专题06 安培力的应用(解析版)

2019-2020学年人教版高二物理（选修3-1）期末备考：重点、难点、热点突破

专题06 安培力的应用

主题一 安培定则的应用和磁场的叠加

1．安培定则的应用

在运用安培定则判定直线电流和环形电流的磁场时应分清“因”和“果”.

2.磁场叠加问题的解题思路

(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．如图所示为M 、N 在c 点产生的磁场B M 、B N .

(3)应用平行四边形定则进行合成，如图中的合磁场B .

【例1】(多选)如图，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L 1、L 2，L 1中的电流方向向左，L 2中的电流方向向上；L 1的正上方有a 、b 两点，它们相对于L 2对称．整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度

大小为B 0，方向垂直于纸面向外．已知a 、b 两点的磁感应强度大小分别为13B 0和12

B 0，方向也垂直于纸面向外．则( )

A ．流经L 1的电流在b 点产生的磁感应强度大小为712

B 0 B ．流经L 1的电流在a 点产生的磁感应强度大小为112

B 0

C ．流经L 2的电流在b 点产生的磁感应强度大小为112

B 0 D ．流经L 2的电流在a 点产生的磁感应强度大小为712

B 0 【答案】 AC

【解析】 原磁场、电流的磁场方向如图所示，由题意知

在b 点：12B 0＝B 0－B 1＋B 2在a 点：13

B 0＝B 0－B 1－B 2 由上述两式解得B 1＝712B 0，B 2＝112

B 0，A 、

C 项正确． 【例2】如图所示，垂直纸面放置的两根平行长直导线分别通有方向相反的电流I 1和I 2，且I 1＞I 2，纸面内的一点H 到两根导线的距离相等，则该点的磁感应强度方向可能为图中的( )

A ．

B 1

B ．B 2

C ．B 3

D ．B 4

【答案】C

【解析】根据右手螺旋定则得出两电流在H点的磁场方向，如图，

因为I1>I2，故I1产生的磁场大于I2产生的磁场，根据平行四边形定则知H点的合场强可能为B3方向．故C 正确，A、B、D错误．

主题二安培力作用下导体运动方向的判断方法

1．电流元法

即把整段电流等效为多段直线电流元，运用左手定则判断出每小段电流元所受安培力的方向，从而判断出整段电流所受合力的方向．

2．特殊位置法

把电流或磁铁转到一个便于分析的特殊位置后再判断所受安培力方向，从而确定运动方向．

3．等效法

环形电流和通电螺线管都可以等效成条形磁铁．条形磁铁也可以等效成环形电流或通电螺线管．通电螺线管也可以等效成很多匝的环形电流来分析．

4．利用结论法

(1)两电流相互平行时无转动趋势，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥；

(2)两电流不平行时，有转动到相互平行且电流方向相同的趋势．

5．转换研究对象法

因为电流之间、电流与磁体之间的相互作用满足牛顿第三定律，定性分析磁体在电流产生的磁场中的受力和运动时，可先分析电流在磁体的磁场中受到的安培力，然后由牛顿第三定律，再确定磁体所受电流的作用力．

6.判断导体在磁场中运动情况的常规思路

不管是电流还是磁体，对通电导体的作用都是通过磁场来实现的，因此，此类问题可按下面步骤进行分析：

(1)确定导体所在位置的磁场分布情况．

(2)结合左手定则判断导体所受安培力的方向．

(3)由导体的受力情况判定导体的运动方向．

【例3】如图所示，把一重力不计的通电直导线AB水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以在空间自由运动，当导线通以图示方向电流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

【答案】C

【解析】如图所示，将导线AB分成左、中、右三部分．中间一段开始时电流方向与磁场方向一致，不受力；左端一段所在处的磁场方向斜向上，根据左手定则其受力方向向外；右端一段所在处的磁场方向斜向下，受力方向向里．当转过一定角度时，中间一段电流不再与磁场方向平行，由左手定则可知其受力方向向下，所以从上往下看导线将一边逆时针方向转动，一边向下运动，C选项正确．

【例4】直导线AB与圆线圈的平面垂直且隔有一小段距离，直导线固定，线圈可以自由运动．当通过如图

2所示的电流时(同时通电)，从左向右看，线圈将()

A．顺时针转动，同时靠近直导线AB B．顺时针转动，同时离开直导线AB

C．逆时针转动，同时靠近直导线AB D．不动

【答案】C

【解析】由安培定则判断出AB导线右侧的磁场向里，因此环形电流内侧受力向下、外侧受力向上，从左向右看应逆时针方向转动，当转到与AB共面时，AB与环左侧吸引，与环右侧排斥，由于左侧离AB较近，则引力大于斥力，所以环靠近导线AB，故选项C正确．

主题三安培力作用下的平衡问题

通电导体棒在磁场中的平衡问题是一种常见的力电综合模型，该模型一般由倾斜导轨、导体棒、电源和电阻等组成．这类题目的难点是题图具有立体性，各力的方向不易确定．因此解题时一定要先把立体图转化为平面图，通过受力分析建立各力的平衡关系，如图所示．

1．解题步骤

(1)明确研究对象；

(2)先把立体图改画成平面图，并将题中的角度、电流的方向、磁场的方向标注在图上；

(3)正确受力分析(包括安培力)，然后根据平衡条件：F合＝0列方程求解．

2．分析求解安培力时需要注意的问题

(1)首先画出通电导体所在处的磁感线的方向，再根据左手定则判断安培力方向；

(2)安培力大小与导体放置的角度有关，但一般情况下只要求导体与磁场垂直的情况，其中L 为导体垂直于磁场方向的长度，为有效长度．

【例5】如图所示，在与水平方向夹角为60°的光滑金属导轨间有一电源，在相距1 m 的平行导轨上垂直导轨放一质量为0.3 kg 的金属棒ab ，ab 中有由b →a 、I ＝3 A 的电流，磁场方向竖直向上，这时金属棒恰好静止．求：(g ＝10 m/s 2)

(1)匀强磁场磁感应强度的大小；

(2)ab 棒对导轨的压力．

【答案】 (1) 3 T (2)6 N ，方向垂直导轨向下

【解析】 (1)ab 棒静止，受力情况如图所示，沿导轨方向受力平衡，则

mg sin 60°＝F cos 60°

又F ＝BIL

解得：B ＝mg tan 60°IL ＝0.3×10×33×1

T ＝ 3 T. (2)根据牛顿第三定律得，ab 棒对导轨的压力为：

F N ′＝F N ＝mg cos 60°＝0.3×101

2

N ＝6 N ，方向垂直导轨向下． 【例6】如图所示，金属棒MN 两端由等长的轻质绝缘细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，金属棒中通以由M 向N 的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ.如果仅改变下列某一个条件，θ角的相应变

化情况是( )

A ．金属棒中的电流变大，θ角变大

B ．两悬线等长变短，θ角变小

C ．金属棒质量变大，θ角变大

D ．磁感应强度变大，θ角变小

【答案】 A

【解析】 选金属棒MN 为研究对象，其受力情况如图所示．

根据平衡条件及三角形知识可得tan θ＝BIL mg

，所以当金属棒中的电流I 、磁感应强度B 变大时，θ角变大，选项A 正确，选项D 错误；当金属棒质量m 变大时，θ角变小，选项C 错误；θ角的大小与悬线长短无关，选项B 错误．

主题四 安培力作用下的动力学问题

安培力做功与动能定理结合，其解题步骤如下：

(1)选取研究对象，明确它的运动过程；

(2)分析研究对象的受力情况(若是立体图就改画成平面图)和各个力的做功情况，特别是分析安培力的大小和方向，看安培力做正功还是负功，然后求各力做功的代数和；

(3)明确初、末状态的动能；

(4)列出动能定理的方程以及其他必要的解题方程进行求解．

【例7】如图所示，水平放置的光滑平行金属导轨，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 的光滑圆弧导轨相接．导轨宽度为20 cm ，电阻不计．导轨所在空间有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度B ＝0.5 T. 一根导体棒ab 垂直导轨放置，质量m ＝60 g 、电阻 R ＝1 Ω，用两根长也为20 cm 的绝缘细线悬挂，导体棒恰好与导轨接触．当闭合开关S 后，导体棒沿圆弧摆动，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．导体棒ab 速度最大时，细线与竖直方向的夹角 θ＝53°(sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，g ＝10 m/s 2)，则( )

A ．磁场方向一定竖直向上

B ．电源的电动势 E ＝8 V

C ．导体棒在摆动过程中所受安培力F ＝8 N

D ．导体棒摆动过程中的最大动能为 0.08 J

【答案】 BD

【解析】 当开关S 闭合时，导体棒向右摆动，说明其所受安培力水平向右，由左手定则可知，磁场方向竖直向下，故A 错误；设电路中电流为I ，电源的电动势为E ，导体棒ab 所受安培力为F ，导体棒ab 速度

最大时，细线与竖直方向的夹角θ＝53°，则tan θ＝F mg ，由F ＝BIL ＝B E R

L ，得F ＝0.8 N ，E ＝8 V ，故B 正确，C 错误；根据动能定理得：FL sin 53°－mgL (1－cos 53°)＝E k －0，解得E k ＝0.08 J ，故D 正确．

【例8】如图所示，光滑的平行金属导轨倾角为θ，间距为L ，处在竖直向下的磁感应强度为B 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 、长度为L 的导体棒由静止释放，导体棒的两端与导轨接触良好，求导体棒在释放瞬间的加速度的大小．(重力加速度为g )

【答案】 g sin θ－BEL cos θm R ＋r

【解析】 对导体棒受力分析如图所示，导体棒受重力mg 、支持力F N 和安培力F ，由牛顿第二定律得：mg sin θ－F cos θ＝ma ①

F＝BIL②

I＝

E

R＋r③

由①②③式可得

a＝g sin θ－BEL cos θ

m R＋r

.

模拟预测训练

1．如图所示，两个完全相同的线圈套在一水平光滑绝缘圆柱上，但能自由移动，若两线圈内通以大小不等的同向电流，则它们的运动情况是()

A．都绕圆柱转动B．以不等的加速度相向运动

C．以相等的加速度相向运动D．以相等的加速度相背运动

【答案】C

【解析】同向环形电流间相互吸引，虽然两电流大小不等，但由牛顿第三定律知，两线圈所受作用力必大小相等，C正确。

2．如图所示，a和b是一条磁感线上的两点，关于这两点磁感应强度大小的判断，正确的是()

A．一定是a点的磁感应强度大B．一定是b点的磁感应强度大

C．一定是两点的磁感应强度一样大D．无法判断

【答案】D

【解析】因为一条磁感线是直线时，不一定是匀强磁场，也不知道A、B两点的磁感线的疏密，条件不足，无法确定a、b两点的磁感应强度的大小，故D正确．

3．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 b

B．a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a＜B b

C．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

【答案】A

【解析】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．

4．(多选)如图所示，在方框中有一能产生磁场的装置，现在在方框右边放一通电直导线(电流方向如图中箭头方向)，发现通电导线受到向右的作用力，则方框中放置的装置可能是()

A B C D

【答案】CD

【解析】

通电螺线管在通电直导线处产生的磁场向右，由左手定则可知直导线受安培力垂直纸面向里，A错误；垂直纸面的通电直导线在通电直导线处产生的磁场使通电直导线一边转动一边靠近，B错误；通电圆环在通电直导线处产生的磁场垂直纸面向外，由左手定则可知通电直导线所受安培力向右，C正确；D中两通电直导

线电流反向，互相排斥，D正确。

6.如图所示，一重为G1的通电圆环置于水平桌面上，圆环中电流方向为顺时针方向(从上往下看)，在圆环的正上方用轻绳悬挂一条形磁铁，磁铁的中心轴线通过圆环中心，磁铁的上端为N极，下端为S极，磁铁自身的重力为G2.则关于圆环对桌面的压力F和磁铁对轻绳的拉力F′的大小，下列关系中正确的是()

A．F＞G1，F′＞G2B．F＜G1，F′＞G2

C．F＜G1，F′＜G2D．F＞G1，F′＜G2

【答案】D

【解析】顺时针方向的环形电流可以等效为一个竖直放置的小磁针，由安培定则可知，小磁针的N极向下，S极向上，故与磁铁之间的相互作用力为斥力，所以圆环对桌面的压力F将大于圆环的重力G1，磁铁对轻绳的拉力F′将小于磁铁的重力G2，选项D正确．

7．(多选)质量为m的金属细杆置于倾角为θ的光滑导轨上，导轨的宽度为d，若给细杆通以如图A、B、C、D所示的电流时，可能使杆静止在导轨上的是()

【答案】AC

【解析】A图中金属杆受重力、沿导轨向上的安培力和支持力，若重力沿导轨向下的分力与安培力相等，则二力平衡，故A正确．B图中金属杆受重力和导轨的支持力，二力不可能平衡，故B错误．C图中金属杆受重力、竖直向上的安培力和支持力，若重力与安培力相等，则二力平衡，不受支持力即可达到平衡，故C正确．D图中金属杆受重力、水平向左的安培力和支持力，三个力不可能达到平衡，故D错误．8．(多选)如图所示，一根通电的直导体棒放在倾斜的粗糙斜面上，置于图示方向的匀强磁场中，处于静止状态．现增大电流，导体棒仍静止，则在增大电流过程中，导体棒受到的摩擦力的大小变化情况可能是()

A ．一直增大

B ．先减小后增大

C ．先增大后减小

D ．始终为零

【答案】 AB

【解析】 若F 安＜mg sin α，因安培力向上，则摩擦力向上，当F 安增大时，F f 减小到零，再向下增大；若F 安＞mg sin α，摩擦力向下，随F 安增大而一直增大；若F 安＝mg sin α，摩擦力为零，随F 安增大摩擦力向下一直增大．故选A 、B.

9.(多选)电磁轨道炮工作原理如图所示。待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触。电流I 从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回。轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场(可视为匀强磁场)，磁感应强度的大小与I 成正比。通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出。现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的办法是( )

A ．只将轨道长度L 变为原来的2倍

B ．只将电流I 增加至原来的2倍

C ．只将弹体质量减至原来的一半

D ．将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L 变为原来的2倍，其他量不变

【答案】BD

【解析】利用动能定理有BIlL ＝12mv 2－0，B ＝kI ，解得v ＝2kI 2lL m

，B 、D 正确。 10.如图，三根相互平行的固定长直导线L 1、L 2和L 3两两等距，均通有电流I ，L 1中电流方向与L 2中的相同，与L 3中的相反．下列说法正确的是( )

A．L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直

B．L3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面垂直

C．L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶1∶3

D．L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为3∶3∶1

【答案】BC

【解析】同向电流相互吸引，反向电流相互排斥．对L1受力分析，如图甲所示，可知L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在的平面平行，故A错误；对L3受力分析，如图乙所示，可知L3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在的平面垂直，故B正确；

设三根导线两两之间的相互作用力的大小为F，则L1、L2受到的磁场作用力的合力大小均等于F，L3受到的磁场作用力的合力大小为3F，即L1、L2、L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶1∶3，故C正确，D错误．

11.如图所示，两平行金属导轨间的距离L＝0.4 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＝0.5 T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场．金属导轨的一端接有电动势E ＝4.5 V、内阻r＝0.5 Ω的直流电源．现把一个质量m＝0.04 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sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，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大小．

【答案】(1)1.5 A(2)0.3 N(3)0.06 N

【解析】(1)根据闭合电路欧姆定律I＝E

R0＋r＝1.5 A.

(2)导体棒受到的安培力

F安＝BIL＝0.3 N.

(3)导体棒受力分析如图，将重力正交分解

F1＝mg sin 37°＝0.24 N，

F1＜F安，根据平衡条件，mg sin 37°＋F f＝F安，

解得F f＝0.06 N.

12.如图所示，电源电动势E＝2 V，内电阻r＝0.5 Ω，竖直导轨电阻可忽略，金属棒的质量m＝0.1 kg，电阻R＝0.5 Ω，它与导轨的动摩擦因数μ＝0.4(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，有效长度L＝0.2 m。为了使金属棒能够靠在导轨外面静止不动，我们施加一与纸面成30°角向里且与金属棒垂直的磁场，问磁场方向是斜向上还是斜向下？磁感应强度B的范围是多大？(g取10 m/s2)

【答案】斜向下 2.95 T≤B≤16.27 T

【解析】

甲

以静止的金属棒为研究对象，其受力情况如图所示。

金属棒对导轨一定有压力，根据左手定则可知磁场方向斜向下。根据平衡条件，如图甲，若摩擦力F f方向向上，则

B1IL sin 30°＋μB1IL cos 30°＝mg

乙

如图乙，若摩擦力方向向下，则

B2IL sin 30°－μB2IL cos 30°＝mg

其中电流I＝E

R＋r

代入数据解得B1＝2.95 T，B2＝16.27 T，

故所求磁感应强度的范围是2.95 T≤B≤16.27 T。

安培力习题附答案

第16讲 安培力 ? 基本知识 1．左手平展，使大拇指与其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内。把左手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心（手心对准N 极，手背对准S 极，四指指向电流方向（既正电荷运动的方向），则拇指的方向就是导体受力方向。 2．电流元分析法：把整段电流等分为很多段直线电流元，先用左手定则判断出小段电流元受到的安培力的方向，再判断整段电流所受的安培力的合力方向，从而确定导体的运动方向。 3．特殊位置分析法：把通电导线转到一个便于分析的特殊位置后判断其安培力方向，从而确定运动方向。 4．等效分析法：环形电流可以等效为小磁针；通电螺线管可以等效为多个环形电流或条形磁铁。 5．推论分析法：两通电导线平行时，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥；通电导线不相互平行时，有转到相互平行且方向相同的趋势。 ? 基础题 1、画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向。 2、如图，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强度为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 ．2BIL 3、如图所示，匀强磁场中有一通以方向如图的稳恒电流的矩形线圈abcd ，可绕其中心轴OO′转动，则在转动过程中( ) A ．ad 和bc 两边始终无磁场力作用 B ．cd 、ba 两边受到的磁场力的大小和方向在转动过程中不断变化 C ．线框受的磁场力在转动过程中合力始终不为零 D ．ab 、cd 两边受到的磁场力的大小和方向在转动过程中始终不变 4、设电流计中的磁场为均匀辐向分布的磁场如图甲所示，图(乙)中abcd 表示的是电流计中的通电线圈.ab=cd=1cm ，ad=bc=0.9cm,共有50匝，线圈两边所在位置的磁感应强度为0.5 T 。已知线圈每偏转1°， 弹簧产生的阻碍线圈偏转的力矩为2.5×10-8 N·m。求： (1) 当线圈中通有0.6 mA 的电流时，线圈偏转的角度； (2) 当线圈转过90°时，该电流表中通过的电流。 5、如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，放置一根长为L ，质量为m ，通过电流为I 的导线，若使导线静止，应该在斜面上施加匀强磁场B 的大小和方向为( ) A ．IL mg B α sin =，方向垂直于斜面向下 B ．IL mg B α sin =，方向垂直于斜面向上 C ．IL mg B α tan =，方向竖直向下

安培力专题分类训练知识讲解

安培力专题分类训练 题型一：电磁场方向的判定 1．⑴．利用右手定则判断电磁场的方向；⑵．注意同一铁芯所绕线圈中的电流方向题1：铁心上有两个线圈，把它们和一个干电池连接起来，已知线圈的电阻比电池的内 阻大得多，如图2所示的图中，哪一种接法铁心的磁性最强（） 2. ⑴．利用右手定则判断电磁场的方向； ⑵．整个通电螺线管可分为上下两部分，而上下两个通电螺线管可看作两根条形磁铁； ⑶．注意同一铁芯所绕线圈中的电流方向； ⑷．中心处的磁场由上下两个通电螺线管的磁场叠加而成； ⑸．电子束可看作通电直导线 题2：如图，在铁环上用绝缘导线缠绕两个相同的线圈a和b。a、b串联 后通入方向如图的电流I，一束电子从纸里经铁环中心射向纸外时（） A.向下偏 B.向上偏 C.向左偏 D.向右偏 题型二：磁通量的求解 1．对条形磁铁而言，φ总=φ内—φ外 题3：如图，a、b、c三个环，水平套在条形磁铁外面，其中a、b两环大 小相同，c环最大，a环位于N极外，b、c两环均位于条形磁铁中部，则穿过三 个环的磁通量（） A. c环最大，a、b环相同； B. 三个环相同； C. b环比c环大； D. b环比a环大。 2. ⑴．磁通量有正负之分；⑵．总的磁通量为各分量的代数和 题4：六根通有等值电流I的绝缘导线，位于同一平面内，围成1、2、3、4 四个面积相等的正方形区域，如图所示。穿过这四个区域的磁通量（） A. 穿过1、3两个区域的磁通量最小； B. 穿过2区指向纸外的磁通量最大； C. 穿过4区指向纸里的磁通量最大； D. 穿过2、4两个区域的磁通量最小。 3. ⑴．磁通量有正负之分；⑵．求磁通量变化量时，注意“+”、“－”符号 题5：如图所示，通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面，第一次将 金属框由Ⅰ平移到Ⅱ第二次将金属框绕cd边翻转到Ⅱ，设先后两次通过金属 框的磁通量变化分别为Δφ1和Δφ2，则（） I a b I I I I I I 1 2 3 4 S N a b

安培力习题附答案

物理同步·选修3-1 学而不思则罔，思而不学则殆！ 第16讲 安培力 基本知识 1．左手平展，使大拇指与其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内。把左手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心（手心对准N 极，手背对准S 极，四指指向电流方向（既正电荷运动的方向），则拇指的方向就是导体受力方向。 2．电流元分析法：把整段电流等分为很多段直线电流元，先用左手定则判断出小段电流元受到的安培力的方向，再判断整段电流所受的安培力的合力方向，从而确定导体的运动方向。 3．特殊位置分析法：把通电导线转到一个便于分析的特殊位置后判断其安培力方向，从而确定运动方向。 4．等效分析法：环形电流可以等效为小磁针；通电螺线管可以等效为多个环形电流或条形磁铁。 5．推论分析法：两通电导线平行时，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥；通电导线不相互平行时，有转到相互平行且方向相同的趋势。 基础题 1、画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向。 2、如图，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强度为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 ．2BIL 3、如图所示，匀强磁场中有一通以方向如图的稳恒电流的矩形线圈abcd ，可绕其中心轴OO′转动，则在转动过程中( ) A ．ad 和bc 两边始终无磁场力作用 B ．cd 、ba 两边受到的磁场力的大小和方向在转动过程中不断变化 C ．线框受的磁场力在转动过程中合力始终不为零 D ．ab 、cd 两边受到的磁场力的大小和方向在转动过程中始终不变 4、设电流计中的磁场为均匀辐向分布的磁场如图甲所示，图(乙)中abcd 表示的是电流计中的通电线圈.ab=cd=1cm ，ad=bc=0.9cm,共有50匝，线圈两边所在位置的磁感应强度为0.5 T 。已知线圈每偏转1°，弹簧产生的阻碍线圈偏转的力矩为2.5×10-8 N·m 。求： (1) 当线圈中通有0.6 mA 的电流时，线圈偏转的角度； (2) 当线圈转过90°时，该电流表中通过的电流。 5、如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，放置一根长为L ，质量为m ，通过电流为I 的导线，若使导线静止，应该在斜面上施加匀强磁场B 的大小和方向为( ) A ．IL mg B α sin = ，方向垂直于斜面向下 B ．IL mg B α sin =，方向垂直于斜面向上 C ．IL mg B α tan =，方向竖直向下 D ．IL mg B α sin =，方向水平向右 6、在等边三角形的三个顶点a 、b 、c 处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图．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 7 、如图所示，一段导线 abcd 位于磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，且与磁场方向（垂直于纸面向里）垂直．线段ab 、bc 和cd 的长度均为L ，且∠abc=∠bcd =135°．流经导线的电流为I ，方向如图中箭头所示．求

安培力综合练习题 经典 (含答案详解)

安培力作用下导体的运动 图355 1．两个相同的轻质铝环能在一个光滑的绝缘圆柱体上自由移动，设大小不同的电流按如图355所示的方向通入两铝环，则两环的运动情况是 ( ) A ．都绕圆柱体转动 B ．彼此相向运动，且具有大小相等的加速度 C ．彼此相向运动，电流大的加速度大 D ．彼此背向运动，电流大的加速度大 答案 B 安培力作用下导体的平衡 图356 2．如图356所示，用两根轻细金属丝将质量为m 、长为l 的金属棒ab 悬挂在c 、d 两处，置于匀强磁场内．当棒中通以从a 到b 的电流I 后，两悬线偏离竖直方向θ角而处于平衡状态．为了使棒平衡在该位置上，所需的磁场的最小磁感应强度的大小、方向为( ) A.mg Il tan θ，竖直向上 B.mg Il tan θ，竖直向下 C.mg Il sin θ，平行悬线向下 D.mg Il sin θ，平行悬线向上 答案 D 解析 要求所加磁场的磁感应强度最小，应使棒平衡时所受的安培力有最小值．由于棒的重力恒定，悬线拉力的方向不变，由画出的力的三角形可知，安培力的最小值为F min ＝mg sin θ，即IlB min ＝mg sin θ，得B min ＝ mg Il sin θ，方向应平行于悬线向上．故选D.

安培力和牛顿第二定律的结合 图357 3．澳大利亚国立大学制成了能把2.2 g 的弹体(包括金属杆EF 的质量)加速到10 km /s 的电磁炮(常规炮弹的速度约为2 km/s)．如图357所示，若轨道宽为2 m ，长为100 m ，通过的电流为10 A ，试求轨道间所加匀强磁场的磁感应强度 (轨道摩擦不计) 答案 55 T 解析 由运动学公式求出加速度a ，由牛顿第二定律和安培力公式联立求出B . 根据 2ax ＝v 2t －v 20得炮弹的加速度大小为 a ＝v 2t 2x ＝(10×103)22×100 m /s 2＝5×105 m/s 2. 根据牛顿第二定律F ＝ma 得炮弹所受的安培力F ＝ma ＝2.2×10－ 3×5×105 N ＝1.1×103 N ， 而F ＝BIL ，所以B ＝F IL ＝1.1×10 3 10×2 T ＝55 T. (时间：60分钟) 题组一 安培力作用下导体的运动 图358 1．把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来，使它的下端刚好跟杯里的水银面相接触，并使它组成如图388所示的电路图．当开关S 接通后，将看到的现象是( ) A ．弹簧向上收缩 B ．弹簧被拉长 C ．弹簧上下跳动 D ．弹簧仍静止不动 答案 C 解析 因为通电后，线圈中每一圈之间的电流是同向的，互相吸引，线圈就缩短，电路就断开了，一断开没电流了，线圈就又掉下来接通电路……如此通断通断，就上下跳动．

高二物理电学专题提升专题24安培力的求解及判定安培力作用下导体的运动问题

专题24 安培力的求解及判定安培力作用下导体的运动问题 一：专题概述 安培力 (1)方向：根据左手定则判断。 F、B、I三者间方向关系：已知B、I的方向(B、I不平行时)，可用左手定则确定F的唯一方向．F⊥B，F ⊥I，则F垂直于B和I所构成的平面，但已知F和B的方向，不能唯一确定I的方向． (2)大小：由公式F＝BIL计算，且其中的L为导线在磁场中的有效长度。如弯曲通电导线的有效长度L等于连接两端点的直线的长度，相应的电流方向沿两端点连线由始端流向末端，如图所示。 二：典例精讲 1．安培力的计算 典例1：如图所示，由不同材料制成的直径AOB和半圆ACB组成的半圆形金属线框放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，半圆的半径为R，线框平面与磁场方向(垂直于纸面向外)垂直，直径AOB沿水平方向。若通以图示方向的电流，从A端流入的电流大小为I，则线框受到的安培力( ) A．方向沿纸面向上，大小为0 B．方向沿纸面向上，大小为2BIR C．方向沿纸面向下，大小为BIR D．方向沿纸面向下，大小为2BIR 【答案】B 【解析】由题图可知，电流从A端流入，从B端流出，则有电流分别通过直导线AOB和半圆形导线ACB，假设通过直导线AOB和半圆形导线ACB的电流大小分别为I1、I2，则I1＋I2＝I。由左手定则可知，直导线AOB受到的安培力沿纸面向上，大小为F1＝2BI1R；半圆形导线ACB受到的安培力可等效成通入电流大小为I2的直导线AOB受到的安培力，由左手定则可知，半圆形导线ACB受到的安培力沿纸面向上，大小为F2＝2BI2R，因此金属线框受到的安培力沿纸面向上，大小为F＝F1＋F2＝2BR(I1＋I2)＝2BIR。选项B正确。

安培力习题附答案

第16讲 安培力 基本知识 1．左手平展，使大拇指与其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内。把左手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心（手心对准N 极，手背对准S 极，四指指向电流方向（既正电荷运动的方向），则拇指的方向就是导体受力方向。 2．电流元分析法：把整段电流等分为很多段直线电流元，先用左手定则判断出小段电流元受到的安培力的方向，再判断整段电流所受的安培力的合力方向，从而确定导体的运动方向。 3．特殊位置分析法：把通电导线转到一个便于分析的特殊位置后判断其安培力方向，从而确定运动方向。 4．等效分析法：环形电流可以等效为小磁针；通电螺线管可以等效为多个环形电流或条形磁铁。 5．推论分析法：两通电导线平行时，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥；通电导线不相互平行时，有转到相互平行且方向相同的趋势。 基础题 1、画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向。 2、如图，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强度为I 的电流时，该V 形通电导线受到的安培力大小为( ) A ．0 B ． C ．BIL D ．2BIL 3、如图所示，匀强磁场中有一通以方向如图的稳恒电流的矩形线圈abcd ，可绕其中心轴OO′转动，则在转动过程中( ) A ．ad 和bc 两边始终无磁场力作用 B ．cd 、ba 两边受到的磁场力的大小和方向在转动过程中不断变化 C ．线框受的磁场力在转动过程中合力始终不为零 D ．ab 、cd 两边受到的磁场力的大小和方向在转动过程中始终不变 4、设电流计中的磁场为均匀辐向分布的磁场如图甲所示，图(乙)中abcd 表示的是电流计中的通电线圈.ab=cd=1cm ，ad=bc=,共有50匝，线圈两边所在位置的磁感应强度为 T 。已知线圈每偏转1°，弹簧产生的 阻碍线圈偏转的力矩为×10-8 N·m。求： (1) 当线圈中通有 mA 的电流时，线圈偏转的角度； (2) 当线圈转过90°时，该电流表中通过的电流。 5、如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，放置一根长为L ，质量为m ，通过电流为I 的导线，若使导线静止，应该在斜面上施加匀强磁场B 的大小和方向为( ) A ．IL mg B α sin =，方向垂直于斜面向下 B ．IL mg B α sin = ，方向垂直于斜面向上

2020年高考回归复习—电学选择之安培力 含答案

高考回归复习—电学选择之安培力 1．通电导线之间存在安培力的作用，若把电流I 1对电流I 2的安培力大小记为1F ，电流2I 对电流I 1的安培力大小记作2F ；电流1I 在导线2处产生的磁感应强度1B ，电流2I 在导线1处产生的磁感应强度2B （ ） A ．若12I I >，则12F F > B ．无论1I 、2I 如何变化，1B 始终与2B 相等 C ．两个安培力1F 、2F 性质相同，大小相等，方向相反 D ．把两导线置于光滑水平面上由静止释放（不计其它作用力），当导线1的加速度较大，则可断定I 2>I 1 2．如图所示，两根相互平行放置的长直导线a 和b 通有大小相等、方向相反的电流，a 受到磁场力的大小为F 1，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a 受到的磁场力大小变为F 2.则此时b 受到的磁场力大小为( ) A ．F 2 B ．F 1-F 2 C ．F 1＋F 2 D ．2F 1-F 2 3．竖直导线ab 与水平面上放置的圆线圈隔有一小段距离，其中直导线固定，线圈可自由运动，当同时通以如图4所示方向的电流时（圆线圈内电流从上向下看是逆时针方向电流），则从左向右看，线圈将（ ）

A．不动。B．顺时针转动，同时靠近导线。 C．顺时针转动，同时离开导线。D．逆时针转动，同时靠近导线。 4．如图所示，条形磁铁压在水平的粗糙桌面上，它的正中间上方有一根长直导线L，导线中通有垂直于纸面向里（即与条形磁铁垂直）的电流。若将直导线L沿竖直向上方向缓慢平移，远离条形磁铁，则在这一过程中（） A．桌面受到的压力将增大B．桌面受到的压力将减小 C．桌面受到的摩擦力将增大D．桌面受到的摩擦力将减小 5．如图，等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点M、N与直流电源两端相接，已如导体棒MN受到的安培力大小为F，则线框LMN 受到的安培力的大小为（） A．2F B．1.5F C．0.5F D．0 6．如图，两根平行放置的长直导线a和b通有大小均为I、方向相反的电流，此时导线b受到的磁场力大小为F。当新加一个与导线所在平面垂直的匀强磁场后，导线b受到的磁场力大小变为2F，则此时a受到的磁场力大小和新加磁场方向的情况分别是（） A．一定为0、可能垂直纸面向外 B．一定为2F、可能垂直纸面向里 C．可能为0、一定垂直纸面向里 D．可能为2F、一定垂直纸面向外 7．在直角三角形PQS中，∠S=30°，O为PS的中点，四根长度均为L的直导线均垂直于纸面并分别固定于P、Q、S、O点。若四根导线均通有大小为I的电流，方向如图所示。已知通电直导线Q在P处产生的

高考物理最新模拟题精选训练磁场专题安培力含解析

专题02 安培力 1.(2017陕西咸阳模拟)如图所示，在光滑水平面上一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来处于静止状态，此时磁铁对水平面的压力为F N1.。现在磁铁左上方位置固定一导体棒，当导体棒中通一垂直纸面向里的电流瞬间，磁铁对水平面的压力变为F N2。同时出现其它变化，则以下说法正确的是 A．弹簧长度将变长 B．弹簧长度将变 C．F N1.>F N2. D．F N1.

磁铁所受安培力向左。对木板和条形磁铁，由平衡条件可知，木板受到地面的摩擦力水平向右，选项C 正确。 3. （2016·武汉模拟）如图所示，○ ×表示电流方向垂直纸面向里，○·表示电流方向垂直纸面向外。两根通电长直导线a 、b 平行且水平放置，a 、b 中的电流强度分别为I 和2I ，此时a 受到的磁场力大小为F 。当在a 、b 的上方再放置一根与a 、b 平行的通电长直导线c 后，a 受到的磁场力大小仍为F ，图中abc 正好构成一个等边三角形，此时b 受到的磁场力大小为 A ．F B ．3F C ．23F D ．7F 【参考答案】D F ’= B ’·2I ·7F ，选项D 正确。 4. （2016河南八市重点高中联考）如图所示，无限长水平直导线中通有向右的恒定电流I ，导线正下方固定一正方形线框。线框中叶通有顺时针方向的恒定电流I ，线框边长为L ，线框上边与直导线平行，且到直导线的距离也为L ，已知在长直导线的磁场中距离长直导线r 处的磁感应强度大小为B=kI/r ，线框质量为m ，则释放线框的一瞬间，线框的加速度可能为

高二物理安培力 磁感应强度·典型例题解析

安培力磁感应强度·典型例题解析 【例1】下列关于磁感应强度大小的说法中正确的是 [ ] A．通电导线受安培力大的地方磁感应强度一定大 B．磁感线的指向就是磁感应强度减小的方向 C．放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小和方向处处相同 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和方向无关 解答：正确的应选D． 点拨：磁场中某点的磁感应强度的大小和方向由磁场本身决定，磁感应强度的大小可由磁感线的疏密来反映．安培力的大小不仅与B、I、L有关，还与导体的放法有关． 【例2】如图16－14所示，其中A、B图已知电流和其所受磁场力的方向，试在图中标出磁场方向．C、D、E图已知磁场和它对电流作用力的方向，试在图中标出电流方向或电源的正负极． [ ] 解答：A图磁场方向垂直纸面向外；B图磁场方向在纸面内垂直F向下； C、D图电流方向均垂直于纸面向里；E图a端为电源负极． 点拨：根据左手定则，电流在磁场中受力的方向既要与磁感线垂直，还要与导线中的电流方向垂直，且垂直于磁感线与电流所决定的平面．【例3】画出图16－15中导线棒ab所受的磁场力方向．

点拨：画出正视图后，再用左手定则判定． 【例4】在水平匀强磁场中，用两根相同的细绳水平悬挂粗细均匀的直导线MN，导线中通以从M到N的电流I，此时绳子受力都是F，为使F＝0，可采用下列方法中的 [ ] A．把电流强度增大到某一值 B．把电流强度减小到某一值 C．使电流I反向 D．使磁场B反向 点拨：用左手定则判定出磁场力方向，再根据平衡知识解决． 参考答案：A 跟踪反馈 1．下列等式中正确的是： [ ] A．1T＝1Wb/m2 B．1T＝1kg/(A·s2) C．1T＝1kg·m2/(A·s2) D．1T＝1N/(A·m) 2．磁场中某点的磁感线如图16－17所示，下列结论中正确的是

安培力专题分类训练教案资料

安培力专题分类训练

安培力专题分类训练 题型一：电磁场方向的判定 1 ?⑴.禾I」用右手定则判断电磁场的方向；⑵.注意同一铁芯所绕线圈中的电 流方向 题1:铁心上有两个线圈，把它们和一个干电池连接起来，已知线圈的电 阻比电池的内阻大得多，如图2所示的图中，哪一种接法铁心的磁性最强 (2).整个通电螺线管可分为上下两部分，而上下两个通电螺线管可看作两根 条形磁铁； ⑶?注意同一铁芯所绕线圈中的电流方向; ⑷.中心处的磁场由上下两个通电螺线管的磁场叠加而成； (5).电子束可看作通电直导线 题2：如图，在铁环上用绝缘导线缠绕两个相同的线圈a和b a、b串联后通入方向如图的电流I，一束电子从纸里经铁环中心射 向纸外时( 题型二：磁通量的求解 A.向下偏 B. 向上偏 C. 向左偏 D. 向右偏 a

1 .对条形磁铁而言，?总=?内一?外 题3：如图，a、b、c三个环，水平套在条形磁铁外面，其中a、b两环大 小相同，c环最大，a环位于N极外，b、c两环均位于条形磁铁中部，则穿过 三个环的磁通量( ) A.c环最大，a、b环相同； B.三个环相同；彳「. 111 C.b环比c环大； D.b环比a环大。 2 1 d 3 4 I nn 2.⑴.磁通量有正负之分；(2).总的磁通量为各分量的代1 数和 题4:六根通有等值电流I的绝缘导线，位于同一平面内，围成1、2、3、 4四个面积相等的正方形区域，如图所示。穿过这四个区域的磁通量 ( ) A.穿过1、3两个区域的磁通量最小； B.穿过2区指向纸外的磁通量最大； C.穿过4区指向纸里的磁通量最大； D. 穿过2、4两个区域的磁通量最 小。 3.⑴.磁通量有正负之分; ⑵.求磁通量变化量时，注意“— 题5:如图所示，通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面，第一次将金 属框由I平移到U第二次将金属框绕cd边翻转到 U,设先后两次通过金属框的磁通量变化分别为厶如和Ach,则 ( ) A. A(t i>A^2 B. △^ = △?2 C. A^I

安培力经典计算题

安培力复习 1．把轻的长方形线圈用细线挂在载流直导线AB 的附近，两者在同一平面内，直导线AB 固 定，线圈可以活动，当长方形线圈通以如图所示的电流时，线圈将（ ） （A ）不动 （B ）靠近导线AB （C ）离开导线AB （D ）发生转动，同时靠近导线AB 答案：B 2．长直电流I 2与圆形电流I 1共面，并与其一直径相重合（但两者绝缘），如图所示。设长 直导线不动，则圆形电流将（ ） （A ）绕I 2旋转（B ）向右运动（C ）向左运动（D ）不动 答：B 3．在均匀磁场中，放置一个正方形的载流线圈使其每边受到的磁 力的大小都相同的方法有（ ） （A ）无论怎么放都可以；（B ）使线圈的法线与磁场平行；（C ） 使线 圈的法线与磁场垂直；（D ）（B ）和（C ）两种方法都可以 答：B 4．一平面载流线圈置于均匀磁场中，下列说法正确的是（ ） （A ）只有正方形的平面载流线圈，外磁场的合力才为零。 （B ）只有圆形的平面载流线圈，外磁场的合力才为零。 （C ）任意形状的平面载流线圈，外磁场的合力和力矩一定为零 （D ）任意形状的平面载流线圈，外磁场的合力一定为零，但力矩不一定为零。 答：D 1． 截面积为S 、密度为ρ的铜导线被弯成正方形的三边，可以绕水平轴O O '转动，如图 所示。导线放在方向竖直向上的匀强磁场中，当导线中的电流为I 时，导线离开原来的竖直 位置偏转一个角度θ而平衡。求磁感应强度。若S =2mm 2，ρ=8.9g/cm 3，θ=15°，I =10A ，磁感应强度大小为多少？ 解：磁场力的力矩为 θθθcos cos cos 2212BIl l BIl Fl M F ===(3分) 重力的力矩为 θ ρθρθρsin 2sin 212sin 22221gSl l gSl l gSl M mg =?+?= （3分） 由平衡条件 mg F M M =，得 O O ' θI O O ' θI mg 1l 2l

高中物理选修3-1安培力习题及答案

安培力练习题 一、不定项选择题 1．关于磁场和磁感线的描述，正确的说法有[] A．磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种物质 B．磁感线可以形象地表现磁场的强弱与方向 C．磁感线总是从磁铁的北极出发，到南极终止 D．磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列出的曲线，没有细铁屑的地方就没有磁感线 2．一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针上方，并与磁针指向平行，能使磁针的S极转向纸内，如图1所示，那么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．问左飞行的负离子束 3．铁心上有两个线圈，把它们和一个干电池连接起来，已知线圈的电阻比电池的内阻大得多，如图2所示的图中，哪一种接法铁心的磁性最强[] 4．关于磁场，以下说法正确的是[] A．电流在磁场中某点不受磁场力作用，则该点的磁感强度一定为零 B．磁场中某点的磁感强度，根据公式B=F/I·l，它跟F，I，l都有关 C．磁场中某点的磁感强度的方向垂直于该点的磁场方向 D．磁场中任一点的磁感强度等于磁通密度，即垂直于磁感强度方向的单位面积的磁通量 5．磁场中某点的磁感应强度的方向[]

A．放在该点的通电直导线所受的磁场力的方向 B．放在该点的正检验电荷所受的磁场力的方向 C．放在该点的小磁针静止时N极所指的方向 D．通过该点磁场线的切线方向 6．下列有关磁通量的论述中正确的是[] A．磁感强度越大的地方，穿过线圈的磁通量也越大 B．磁感强度越大的地方，线圈面积越大，则穿过线圈的磁通量越大 C．穿过线圈的磁通量为零的地方，磁感强度一定为零 D．匀强磁场中，穿过线圈的磁感线越多，则磁通量越大 7．如图3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，导线与磁铁垂直，并通以垂直纸面向外的电流，[] A．磁铁对桌面的压力减小、不受桌面摩擦力的作用 B．磁铁对桌面的压力减小、受到桌面摩擦力的作用 C．磁铁对桌面的压力增大，个受桌面摩擦力的作用 D．磁铁对桌面的压力增大，受到桌面摩擦力的作用 8．如图4所示，将通电线圈悬挂在磁铁N极附近：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[] A．转动同时靠近磁铁B．转动同时离开磁铁

安培力习题(附答案)

高二级物理科（理科）安培力习题训练20151228 班级：座号：姓名： 1、如图所示，通电导体棒AC静止于水平导轨上，棒的质量为m长为l，通过的电流强度为I，匀强磁场的磁感强度B的方向与导轨平面成θ角，求导轨受到AC棒的压力和摩擦力各为多大？ 2、在倾角为α的光滑斜轨上，置有一通有电流I，长为L，质量为m的导体棒，如图所示： （1）欲使棒静止在斜轨上，所加匀强磁场的磁感强度B的最小Array值为多少？方向如何？ （2）欲使棒静止在斜轨上，且对斜轨无压力，所加匀强磁场B 的大小是多少？方向如何？ 3、如图，水平放置的光滑的金属导轨M、N，平行地置于匀强磁场中，间距为d，磁场的磁感强 度大小为B,方向与导轨平面夹为α，金属棒ab的质量为m，放在导轨上且与导轨垂直。电源电动 势为ε，定值电阻为R,其余部分电阻不计。则当电键调闭合的瞬间，棒ab的加速度为多大？

4、如图所示，导体杆ab质量为m，电阻为R，放在与水平面夹角为θ的倾斜金属导轨上，导轨间距为d，电阻不计，系统处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，电池内阻不计.问：（1）导体光滑时E为多大能使导体杆静止在导轨上？ （2）若导体杆与导轨间的动摩擦因数为μ，且不通电时导体杆不能静止在导轨上，要使杆静止在导轨上，E应为多大？ 5、如图所示，宽为l的金属框架和水平面夹角为α，并处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于框架平面．导体棒ab的质量为m，长度为d置于金属框架上时将向下匀加速滑动，导体棒与框架之间的最大静摩擦力为f．为使导体棒静止在框架上，将电动势为E，内阻不计的电源接入电路，若框架与导体棒的电阻不计，求需要接入的滑动变阻器R的阻值范围．

高中物理安培力练习题专题训练

磁场 右手定则 1.如图所示，E、F分别表示蓄电池两极，P、Q分别表示螺线管两端．当闭合开关时，发现小磁针N极偏向螺线管Q端．下列判断正确的是( )多选 A．F为蓄电池正极 B．螺线管P端为S极 C．流过电阻R的电流方向向下 D．管内磁场方向由Q指向P 2.下列各图中，已标出电流I、磁感应强度B的方向，其中符合安培定则的是（） A． B． C． D． 3.如右下图所示，有一根直导线上通以恒定电流I，方向垂直纸面向内，且和匀强磁场B垂直，则在图中圆周上，磁感应强度数值最大的点是（） A．a点 B．b点 C．c点 D．d点 4.根据安培分子电流假说的思想，认为磁场是由于运动电荷产生的，这种思想如果对地磁场也适用，而目前在地球上并没有发现相对地球定向移动的电荷，那么由此推断，地球应该( ) A．带负电 B．带正电 C．不带电 D．无法确定 5.如图所示为磁场作用力演示仪中的赫姆霍兹线圈，线圈中心处挂有一根小磁针，小磁针与线圈在同一平面内，当赫姆霍兹线圈通以如图所示方向的电流时( ) A．小磁针N极向里转 B．小磁针N极向外转 C．小磁针在纸面内向左摆动 D．小磁针在纸面内向右摆动 6.当导线中分别通以图示方向的电流，小磁针静止时北极指向读者的是( ) A B C D 左手定则 1.一束粒子沿水平方向飞过小磁针的下方，如图所示，此时小磁针的S极向纸内偏转，这一束粒子不可能的是（） A．向右飞行的正离子束 B．向左飞行的负离子束 C．向右飞行的电子束 D．向左飞行的电子束 2.下列各图中标出了匀强磁场中通电直导线受安培力的方向，正确的是( ) 3.如图，两方向相同的直线电流P、Q，若I p＞I q，P、Q受到安培力大小分别为F1和F2，则P和Q( ) A．相互吸引．F 1＞F2 B．相互排斥．F1＞F2 C．相互排斥．F1=F2 D．相互吸引．F1=F2

安培力专题训练

1．如图所示，在光滑水平面上一轻质弹簧将固定挡板和一条形磁铁连接起来，此时磁铁对水平面的压力为N1，现在磁铁左上方位置固定一导体棒，当导体棒中通有垂直纸面向里的电流后，磁铁对水平面的压力为N2，则以下说法正确的是（） A．弹簧长度将变长，N1> N2 B．弹簧长度将变短，N1> N2 C．弹簧长度将变长，N1< N2 D．弹簧长度将变短，N1< N2 2．如图，在与磁感应强度为B的匀强磁场垂直的平面内，有一根长为s的导线，量得导线的两个端点间的距离ab=d，导线中通过的电流为I，则下列有关导线受安培力大小和方向的正确表述是（）A．大小为BIs，方向沿ab指向b B．大小为BIs，方向垂直ab C．大小为BId，方向沿ab指向a D．大小为BId，方向垂直ab 3．如图所示，三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距，通过L1、L2、L3中的电流大小相等，L1、L2中的电流方向垂直纸面向里，L3中的电流方向垂直纸面向外，在三根导线与纸面的交点所构成的等边三角形的中心上放有一电流方向垂直纸面向外的通电长直导线则该导线受到的安培力的方向为（） A．指向L1 B．指向L2 C．背离L3 D．指向L3 4．关于通电直导线周围磁场的磁感线分布，下列示意图中正确的是（） A．B．C．D． 5．利用如图所示的电路测定一节干电池的电动势和内电阻,要求尽量减小实验误差。供选择的器材有：A．电流表A（0-0.6A） B．电压表V1（0-3V） C．电压表V2（0-15V） D．滑动变阻器R1（0-20Ω） E.滑动变阻器R2（0-200Ω） F.定值电阻R0=1Ω G.开关一个,导线若干 （1）实验中电压表应选用______,滑动变阻器应选用______（选填相应器材前的字母） （2）某位同学记录了6组数据,对应的点已经标在坐标纸上。并根据所画图线可得出干电池的电动势E=______V,内电阻r=______。（结果均保留两位有效数字）

安培力习题附答案

第16讲安培力基本知识 1．左手平展，使大拇指与其余四指垂直，并且都跟手 掌在一个平面内。把左手放入磁场中，让磁感线垂直穿 入手心（手心对准N极，手背对准S极，四指指向电流 方向（既正电荷运动的方向），则拇指的方向就是导体 受力方向。 2．电流元分析法：把整段电流等分为很多段直线电流元，先用左手定则判断出小段电流元受到的安培力的方向，再判断整段电流所受的安培力的合力方向，从而确定导体的运动方向。 3．特殊位置分析法：把通电导线转到一个便于分析的特殊位置后判断其安培力方向，从而确定运动方向。4．等效分析法：环形电流可以等效为小磁针；通电螺线管可以等效为多个环形电流或条形磁铁。 5．推论分析法：两通电导线平行时，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥；通电导线不相互平行时，有转到相互平行且方向相同的趋势。 基础题 1、画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向。 2、如图，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强度为I的电流时，该V形通电导线受到的安培力大小为( ) A．0 B． C．BIL D．2BIL 3、如图所示，匀强磁场中有一通以方向如图的稳恒电流的矩形线圈abcd，可绕其中心轴OO′转动，则在转动过程中( ) A．ad和bc两边始终无磁场力作用 B．cd、ba两边受到的磁场力的大小和方向在转动过程中不断变化 C．线框受的磁场力在转动过程中合力始终不为零D．ab、cd两边受到的磁场力的大小和方向在转动过程中始终不变 4、设电流计中的磁场为均匀辐向分布的磁场如图甲所

示，图(乙)中abcd 表示的是电流计中的通电线圈.ab=cd=1cm ，ad=bc=,共有50匝，线圈两边所在位置的磁感应强度为 T 。已知线圈每偏转1°，弹簧产生的阻碍线圈偏转的力矩为×10-8 N·m。求： (1) 当线圈中通有 mA 的电流时，线圈偏转的角度； (2) 当线圈转过90°时，该电流表中通过的电流。 5、如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，放置一根长 为L ，质量为m ，通过电流为I 的导线，若使导线静止，应该在斜面上施加匀强磁场B 的大小和方向为( ) A ．IL mg B α sin =，方向垂直于斜面向下 B ．IL mg B α sin = ，方向垂直于斜面向上 C ．IL mg B α tan =，方向竖直向下 D ．IL mg B α sin = ，方向水平向右 6、在等边三角形的三个顶点a 、b 、c 处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图．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 7、如图所示，一段导线abcd 位于磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，且与磁场方向（垂直于纸面向里）垂直．线段ab 、bc 和cd 的长度均为L ，且∠abc=∠bcd =135°．流经导线的电流为I ，方向如图中箭头所示．求导线abcd 所受到的磁场的作用力的合力的大小和方向。 8、如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央 的上方固定一根长直导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向里的电流，则( ) A ．磁铁对桌面压力增加且不受桌面的摩擦力作用 B ．磁铁对桌面压力增加且受到桌面的摩擦力作用 C ．磁铁对桌面压力减小且不受桌面的摩擦力作用 D ．磁铁对桌面压力减小且受到桌面的摩擦力作用 9、一个可以自由运动的线圈L 1和一个固定的线圈L 2互相绝缘垂直放置，且两个线圈圆心重合，当两线圈通入如图所示的电流时，从左向右看线圈L 1将( ) A ．不动 B ．逆时针转动 C ．顺时针转动 D ．向纸面外运动

安培力练习题及答案全新

安培力练习题 1、如图1所示，放在蹄形磁铁两极间的导体棒ab ，当通有由b 向a 的电流时，受到的安培力方向向右，则磁铁的上端是 极；如果磁铁上端是S 极，导体棒中的电流方向由a 向b ，则导体棒受到的安培力方向为 ．(选填“向左”、“向右”) 2、如图2所示，在同一水平面内宽为2m 的两导轨互相平行，并处在竖直向上的匀强磁场中，一根质量为3.6kg 的金属棒放在导轨上，当金属棒中的电流为2A 时，金属棒做匀速运动； 当金属棒中的电流增加到8A 时，金属棒获得2m/s 2的加速度，则磁场的磁感应强度大小 为 T 。 3、如图3所示，“U ”形导轨宽L ，与水平面夹角为α，垂直于导轨平面向上的匀强磁场的磁感应强度为B.一根质量为m 、长也是L 的金属棒搭在导轨上，金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ，回路中的电流强度为I ，这时金属棒保持水平静止但有下滑趋势，则金属棒受到的摩擦力的大小为_________. 4、如图4，在阴极射管正下方平行放置一根通有足够强直流电流的长直导线，且导线中电流方向水平向右，则阴极射线 将 （ ） A ．向上偏转 B ．向下偏转 C ．向纸内偏转 D ．向纸外偏转 5、如图5，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 。为使F ＝0，可能达到要求的方法 是 （ ） A ．加水平向右的磁场 B ．加水平向左的磁场 C ．加垂直纸面向里的磁场 D ．加垂直纸面向外的磁场 6、 如图6所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线A ，A 与螺线管垂直，A 导线中的电流方向垂直纸面向里，开关S 闭合，A 受到通电螺线管磁场的作用力的方向是 （ ） A ．水平向左 B ．水平向右 C ．竖直向下 D ．竖直向上 7、如图7，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强度为I 的电流时，该V 形通电导线受到的安培力大小为（ ） 图1 图2 图3 图4 图5 图6 图7

高中物理安培力作用下的导体专题辅导

安培力作用下的导体 山东李瑞芳张启光 通电导线或线圈在磁场中会受到磁场对它的安培力作用，定性分析通电导线或线圈所受安培力或安培力作用下的运动趋势有以下几种方法： 1、电流元法：当导线所在处磁场不同时，把导线分为很多小段，分析每小段的受力，再求整段导线所受的合力，确定导线的运动方向。 2、特殊位置法：把通电导线转到一个便于分析的特殊位置后再判断其所受安培力，一般转过90°后分析其受力和运动趋势。 3、等效法：环形电流可等效为小磁针，条形磁铁和通电螺线管可等效成环形电流。 4、结论法：电流间的相互作用，当两电流平行时，同向相吸、反向相斥；当两电流不共面时，有转动趋势，转到同向且相互靠近，另外导体在安培力作用下，只要有转动趋势的一定会相互吸引。 5、转换研究对象法：力的作用是相互的，电磁力也是相互的，如当电流与磁体发生相互作用时，直接求电流对磁体的作用力不方便，可先求出电流受力，再根据牛顿第三定律求磁体受力。 例1. 如图1所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁的正上方，导线可自由运动，通图中电流时，从上向下看导线的运动情况是（） A. 顺时针转动同时下降 B. 顺时针转动同时上升 C. 逆时针转动同时下降 D. 逆时针转动同时上升 解析：根据磁铁磁场的分布，画出电流所在处的磁感线如图1，左右两侧磁场方向变化，由左手定则可判断左侧受力向里，右侧受力向外，导线发生转动。再假设其转过90°，则电流垂直于纸面向外，而磁场水平向左，可判断受力向下，所以从上向下看导线顺时针转动的同时下降，本题正确答案为A。 点评：电流元法和特殊位置法结合是分析磁铁产生的磁场中直线电流所受安培力的常用方法。首先明确磁场分布，注意磁场与电流间的方向关是否变化，若变化则把整段电流分为很多小段，先用左手定则判断出每一小段所受安培力，再分析整体所受安培力，判断其是否会发生转动，对转动的情况先分析清楚转动方向，再采用特殊位置法，分析其转过90°后所受安培力和运动趋势，此法也称为程序法。 例2. 如图2所示，两相同的圆形线圈，圆心重合且环面垂直放置，其中竖直线圈b固定，水平线圈a可以自由运动，当两线圈中通以如图2所示电流时，从左侧向右观察，线圈a将（）

安培力综合练习题---经典-(含答案详解)

安培力综合练习题---经典-(含答案详解)

安培力作用下导体的运动 图355 1．两个相同的轻质铝环能在一个光滑的绝缘圆柱体上自由移动，设大小不同的电流按如图355所示的方向通入两铝环，则两环的运动情况是()

A．都绕圆柱体转动 B．彼此相向运动，且具有大小相等的加速度C．彼此相向运动，电流大的加速度大 D．彼此背向运动，电流大的加速度大 答案 B 安培力作用下导体的平衡 图356 2．如图356所示，用两根轻细金属丝将质量为m、长为l的金属棒ab悬挂在c、d两处，置于匀强磁场内．当棒中通以从a到b的电流I后，两悬线偏离竖直方向θ角而处于平衡状态．为了使棒平衡在该位置上，所需的磁场的最小磁感应

强度的大小、方向为( ) A.mg Il tan θ，竖直向上 B.mg Il tan θ，竖直向下 C.mg Il sin θ，平行悬线向下 D.mg Il sin θ，平行悬线向上 答案 D 解析 要求所加磁场的磁感应强度最小，应使棒平衡时所受的安培力有最小值．由于棒的重力恒定，悬线拉力的方向不变，由画出的力的三角形

可知，安培力的最小值为F min＝mg sin θ，即IlB min ＝mg sin θ，得B min＝mg Il sin θ，方向应平行于悬线向上．故选D. 安培力和牛顿第二定律的结合 图357 3．澳大利亚国立大学制成了能把2.2 g的弹体(包括金属杆EF的质量)加速到10 km/s的电磁炮(常规炮弹的速度约为2 km/s)．如图357所示，若轨道宽为2 m，长为100 m，通过的电流为10 A，试求轨道间所加匀强磁场的磁感应强度(轨道摩擦不计)