)此時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量為x′，根據(jù)線框受力平衡有：kx′＝mg+BIL則彈簧的形變?cè)黾恿繛椤鱴＝x′﹣x聯(lián)立解得：△x＝故答案為：BIL；豎直向上；BIL+mg；。【點(diǎn)評(píng)】本題考查了安培力方向的判斷以及胡克定律，難度不大，關(guān)鍵是掌握左手定則判斷安培力的方向。39．（2019秋?常德期中）如圖所示，一個(gè)通電矩形線圈abcd放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，矩形線圈的OO′軸與磁場(chǎng)垂直，線圈平面與磁場(chǎng)平行。ab邊所受的安培力方向向外（填“內(nèi)”或“外”），cd邊所受的安培力方向向內(nèi)（填“內(nèi)”或“外”），bc邊不受安培力（填“受”或“不受”）。【分析】利用左手定則判斷即可，注意電流方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)導(dǎo)線不受安培力?！窘獯稹拷猓豪米笫侄▌t，伸開(kāi)左手，使B的方向垂直穿入手心，四指指向電流的方向，大拇指指向安培力的方向，所以ab邊所受的安培力方向向外，cd邊所受的安培力方向向內(nèi)，bc邊不受安培力。故答案為：外，內(nèi)，不受。【點(diǎn)評(píng)】本題主要是考查左手定則，解答本題應(yīng)明確左手定則的內(nèi)容，靈活應(yīng)用左手定則是解題的關(guān)鍵。40．（2019春?平安區(qū)校級(jí)期末）如圖所示，把長(zhǎng)L＝0.25m的導(dǎo)體棒置于磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1.0×10﹣2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，使導(dǎo)體棒和磁場(chǎng)方向垂直，若通過(guò)導(dǎo)體棒的電流I＝2.0A，則導(dǎo)體棒所受安培力的大小是5×10﹣3N，1min內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體棒某一橫截面的電量是120C?！痉治觥浚?）通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的受到安培力作用，由公式F＝BIL求出安培力大??；（2）通過(guò)導(dǎo)線的電荷量為q＝It【解答】解：長(zhǎng)L＝0.25m的導(dǎo)體棒垂直置于磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1.0×10﹣2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，則導(dǎo)體棒受到的安培力大小為：F＝BIL＝1.0×10﹣2×2×0.25N＝5×10﹣3N。1min內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體棒某一橫截面的電量為：q＝It＝2×60C＝120C。故答案為：5×10﹣3；120?！军c(diǎn)評(píng)】學(xué)會(huì)區(qū)分左手定則與右手定則，前者是判定安培力的方向，而后者是判定感應(yīng)電流的方向。四．計(jì)算題（共10小題）41．（2021春?阜陽(yáng)期末）如圖所示，寬為L(zhǎng)＝0.5m的光滑導(dǎo)軌與水平面成θ＝37°角，質(zhì)量為m＝0.1kg、長(zhǎng)也為L(zhǎng)＝0.5m的金屬桿ab水平放置在導(dǎo)軌上，電源電動(dòng)勢(shì)E＝3V，內(nèi)阻r＝0.5Ω，金屬桿電阻為R1＝1Ω，軌道電阻不計(jì).金屬桿與導(dǎo)軌垂直且接觸良好.空間存在著豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（圖中未畫出），當(dāng)電阻箱的電阻調(diào)為R2＝0.9Ω時(shí)，金屬桿恰好能靜止.取重力加速度大小g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；（2）保持其他條件不變，當(dāng)電阻箱的電阻調(diào)為R2′＝0.5Ω時(shí)，閉合開(kāi)關(guān)S，同時(shí)由靜止釋放金屬桿，求此時(shí)金屬桿的加速度?！痉治觥浚?）金屬桿恰好能靜止，根據(jù)受力平衡，結(jié)合歐姆定律可求得B；（2）若調(diào)節(jié)電阻箱阻值，根據(jù)牛頓第二定律求解加速度大小。【解答】解：（1）金屬桿恰好能靜止，根據(jù)受力平衡，則mgsinθ＝BILcosθ根據(jù)閉合電路歐姆定律有：解得B＝1.2T（2）根據(jù)牛頓第二定律可知BI'Lcosθ﹣mgsinθ＝ma根據(jù)閉合電路歐姆定律有解得a＝1.2m/s2，方向沿斜面向上答：（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為1.2T；（2）此時(shí)金屬桿的加速度為1.2m/s2，方向沿斜面向上?！军c(diǎn)評(píng)】本題主要是考查安培力作用下的導(dǎo)體棒的平衡問(wèn)題，解答此類問(wèn)題要明確導(dǎo)體棒的受力情況，結(jié)合平衡條件列方程解答，同時(shí)注意對(duì)導(dǎo)體受力分析，明確安培力方向。42．（2021春?臨沂期中）如圖所示，兩平行導(dǎo)軌相距15cm，金屬棒MN的質(zhì)量m＝17g，其電阻R1為4Ω，滑動(dòng)變阻器R2與MN串聯(lián)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B豎直向上，大小為0.6T，電源電動(dòng)勢(shì)E＝10V，內(nèi)阻r＝1Ω。當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，金屬棒MN處于靜止?fàn)顟B(tài)（g＝10m/s2，＝1.7）。（1）若平行導(dǎo)軌光滑，求金屬棒所受到的安培力的大小和R2的阻值（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）；（2）若平行導(dǎo)軌不光滑，若將滑動(dòng)變阻器R2的阻值調(diào)至10Ω，金屬棒MN仍然保持靜止?fàn)顟B(tài)，求金屬棒受到的摩擦力的大小和方向?！痉治觥浚?）根據(jù)平衡條件來(lái)計(jì)算安培力大小，由安培力求電流大小，由歐姆定律求電阻大?。唬?）求出滑動(dòng)變阻器在導(dǎo)軌光滑時(shí)的電阻值，然后和R1＝10Ω比較，判斷安培力變小，則金屬棒有沿斜面向下移動(dòng)的趨勢(shì)，摩擦力沿斜面向上，對(duì)金屬棒受力分析，求出摩擦力大小?！窘獯稹拷猓海?）金屬棒受重力mg、支持力N、安培力F的作用，受力分析如圖1所示：圖1根據(jù)平衡條件得安培力：F＝mgtanθ＝17×10﹣3×10×N＝0.1N安培力F＝BIL，L＝15cm＝1.5×10﹣3m由歐姆定律可知I＝解得：R2＝4Ω（2）將滑動(dòng)變阻器R2的阻值調(diào)至10Ω＞4Ω，則由安培力F1＝BI1L可知，安培力減小，金屬棒有沿斜面向下移動(dòng)的趨勢(shì)，摩擦力沿斜面向上，電流I1＝＝A＝A安培力F1＝BI1L＝0.8××1.5×10﹣3N＝0.8×10﹣3N金屬棒受重力mg，支持力FN，安培力F1和摩擦力f的作用，受力分析如圖2所示：圖2根據(jù)平衡條件可知沿著斜面方向：mgsinθ＝f+F1cosθ解得：f＝0.034N答：（1）金屬棒所受到的安培力的大小為0.1N和R2的阻值為4Ω；（2）金屬棒受到的摩擦力的大小為0.034N和方向沿斜面向上.【點(diǎn)評(píng)】本題考查應(yīng)用平衡條件解決磁場(chǎng)中導(dǎo)體的平衡問(wèn)題，關(guān)鍵在于安培力的分析和計(jì)算，比較容易．在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)通電導(dǎo)體與磁場(chǎng)垂直時(shí)，安培力大小F＝BIL，方向由左手定則判斷．43．（2021春?山東月考）如圖所示，質(zhì)量為0.2kg、長(zhǎng)度為0.5m的直導(dǎo)線用兩絕緣細(xì)線懸掛于E、F，并處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。導(dǎo)線中通以2A的電流，方向如圖所示，懸線與豎直方向夾角為30°，導(dǎo)線保持靜止。（g＝10m/s2）（1）若勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向豎直向上，則磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為多少？（2）若導(dǎo)線中的電流大小不變，方向相反，要使導(dǎo)線依然靜止在此位置，求所加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的最小值及方向?！痉治觥浚?）根據(jù)共點(diǎn)力平衡求出安培力的大小，通過(guò)安培力大小公式求出磁感應(yīng)的強(qiáng)度大?。?）導(dǎo)線處于平衡狀態(tài)，受力分析導(dǎo)線受重力，支持力和沿斜面向上的安培力作用，根據(jù)平衡條件列式求出安培力的大小，從而求出磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小與方向．【解答】解：（1）以直導(dǎo)線為研究對(duì)象，從左側(cè)看受力如圖1所示圖1由平衡條件可得，F(xiàn)安＝mgtan30°安培力F安＝BIL聯(lián)立解得：B＝T（2）以直導(dǎo)線為研究對(duì)象，從左側(cè)看受力如圖2所示圖2F安′＝BIL可見(jiàn)當(dāng)B最小時(shí)，F(xiàn)安′最小。由重力mg、拉力T、安培力F安′構(gòu)成適量三角形結(jié)合三角形知識(shí)可得當(dāng)F安′垂直于T時(shí)，F(xiàn)安′最小。由三角形知識(shí)可得F安′＝mgsin30°解得B＝1T由左手定則可知磁感應(yīng)強(qiáng)度方向沿懸線向下。答：（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為T。（2）所加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的最小值為1T及方向?yàn)檠貞揖€向下?！军c(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵能夠正確地受力分析，運(yùn)用共點(diǎn)力平衡進(jìn)行求解，會(huì)運(yùn)用左手定則判斷安培力的方向．44．（2021春?瑤海區(qū)月考）如圖所示，兩根相同的輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)為k＝100N/m，靜止吊起一根長(zhǎng)為L(zhǎng)＝2m、質(zhì)量為m＝0.1kg的勻質(zhì)水平金屬棒PQ，金屬棒處于方向水平向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。當(dāng)金屬棒中通有由P端流向Q端的電流I＝3A時(shí)，每根彈簧的伸長(zhǎng)量為x＝2cm。重力加速度為g＝10m/s2。求：（1）金屬棒所受安培力的大小和方向；（2）該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小?！痉治觥浚?）根據(jù)左手定則判斷出安培力的方向，結(jié)合共點(diǎn)力的平衡即可求出金屬棒受安培力的大??；（2）結(jié)合安培力的公式即可求出勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小?！窘獯稹拷猓海?）由左手定則可知，金屬棒所受安培力方向豎直向下，設(shè)金屬棒所受安培力的大小為F安，對(duì)金屬棒，由平衡條件有：mg+F安＝2kx，其中x＝2cm＝0.02m解得：F安＝3N（2）設(shè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，則有：F安＝BIL，代入數(shù)據(jù)解得：B＝0.5T答：（1）金屬權(quán)所受安培力的大小為3N，方向豎直向下；（2）該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為0.5T。【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵掌握安培力的大小公式，以及掌握左手定則判斷磁場(chǎng)方向、電流方向、安培力方向的關(guān)