考點(diǎn)30磁場(chǎng)一猿場(chǎng)及破場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力

1.能列舉磁現(xiàn)象在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。了解我國(guó)古代在磁現(xiàn)象方面的研究成

果及其對(duì)人類文明的影響。關(guān)注與磁相關(guān)的現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展。

2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)磁場(chǎng)。了解磁感應(yīng)強(qiáng)度，會(huì)用磁感線描述磁場(chǎng)。體會(huì)物理

新課程標(biāo)準(zhǔn)

模型在探索自然規(guī)律中的作用。

3.通過(guò)實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)安培力。能判斷安培力的方向，會(huì)計(jì)算安培力的大小。了

解安培力在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。

考查的內(nèi)容主要體現(xiàn)在對(duì)科學(xué)思維、運(yùn)動(dòng)與相互作用觀念等物理學(xué)科的核心

素養(yǎng)的要求。考查頻率高，題目綜合性強(qiáng)，會(huì)綜合牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)

命題特點(diǎn)

律，注重與電場(chǎng)、磁場(chǎng)的滲透，注重生產(chǎn)、生活、當(dāng)今熱點(diǎn)、現(xiàn)代科技的聯(lián)

系。

試題匕活實(shí)踐類生活和科技、地磁場(chǎng)、電磁炮、等

情境學(xué)習(xí)探究類通電導(dǎo)線在安培力作用下的平衡與加速問(wèn)題，

考向一、安培定則磁場(chǎng)的疊加

考向二、安培力作用下導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的判斷

考向三、安培力作用下的平衡和加速問(wèn)題

考向四、與安培力相關(guān)的STSE問(wèn)題

考向一、安培定則磁場(chǎng)的疊加

、磁場(chǎng)、磁感應(yīng)強(qiáng)度

1.磁場(chǎng)的基本性質(zhì)

磁場(chǎng)對(duì)處于其中的磁體、電流和運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用。

2.磁感應(yīng)強(qiáng)度

(1)物理意義：描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向。

F

(2)定義式：［(通電導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng))。

(3)方向：小磁針靜止時(shí)N極的指向。

(4)單位：特斯拉，符號(hào)為T(mén)。

3.勻強(qiáng)磁場(chǎng)

(1)定義：磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小處處相等、方向處處相同的磁場(chǎng)稱為勻強(qiáng)磁場(chǎng)。

(2)特點(diǎn)：磁感線是疏密程度相同、方向相同的平行直線。

4.地磁場(chǎng)

(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1所示。

地磁s極地理北極

(2)在赤道平面上，距離地球表面高度相等的各點(diǎn)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相簧，方向水平向北。

5.磁場(chǎng)的疊加

磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，計(jì)算時(shí)與力的計(jì)算方法相同，利用平行四邊形定則或正交分解法進(jìn)行合成與分解。

二、磁感線和電流周圍的磁場(chǎng)

1.磁感線的特點(diǎn)

(1)磁感線上某點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。

(2)磁感線的疏密程度定性地表示磁場(chǎng)的強(qiáng)窕，在磁感線較密的地方磁場(chǎng)較強(qiáng)；在磁感線較疏的地方磁場(chǎng)較

弱。

①磁感線是閉合曲線，沒(méi)有起點(diǎn)和終點(diǎn)，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。

②同一磁場(chǎng)的磁感線不中斷、不相交、不相切。

③磁感線是假想的曲線，客觀上并不存在。

2.幾種常見(jiàn)的磁場(chǎng)

(1)條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁場(chǎng)(如圖3所示)

條形磁鐵蹄形磁鐵

(2)電流的磁場(chǎng)

直線電流的磁場(chǎng)通電螺線管的磁場(chǎng)環(huán)形電流的磁場(chǎng)

無(wú)磁極、非勻強(qiáng)，且距導(dǎo)與條形磁鐵的磁場(chǎng)相似,環(huán)形電流的兩側(cè)是N極和

特點(diǎn)

線越遠(yuǎn)處磁場(chǎng)越弱管內(nèi)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)且磁場(chǎng)最S極，且離圓環(huán)中心越遠(yuǎn)，

強(qiáng)，管外為非勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁場(chǎng)越弱

安培

定則■N

立體逸

圖港

1XLJt.X

橫截x?x*AA,

?xXX.

面圖

??

?XX

縱截

X

*XXL____

N[__

面圖X

?1JXX(60O0、

【典例1】（多選）（2022年全國(guó)高考乙卷物理試題5）安裝適當(dāng)?shù)能浖?，利用智能手機(jī)中的磁傳感器可以

測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度B。如圖，在手機(jī)上建立直角坐標(biāo)系，手機(jī)顯示屏所在平面為xOy面。某同學(xué)在某地對(duì)地

磁場(chǎng)進(jìn)行了四次測(cè)量，每次測(cè)量時(shí)y軸指向不同方向而z軸正向保持豎直向上。根據(jù)表中測(cè)量結(jié)果可推知

()

測(cè)量序號(hào)Bx/^TBy/|1TBz41T

1021-45

20-20-46

3210-45

4-210-45

A.測(cè)量地點(diǎn)位于南半球

B.當(dāng)?shù)氐牡卮艌?chǎng)大小約為50pT

C.第2次測(cè)量時(shí)y軸正向指向南方

D第3次測(cè)量時(shí)y軸正向指向東方

【答案】BC

【解析】A.如圖所示

地球可視為一個(gè)磁偶極，磁南極大致指向地理北極附近，磁北極大致指向地理南極附近。通過(guò)這兩個(gè)磁極

的假想直線（磁軸）與地球的自轉(zhuǎn)軸大約成11.3度的傾斜。由表中z軸數(shù)據(jù)可看出z軸的磁場(chǎng)豎直向下，

則測(cè)量地點(diǎn)應(yīng)位于北半球，A錯(cuò)誤；

B.磁感應(yīng)強(qiáng)度為矢量，故由表格可看出此處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大致為

計(jì)算得B=50pTB正確；

CD.由選項(xiàng)A可知測(cè)量地在北半球，而北半球地磁場(chǎng)指向北方斜向下，則第2次測(cè)量，測(cè)量紇＜0,故y

軸指向南方，第3次測(cè)量及＞0,故x軸指向北方而y軸則指向西方，C正確、D錯(cuò)誤。

故選BC。

【典例2】有人根據(jù)13=三F提出以下說(shuō)法,其中正確的是（）

A.磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受的磁場(chǎng)力F成正比

B,磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與乘積n成反比

C.磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B不一定等于與

D.通電直導(dǎo)線在某點(diǎn)所受磁場(chǎng)力為零，則該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度B為零

【答案】C

F

【解析】磁感應(yīng)強(qiáng)度B=與是用比值定義法定義B的，但磁感應(yīng)強(qiáng)度是磁場(chǎng)的固有性質(zhì)，與通電導(dǎo)線所

F

受磁場(chǎng)力F及乘積II等外界因素?zé)o關(guān)，A、B錯(cuò)誤；B=三是在通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)垂直的情況下得出的，如果

不垂直，設(shè)通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向夾角為0,則根據(jù)F=：^Bsin0得B=武石，即B不一定等于專，C正確；如

果9=0,雖然B，0,但F=0,故D錯(cuò)誤。

練習(xí)1、（2022年6月浙江省普通高中學(xué)業(yè)水平等級(jí)性考試）5.下列說(shuō)法正確的是（）

A.恒定磁場(chǎng)對(duì)靜置于其中的電荷有力的作用

B.小磁針N極在磁場(chǎng)中的受力方向是該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向

C.正弦交流發(fā)電機(jī)工作時(shí)，穿過(guò)線圈平面的磁通量最大時(shí)，電流最大

D.升壓變壓器中，副線圈的磁通量變化率大于原線圈的磁通量變化率

【答案】B

【解析】A.恒定磁場(chǎng)對(duì)速度不平行于磁感線的運(yùn)動(dòng)電荷才有力的作用，A錯(cuò)誤；

B.小磁針N極在磁場(chǎng)中的受力方向是該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，B正確；

C.正弦交流發(fā)電機(jī)工作時(shí)，穿過(guò)線圈平面的磁通量最大時(shí)，電流為0,c錯(cuò)誤；

D.根據(jù)變壓器的原理可知，副線圈中磁通量的變化率小于或等于原線圈中磁通量的變化率，D錯(cuò)誤。

故選B。

練習(xí)2、（2021.全國(guó)甲卷）兩足夠長(zhǎng)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OQ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(wú)限長(zhǎng)直

導(dǎo)線通過(guò)電流I時(shí)，所產(chǎn)生的磁場(chǎng)在距離導(dǎo)線d處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,則圖中與導(dǎo)線距離均為d的M、

N兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為（）

A.B、0B.0、2B

C.2B、2BD.B、B

【答案】B

【解析】根據(jù)題意，利用右手螺旋定則判斷可知，兩條導(dǎo)線在M點(diǎn)產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向

相反，因此M點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0；兩條導(dǎo)線在N點(diǎn)產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同，因此

N點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B,故選項(xiàng)B正確，A、C、D錯(cuò)誤.

【巧學(xué)妙記】

1.安培定則的應(yīng)用

在運(yùn)用安培定則判定直線電流和環(huán)形電流的磁場(chǎng)時(shí)應(yīng)分清“因”和“果”。

原因(電流方向)結(jié)果(磁場(chǎng)方向)

直線電流的磁場(chǎng)拇指四指

環(huán)形電流的磁場(chǎng)四指拇指

2.磁場(chǎng)疊加問(wèn)題的解題思路

(1)確定磁場(chǎng)場(chǎng)源，如通電導(dǎo)線。

⑵定位空間中需求解磁場(chǎng)的點(diǎn)，利用安培定則判定各個(gè)場(chǎng)源在這一點(diǎn)上產(chǎn)生

的磁場(chǎng)的大小和方向。如圖所示為N在c點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)2用、BN。

(3)應(yīng)用平行四邊形定則進(jìn)行合成，如圖中的合磁場(chǎng)Bo

考向二、安培力作用下導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的判斷

1.問(wèn)題特點(diǎn)

安培力作用下導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題與力學(xué)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題一樣，同樣遵從力學(xué)基本規(guī)律，只是研究對(duì)象所受的力

中多分析一個(gè)安培力而已。

2.規(guī)律分析

判定通電導(dǎo)體在安培力作用下的運(yùn)動(dòng)方向或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，首先必須弄清楚導(dǎo)體所在位置的磁感線分布情況,

再弄清楚導(dǎo)體中電流的方向，然后利用左手定則準(zhǔn)確判定導(dǎo)體的受力情況，進(jìn)而確定導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向或運(yùn)

動(dòng)趨勢(shì)。

3.五種常用判定方法

左手定則

分割為電流元——＞安培力方向一整段導(dǎo)體所受合力方向一＞

電流元法

運(yùn)動(dòng)方向

特殊位置法在特殊位置一＞安培力方向一＞運(yùn)動(dòng)方向

環(huán)形電流小磁針；

等效法

條形磁鐵通電螺線管多個(gè)環(huán)形電流

同向電流互相吸引，反向電流互相排斥；兩不平行的直線電流相互

結(jié)論法

作用時(shí)，有轉(zhuǎn)到平行且電流方向相同的趨勢(shì)

定性分析磁體在電流磁場(chǎng)作用下如何運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的問(wèn)題，可先

轉(zhuǎn)換研究

分析電流在磁體磁場(chǎng)中所受的安培力，然后由牛頓第三定律，確定

對(duì)象法

磁體所受電流磁場(chǎng)的作用力，從而確定磁體所受合力及運(yùn)動(dòng)方向

【典例3】（2021.廣東卷）截面為正方形的絕緣彈性長(zhǎng)管中心有一固定長(zhǎng)直導(dǎo)線,長(zhǎng)管外表面固定著對(duì)稱

分布的四根平行長(zhǎng)直導(dǎo)線，若中心直導(dǎo)線通入電流11,四根平行直導(dǎo)線均通入電流12,Ii?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(zhǎng)管發(fā)生形變的是（）

【答案】C

【解析】因L?l2,則可不考慮四個(gè)邊上的直導(dǎo)線之間的相互作用；根據(jù)兩通電直導(dǎo)線間的安培力作用滿足

“同向電流相互吸引，異向電流相互排斥”，則正方形左右兩側(cè)的直導(dǎo)線要受到中心長(zhǎng)直導(dǎo)線的吸引，形成凹

形，正方形上下兩邊的直導(dǎo)線要受到中心長(zhǎng)直導(dǎo)線的排斥，形成凸形，故變形后的形狀如選項(xiàng)C,故選C。

【典例4】（2022?上海師大附中高三學(xué)業(yè)考試）水平桌面上一條形磁體的上方,有一根通電直導(dǎo)線由S極的上

端平行于桌面移到N極上端的過(guò)程中，磁體始終保持靜止，導(dǎo)線始終保持與磁體垂直，電流方向如圖所示.則

在這個(gè)過(guò)程中，磁體受到的摩擦力的方向和桌面對(duì)磁體的彈力（）

SN

A.摩擦力始終為零，彈力大于磁體重力

B.摩擦力始終不為零，彈力大于磁體重力

C.摩擦力方向由向左變?yōu)橄蛴?，彈力大于磁體重力

D.摩擦力方向由向右變?yōu)橄蜃?，彈力小于磁體重力

【答案】C

【解析】如圖所示，導(dǎo)線在S極上方時(shí)所受安培力方向斜向左上方，由牛頓第三定律可知，磁體受到

的磁場(chǎng)力斜向右下方，磁體有向右的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，則磁體受到的摩擦力水平向左；磁體對(duì)桌面的壓力大于磁

體的重力，因此桌面對(duì)磁體的彈力大于磁體重力；

Bi

如圖所示，當(dāng)導(dǎo)線在N極上方時(shí)，導(dǎo)線所受安培力方向斜向右上方，由牛頓第三定律可知，磁體受到的磁

場(chǎng)力斜向左下方，磁體有向左的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，則磁體受到的摩擦力水平向右；磁體對(duì)桌面的壓力大于磁體的

重力，因此桌面對(duì)磁體的彈力大于磁體重力；由以上分析可知，磁體受到的摩擦力先向左后向右，桌面對(duì)

磁體的彈力始終大于磁體的重力，故A、B、D錯(cuò)誤，C正確.

練習(xí)3、（2022.河北省石家莊市高三下一模）用一根導(dǎo)線圍成如圖所示的回路KLMN,KN和LM是半徑分

別為ON、OM的同心圓弧，O為圓心，KL和NM沿圓的半徑方向，一圓環(huán)和KLMN在同一平面內(nèi)，圓環(huán)

的圓心也在。點(diǎn)，在圓環(huán)和回路KLMN中分別通以如圖所示的恒定電流L、L，圓環(huán)固定，則下列說(shuō)法正

確的是（）

A.圓環(huán)對(duì)KN段圓弧的斥力大于對(duì)LM段圓弧的引力

B.圓環(huán)對(duì)KL段和對(duì)MN段的安培力等大反向

C.回路KLMN將在紙面內(nèi)繞通過(guò)O點(diǎn)并垂直紙面的軸轉(zhuǎn)動(dòng)

D.回路KLMN將在紙面內(nèi)向左平動(dòng)

【答案】D

L

M

【解析】如圖，圓環(huán)上的電流L在KLMN平面所在處的磁場(chǎng)方向由安培定則知，方向向里。連結(jié)LM,

MNKL段和ML圓弧段的有效長(zhǎng)度均可等效為ML直線，但ML圓弧所在處磁感應(yīng)強(qiáng)度小，所受安培力方

向向右，比MNKL段受力小，MNKL受安培力合力向左，所以選項(xiàng)D正確、C錯(cuò)誤。圓環(huán)對(duì)KN段圓弧為

引力，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤。圓環(huán)對(duì)KL段和對(duì)MN段的安培力方向不是反向，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤。

練習(xí)4、（2022?河南省新鄉(xiāng)市第三次模擬）如圖所示，兩個(gè)完全相同、所在平面互相垂直的導(dǎo)體圓環(huán)P、Q中

間用絕緣細(xì)線連接，通過(guò)另一絕緣細(xì)線懸掛在天花板上，當(dāng)P、Q中同時(shí)通有圖示方向的恒定電流時(shí)，關(guān)于

兩圓環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)（從上向下看）以及細(xì)線中張力的變化，下列說(shuō)法正確的是（）

p

/\Q

i?

I

\i?

A.P順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，Q逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)P與天花板連接的細(xì)線張力不變

B.P逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，Q順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)兩細(xì)線張力均不變

C.P、Q均不動(dòng)，P與天花板連接的細(xì)線和與Q連接的細(xì)線張力均增大

D.P不動(dòng)，Q逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)P、Q間細(xì)線張力不變

【答案】A

【解析】根據(jù)安培定則，P產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向垂直于紙面向外，Q產(chǎn)生的磁場(chǎng)水平向右，根據(jù)同名磁極

相互排斥的特點(diǎn)，從上向下看，P將順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，Q逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；轉(zhuǎn)動(dòng)后P、Q兩環(huán)的電流的方向相反，但

下方細(xì)線與P、Q連接處的電流方向相同，所以兩個(gè)圓環(huán)相互吸引，P、Q間細(xì)線張力減小，由整體法可知,

P與天花板連接的細(xì)線張力總等于兩環(huán)的重力之和，大小不變，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。

【巧學(xué)妙記】

r--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------1

判斷通電導(dǎo)體在安培力作用下運(yùn)動(dòng)情況時(shí)的兩點(diǎn)注意

I

(1)同一問(wèn)題可以用多種判斷方法分析，可以根據(jù)不同的題目選擇

!?

?

?

恰當(dāng)?shù)呐袛喾椒ā?/p>

I

I

I

⑵同一導(dǎo)體在安培力作用下，運(yùn)動(dòng)形式可能會(huì)發(fā)生變化，要根據(jù)

I

具體受力情況進(jìn)行判斷。

I________________________________________________________________________________________________________________J

------考向三、安培力作用下的平衡和加速問(wèn)題

i.安培力的方向特點(diǎn)

FIB,FXL即F垂直于B和I決定的平面。

2.安培力的大小

應(yīng)用公式F=BILsinO計(jì)算彎曲導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中所受安培力的大小時(shí)，彎曲導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度L等于兩

端點(diǎn)所連直線的長(zhǎng)度(如圖所示)，相應(yīng)的電流方向沿L由始端流向末端。因?yàn)槿我庑螤畹拈]合線圈，其有效

長(zhǎng)度為零，所以閉合線圈通電后在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，受到的安培力的矢量和為零。

XXX1XXXX

x,喬x/x

X￡xAX'彳悴x\xfx

XxU?<x

3.視圖轉(zhuǎn)換

對(duì)于安培力作用下的力學(xué)問(wèn)題，導(dǎo)體棒的受力往往分布在三維空間的不同方向上，這時(shí)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。

【典例5】（湖南省2022年普通高中學(xué)業(yè)水平等級(jí)考試）3.如圖（a）,直導(dǎo)線MN被兩等長(zhǎng)且平行的絕緣

輕繩懸掛于水平軸00'上，其所在區(qū)域存在方向垂直指向00'的磁場(chǎng)，與00'距離相等位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大

小相等且不隨時(shí)間變化，其截面圖如圖（b）所示。導(dǎo)線通以電流L靜止后，懸線偏離豎直方向的夾角為0。

下列說(shuō)法正確的是（）

A.當(dāng)導(dǎo)線靜止在圖（a）右側(cè)位置時(shí)，導(dǎo)線中電流方向由N指向M

B.電流I增大，靜止后，導(dǎo)線對(duì)懸線的拉力不變

C.tan0與電流I成正比

D.sin0與電流I成正比

【答案】D

【解析】A.當(dāng)導(dǎo)線靜止在圖（a）右側(cè)位置時(shí)，對(duì)導(dǎo)線做受力分析有

00（。）

可知要讓安培力為圖示方向，則導(dǎo)線中電流方向應(yīng)由M指向N,A錯(cuò)誤；

BCD.由于與00,距離相等位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等且不隨時(shí)間變化，有

sinej

FT=mgcosO

mg

則可看出sine與電流I成正比，當(dāng)I增大時(shí)e增大，則cosO減小，靜止后，導(dǎo)線對(duì)懸線的拉力FT減小，BC

錯(cuò)誤、D正確。

故選D。

【典例6］（多選）（湖北省2022年普通高中學(xué)業(yè)水平等級(jí)考試）11.如圖所示，兩平行導(dǎo)軌在同一水平面

內(nèi)。一導(dǎo)體棒垂直放在導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)恒定。整個(gè)裝置置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大

小恒定，方向與金屬棒垂直、與水平向右方向的夾角?？烧{(diào)。導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)給導(dǎo)體棒通以圖

示方向的恒定電流，適當(dāng)調(diào)整磁場(chǎng)方向，可以使導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌做勻加速運(yùn)動(dòng)或勻減速運(yùn)動(dòng)。已知導(dǎo)體棒加

速時(shí)，加速度的最大值為正g;減速時(shí)，加速度的最大值為石g,其中g(shù)為重力加速度大小。下列說(shuō)法正

3

確的是（）

A.棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為口

6

B.棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為走

3

C.加速階段加速度大小最大時(shí)，磁場(chǎng)方向斜向下，0=60°

D.減速階段加速度大小最大時(shí)，磁場(chǎng)方向斜向上，9=150°

【答案】BC

【解析】設(shè)磁場(chǎng)方向與水平方向夾角為6<90。;當(dāng)導(dǎo)體棒加速且加速度最大時(shí)，合力向右最大，根據(jù)左

手定則和受力分析可知安培力應(yīng)該斜向右上方，磁場(chǎng)方向斜向右下方，止匕時(shí)有

FsinO^jU^mg-Fcosd^-ma1

1u

今cos。二tsina-,

v標(biāo)'師

2

根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可得+/zlsin(^+cr)=//mg+ma1

jumg+mai

則有sin(4+a)=

同理磁場(chǎng)方向與水平方向夾角為O2,02<90°,當(dāng)導(dǎo)體棒減速，且加速度最大時(shí)，合力向左最大，根據(jù)左手定

則和受力分析可知安培力應(yīng)該斜向左下方，磁場(chǎng)方向斜向左上方,此時(shí)有八足耳+〃（7咫+/852）=7"

ma-jumg

所以有sin(2+a)=2

當(dāng)加速或減速加速度分別最大時(shí)，不等式均取等于，聯(lián)立可得〃=#

可得a=30。，此時(shí)仇=。2=60。

加速階段加速度大小最大時(shí)，磁場(chǎng)方向斜向右下方，有，=4=60。

減速階段加速度大小最大時(shí)，磁場(chǎng)方向斜向左上方，有。=萬(wàn)-2=120°

故BC正確，AD錯(cuò)誤。

故選BC。

練習(xí)5、（2022.河北省石家莊市高三二模）如圖所示，AC是一個(gè)用長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)線彎成的、以O(shè)為圓心的四分

之一圓弧，將其放置在與平面AOC垂直的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。當(dāng)在該導(dǎo)線中通以由C到A,大

小為I的恒定電流時(shí)，該導(dǎo)線受到的安培力的大小和方向是（）

XX

A.BIL,平行于OC向左

B.2中1L,平行于oc向右

C.冷，垂直AC的連線指向左下方

D.2吸BIL,垂直AC的連線指向左下方

【答案】C

【解析】由L為:圓弧，所以誓=L,即R=?SAC的有效長(zhǎng)度為I=[5R=2%,安培力為FA=BI1

4471v兀

=2、粵S方向由左手定則判斷，垂直AC的連線指向左下方，因此選項(xiàng)c正確。

練習(xí)6、（2022?江蘇省蘇州市高三上期中）如圖所示，光滑絕緣的斜面與水平面的夾角為0.導(dǎo)體棒ab靜止在

斜面上，ab與斜面底邊平行，通有圖示的恒定電流I.空間充滿豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.

現(xiàn)緩慢增大0（0<0<90°）,若電流I不變，且ab始終靜止在斜面上（不考慮磁場(chǎng)變化產(chǎn)生的影響），下列說(shuō)法

正確的是（）

A.B應(yīng)緩慢增大B.B應(yīng)緩慢減小

C.B應(yīng)先增大后減小D.B應(yīng)先減小后增大

【答案】A

【解析】如圖作出右側(cè)側(cè)視圖，則可知，金屬棒受重力、支持力及向右的安培力的作用;

增大角度，則支持力的方向?qū)⑾蜃笮D(zhuǎn)，要使棒仍然平衡，則支持力與安培力的合力一直等于重力；

則由圖可知，安培力必須增大；故磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)增大.

練習(xí)7、（2018?海南高考）如圖，一絕緣光滑固定斜面處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方

向垂直于斜面向上，通有電流I的金屬細(xì)桿水平靜止在斜面上。若電流變?yōu)?.51,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小變?yōu)?B,

電流和磁場(chǎng)的方向均不變，則金屬細(xì)桿將（）

A.沿斜面加速上滑B.沿斜面加速下滑

C.沿斜面勻速上滑D.仍靜止在斜面上

【答案】A

【解析】開(kāi)始時(shí)金屬細(xì)桿水平靜止在斜面上，金屬細(xì)桿受重力G、斜面的支持力N和安培力F,其中

安培力沿斜面向上且F=BIL,由平衡條件得F=Gsin。，若電流變?yōu)?.5L磁感應(yīng)強(qiáng)度大小變?yōu)?B,電流和

磁場(chǎng)的方向均不變，則安培力方向不變，大小變?yōu)镕，=1.5BIL,金屬細(xì)桿受到的合力沿斜面向上，所以金屬

細(xì)桿將沿斜面加速上滑，A正確。

【巧學(xué)妙記】

實(shí)質(zhì)是安培力作用下的三力動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題，我們完全可以把力學(xué)中

的分析方法遷移過(guò)來(lái)。解決三力動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題時(shí)，要根據(jù)研究對(duì)象

的受力特點(diǎn)，靈活選擇圖解法、正交分解法、相似三角形法、拉密

定理和矢量圓等方法進(jìn)行求解。

【典例7】（2022年全國(guó)高考甲卷物理試題12.）光點(diǎn)式檢流計(jì)是一種可以測(cè)量微小電流的儀器，其簡(jiǎn)化的

工作原理示意圖如圖所示。圖中A為輕質(zhì)絕緣彈簧，C為位于紙面上的線圈，虛線框內(nèi)有與紙面垂直的勻

強(qiáng)磁場(chǎng)；M為置于平臺(tái)上的輕質(zhì)小平面反射鏡，輕質(zhì)剛性細(xì)桿D的一端與M固連且與鏡面垂直、另一端與

彈簧下端相連，尸。為圓弧形的、帶有均勻刻度的透明讀數(shù)條，尸。的圓心位于M的中心。使用前需調(diào)零：

使線圈內(nèi)沒(méi)有電流通過(guò)時(shí)，M豎直且與紙面垂直；入射細(xì)光束沿水平方向經(jīng)PQ上的O點(diǎn)射到M上后沿原

路反射。線圈通入電流后彈簧長(zhǎng)度改變，使M發(fā)生傾斜，入射光束在M上的入射點(diǎn)仍近似處于PQ的圓心,

通過(guò)讀取反射光射到P。上的位置，可以測(cè)得電流的大小。已知彈簧的勁度系數(shù)為k,磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小

為B,線圈C的匝數(shù)為N。沿水平方向的長(zhǎng)度為1,細(xì)桿D的長(zhǎng)度為d,圓弧PQ的半徑為r,d遠(yuǎn)

大于彈簧長(zhǎng)度改變量的絕對(duì)值。

（1）若在線圈中通入的微小電流為L(zhǎng)求平衡后彈簧長(zhǎng)度改變量的絕對(duì)值心及尸。上反射光點(diǎn)與O點(diǎn)間的

弧長(zhǎng)s；

（2）某同學(xué)用此裝置測(cè)一微小電流，測(cè)量前未調(diào)零，將電流通入線圈后，尸。上反射光點(diǎn)出現(xiàn)在O點(diǎn)上方,

與O點(diǎn)間的弧長(zhǎng)為邑、保持其它條件不變，只將該電流反向接入，則反射光點(diǎn)出現(xiàn)在O點(diǎn)下方，與。點(diǎn)

間的弧長(zhǎng)為與=求待測(cè)電流的大小。

Q

，田修、/、NBIlINBllr/、dk（+s）

【答案】（1）-------，------------;（2）—US~l"2

kdk4NBlr

【解析】（1）由題意當(dāng)線圈中通入微小電流I時(shí)，線圈中的安培力為F=NBI1

根據(jù)胡克定律有F=NBIl=k|Ax|

四i.I=N〒BIl

如圖所示

設(shè)此時(shí)細(xì)桿轉(zhuǎn)過(guò)的弧度為e,則可知反射光線轉(zhuǎn)過(guò)的弧度為2仇又因?yàn)閐?Ax,r?d

貝(Jsin。=(,sin29-29

所以有Ax二d-0

s=r-20

聯(lián)立可得$=2心=INBllr

ddk

（2）因?yàn)闇y(cè)量前未調(diào)零，設(shè)沒(méi)有通電流時(shí)偏移的弧長(zhǎng)為4,當(dāng)初始時(shí)反射光點(diǎn)在O點(diǎn)上方，通電流「后根

INBVlr

據(jù)前面的結(jié)論可知有￥=--—+s'

dk

巫山心nu右INBVlr，

當(dāng)電流反向后有S?=------------S

dk

聯(lián)立可得八"

同理可得初始時(shí)反射光點(diǎn)在o點(diǎn)下方結(jié)果也相同，故待測(cè)電流的大小為/'=""（*+包）

4NBlr

【典例8】（多選）（2022?湖南省衡陽(yáng)市高三下二模）某實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，用細(xì)繩豎直懸掛一個(gè)多匝矩形線

圈，細(xì)繩與傳感器相連，傳感器可以讀出細(xì)繩上的拉力大小。將線框的下邊ab置于蹄形磁鐵的N、S極之

間，使ab邊垂直于磁場(chǎng)方向且ab邊全部處于N、S極之間的區(qū)域中。接通電路的開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的

滑片，當(dāng)電流表讀數(shù)為I時(shí)，傳感器的讀數(shù)為Fi；保持ab中的電流大小不變，方向相反，傳感器的讀數(shù)變

為F2（F2<FI）。已知金屬線框的匝數(shù)為n,ab邊長(zhǎng)為L(zhǎng),重力加速度為g,則可得到（）

A.金屬線框的質(zhì)量

B.N、S極之間的磁感應(yīng)強(qiáng)度坨

C.傳感器的讀數(shù)為Fi時(shí)，ab中的電流方向?yàn)閍—b

D.減小電流I重復(fù)實(shí)驗(yàn)，則Fi、F2均減小

【答案】AC

【解析】通電線圈受到重力、安培力和細(xì)繩的拉力作用，當(dāng)電流表讀數(shù)為I時(shí)，繩子的拉力為P，則

Fi=mg+nBIL,保持ab中的電流大小不變，方向相反，繩子的拉力為F2，則F2+nBIL=mg,聯(lián)立解得金

pl+F?pl--po

屬框的質(zhì)量為m=」b，B=gk，故A正確，B錯(cuò)誤；傳感器的讀數(shù)為Fi時(shí)，安培力豎直向下，根據(jù)

左手定則可知，ab中的電流方向?yàn)閍-b,故C正確；減小電流I重復(fù)實(shí)驗(yàn)，則Fi減小，F(xiàn)?增大,故D錯(cuò)

誤。

練習(xí)8、（2022?寧波模擬）超導(dǎo)電磁船是一種不需要螺旋槳推進(jìn)的低噪音新型船，電磁船的簡(jiǎn)化原理圖如圖所

示，AB和CD是與電源相連的導(dǎo)體板，AB與CD之間部分區(qū)域浸沒(méi)在海水中，并有方向垂直紙面向內(nèi)的

勻強(qiáng)磁場(chǎng)（磁場(chǎng)由固定在船上的超導(dǎo)線圈產(chǎn)生，其獨(dú)立電路部分未畫(huà)出），以下說(shuō)法正確的是（）

A.使船前進(jìn)的力，是磁場(chǎng)對(duì)海水中電流的安培力

B.要使船前進(jìn)，海水中的電流方向從CD板指向AB板

C.同時(shí)改變磁場(chǎng)的方向和電源正負(fù)極，推進(jìn)力方向?qū)⑴c原方向相反

D.若接入電路的海水電阻為R,其兩端的電壓為U,則船在海水中前進(jìn)時(shí)，AB與CD間海水中的電

流強(qiáng)度小于行

K

【答案】D

【解析】根據(jù)題述，AB與CD之間部分區(qū)域浸沒(méi)在海水中并有方向垂直紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，海水中

該部分為導(dǎo)體，與導(dǎo)體板和電源構(gòu)成回路，海水通電后受到安培力作用，磁場(chǎng)對(duì)海水有向后的作用力，根

據(jù)牛頓第三定律，海水對(duì)磁場(chǎng)（實(shí)質(zhì)是海水對(duì)超導(dǎo)電磁船）有向前的作用力，該力是使船前進(jìn)的力，選項(xiàng)A錯(cuò)

誤；根據(jù)左手定則，要使船前進(jìn)，海水中的電流方向從AB板指向CD板，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；同時(shí)改變磁場(chǎng)的

方向和電源正負(fù)極，推進(jìn)力方向?qū)⑴c原方向相同，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若接入電路的海水電阻為R,其兩端的電

壓為U,則船在海水中前進(jìn)時(shí)，由于可視為導(dǎo)體的海水切割磁感線要產(chǎn)生與電流方向相反的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，

所以AB與CD間海水中的電流強(qiáng)度小于:，選項(xiàng)D正確。

練習(xí)9、（高考重慶卷）某電子天平原理如圖所示，E形磁鐵的兩側(cè)為N極，中心為S極，兩極間的磁感應(yīng)強(qiáng)

度大小均為B,磁極寬度均為L(zhǎng),忽略邊緣效應(yīng)，一正方形線圈套于中心磁極，其骨架與秤盤(pán)連為一體，線

圈兩端C、D與外電路連接，當(dāng)質(zhì)量為m的重物放在秤盤(pán)上時(shí)，彈簧被壓縮，秤盤(pán)和線圈一起向下運(yùn)動(dòng)（骨

架與磁極不接觸），隨后外電路對(duì)線圈供電，秤盤(pán)和線圈恢復(fù)到未放重物時(shí)的位置并靜止，由此時(shí)對(duì)應(yīng)的供

電電流I可確定重物的質(zhì)量.已知線圈匝數(shù)為n,線圈電阻為R,重力加速度為g,問(wèn)：

（1）線圈向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，線圈中感應(yīng)電流是從C端還是從D端流出？

（2）供電電流I是從C端還是從D端流入？求重物質(zhì)量與電流的關(guān)系.

（3）若線圈消耗的最大功率為P,該電子天平能稱量的最大質(zhì)量是多少？

【答案】（1）感應(yīng)電流從C端流出（2）從D端流入m=W^I（3）呼上P

&&

【解析】（1）由右手定則知：感應(yīng)電流從C端流出.

（2）設(shè)線圈受到的安培力為FA.據(jù)左手定則知：外加電流從D端流入.

由FA=mg和FA=2nBIL,得m=-n^^I.

g

（3）設(shè)能稱量的最大質(zhì)量為mo.

得mo=^^'P

R

1.（多選X2022?湖南省衡陽(yáng)市高三一模）一小段長(zhǎng)為L(zhǎng)的通電直導(dǎo)線放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)中，當(dāng)通

過(guò)它的電流為I時(shí)，所受安培力為F。以下關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度B的說(shuō)法正確的是（）

F

A.磁感應(yīng)強(qiáng)度B一定等于2

B.磁感應(yīng)強(qiáng)度B可能大于或等于三

C.磁場(chǎng)中通電直導(dǎo)線受力大的地方，磁感應(yīng)強(qiáng)度一定大

D.在磁場(chǎng)中通電直導(dǎo)線也可以不受力

【答案】BD

【解析】只有在通電直導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng)時(shí)，B=玉才成立，通電直導(dǎo)線和磁場(chǎng)不垂直時(shí)，B>￡,通電直導(dǎo)線

和磁場(chǎng)平行時(shí)，導(dǎo)線不受力，故A錯(cuò)誤，B、D正確；磁感應(yīng)強(qiáng)度是用比值法定義的，通電直導(dǎo)線受力大的

地方，磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定大，C錯(cuò)誤。

2.（2016?北京卷J7）中國(guó)宋代科學(xué)家沈括在《夢(mèng)溪筆談》中最早記載了地磁偏角：“以磁石磨針?shù)h，則能指南,

然常微偏東，不全南也。”進(jìn)一步研究表明，地球周圍地磁場(chǎng)的磁感線分布示意如圖。結(jié)合上述材料，下列

說(shuō)法不正確的是（）

A.地理南、北極與地磁場(chǎng)的南、北極不重合

B.地球內(nèi)部也存在磁場(chǎng)，地磁南極在地理北極附近

C.地球表面任意位置的地磁場(chǎng)方向都與地面平行

D.因地磁場(chǎng)影響，在進(jìn)行奧斯特實(shí)驗(yàn)時(shí)，通電導(dǎo)線南北放置時(shí)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象最明顯

【答案】C

【解析】由題意可知，地理南、北極與地磁場(chǎng)的南、北極不重合，存在磁偏角，A正確；磁感線是閉合的,

由圖可推知地球內(nèi)部也存在磁場(chǎng)，地磁南極在地理北極附近，B正確；只有赤道上方附近的磁場(chǎng)方向才與地

面平行，C錯(cuò)誤；根據(jù)安培定則可知，通電導(dǎo)線的磁場(chǎng)方向與導(dǎo)線中電流的方向垂直，可知因地磁場(chǎng)影響，

在進(jìn)行奧斯特實(shí)驗(yàn)時(shí)，通電導(dǎo)線南北放置時(shí)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象最明顯，故D正確。本題選說(shuō)法不正確的，故選C。

3.（多選）（2018?全國(guó)卷II-20）如圖4,紙面內(nèi)有兩條互相垂直的長(zhǎng)直絕緣導(dǎo)線Li、L2,Li中的電流方向向左，

L2中的電流方向向上；Li的正上方有a、b兩點(diǎn)，它們相對(duì)于L?對(duì)稱.整個(gè)系統(tǒng)處于勻強(qiáng)外磁場(chǎng)中，外磁

場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為Bo,方向垂直于紙面向外.已知a、b兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為|B（）和權(quán)0,方向

也垂直于紙面向外.貝（1（）

；q一.！

A.流經(jīng)Li的電流在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為三7B°

B.流經(jīng)Li的電流在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為今Bo

C.流經(jīng)L2的電流在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為*Bo

7

D.流經(jīng)L2的電流在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為適Bo

【答案】AC

【解析】原磁場(chǎng)、電流的磁場(chǎng)方向如圖所示，由題意知

在b點(diǎn)：1BO=BO-BI+B2

在a點(diǎn)：^Bo—Bo—Bi—B?

由上述兩式解得BI=2BO，B2=-^BO，A、C項(xiàng)正確.

4.(2022?浙江省紹興市二模)如圖所示,條形磁鐵放在光滑斜面上,用平行于斜面的輕彈簧拉住處于靜止?fàn)顟B(tài)。

a為垂直紙面放置的直導(dǎo)線的橫截面，導(dǎo)線中無(wú)電流時(shí)磁鐵對(duì)斜面的壓力為FNI;當(dāng)導(dǎo)線中有電流通過(guò)時(shí)，

磁鐵對(duì)斜面的壓力為FN2。下列關(guān)于a中電流方向、磁鐵對(duì)斜面的壓力和彈簧的伸長(zhǎng)量的說(shuō)法中正確的是

()

A.電流垂直紙面向外時(shí)，F(xiàn)NI<FN2,彈簧的伸長(zhǎng)量減小

B.電流垂直紙面向外時(shí)，F(xiàn)NI>FN2,彈簧的伸長(zhǎng)量增大

C.電流垂直紙面向里時(shí)，F(xiàn)NI>FN2,彈簧的伸長(zhǎng)量減小

D.電流垂直紙面向里時(shí)，F(xiàn)NI<FN2-彈簧的伸長(zhǎng)量增大

【答案】D

【解析】當(dāng)電流垂直紙面向外時(shí)，根據(jù)左手定則可知，導(dǎo)線受到的安培力偏向左下方，根據(jù)牛頓第三定律

可知，磁鐵受到的磁場(chǎng)力方向偏向右上方，將磁場(chǎng)力分解為沿斜面向上和垂直斜面向上的兩個(gè)分力，根據(jù)

平衡條件可知，彈簧的伸長(zhǎng)量減小，磁鐵對(duì)斜面的壓力減小，即FNI>FN2,故A、B錯(cuò)誤；同理，當(dāng)電流垂

直紙面向里時(shí)，根據(jù)左手定則可知，導(dǎo)線受到的安培力偏向右上方，根據(jù)牛頓第三定律可知，磁鐵受到的

磁場(chǎng)力方向偏向左下方，將磁場(chǎng)力分解為沿斜面向下和垂直斜面向下的兩個(gè)分力，根據(jù)平衡條件可知，彈

簧的伸長(zhǎng)量增大，磁鐵對(duì)斜面的壓力增大，即FNI<FN2,故C錯(cuò)誤，D正確。

5.（2022?山東省泰安市肥城市高三下適應(yīng)性訓(xùn)練三）如圖所示，O處有一通電直導(dǎo)線，其中的電流方向垂直于

紙面向里，圖形abed為以O(shè)點(diǎn)為同心圓的兩段圓弧a和c與兩個(gè)半徑b和d構(gòu)成的扇形，則以下說(shuō)法中正

確的是（）

A.該通電直導(dǎo)線所產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向如圖中的b或d所示，且離O點(diǎn)越遠(yuǎn)，磁場(chǎng)越強(qiáng)

B.該通電直導(dǎo)線所產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向如圖中的b或d所示，且離O點(diǎn)越遠(yuǎn)，磁場(chǎng)越弱

C.該通電直導(dǎo)線所產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向如圖中的a或c所示，且離O點(diǎn)越遠(yuǎn)，磁場(chǎng)越強(qiáng)

D.該通電直導(dǎo)線所產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向如圖中的a或c所示，且離O點(diǎn)越遠(yuǎn)，磁場(chǎng)越弱

【答案】D

【解析】由安培定則可知，通電直導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)磁感線是以通電導(dǎo)線為圓心的一些同心圓，題給通電直

導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向如圖中a或c箭頭所示，且離通電直導(dǎo)線越遠(yuǎn)，磁場(chǎng)越弱，故選項(xiàng)D正確

6.（2022?山東省濟(jì)南市高三下二模）如圖所示，一弓形線圈通過(guò)逆時(shí)針?lè)较虻碾娏?，在其圓弧的圓心處，垂直

于紙面放置一直導(dǎo)線，當(dāng)直導(dǎo)線通有指向紙內(nèi)的電流時(shí)，線圈將（）.

A.a端向紙內(nèi)，b端向紙外轉(zhuǎn)動(dòng),且靠近導(dǎo)線

B.a端向紙內(nèi)，b端向紙外轉(zhuǎn)動(dòng)，且遠(yuǎn)離導(dǎo)線

C.a端向紙外，b端向紙內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，且靠近導(dǎo)線

D.a端向紙外，b端向紙內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，且遠(yuǎn)離導(dǎo)線

【答案】A

【解析】先由等效法，把弓形線圈中的電流等效成一個(gè)小磁針，其N極垂直紙面向外，而直線電流的磁場(chǎng)

方向在小磁針?biāo)谔幏较驗(yàn)樨Q直向上，因此小磁針N極將轉(zhuǎn)向磁場(chǎng)方向，即a端向內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，b端向外轉(zhuǎn)動(dòng);

當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過(guò)90。后，a、b中電流與直導(dǎo)線電流同向平行，而弧形部分電流與直導(dǎo)線電流反向平行，但前者離

直導(dǎo)線較近，受到的引力較大，后者離直導(dǎo)線較遠(yuǎn)，受到的斥力較小，總的作用力為引力，故線圈向直導(dǎo)

線靠近.根據(jù)以上分析，本題正確選項(xiàng)應(yīng)為A.

7.（2022?江西模擬）如圖所示，電阻忽略不計(jì)的兩平行的粗糙金屬導(dǎo)軌水平固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一質(zhì)量為m

=1kg的金屬棒ab垂直于平行導(dǎo)軌放置并接觸良好，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=5T,方向垂直于ab,與導(dǎo)軌平面的夾

角a=53。，導(dǎo)軌寬度為L(zhǎng)=0.5m,一端與電源連接.連入導(dǎo)軌間金屬棒的電阻R=4.5Q,ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)

摩擦因數(shù)為口=0.5（設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力），拉力F為平行于金屬導(dǎo)軌且垂直于金屬棒方向，ab

處于靜止?fàn)顟B(tài).已知E=10V,r=0.5O,sin37°=0.6,g=10m/s2,則（）

A.通過(guò)ab的電流大小為1A

B.ab受到的安培力大小為3N

C.ab受到的最大靜摩擦力為7.5N

D.F的取值范圍為0.5NWFW7.5N

【答案】D

F

【解析】通過(guò)ab的電流大小為I=k=2A，方向?yàn)閍到b,A項(xiàng)錯(cuò)誤；ab受到的安培力為FA=BIL=5N,

R十r

B項(xiàng)錯(cuò)誤；對(duì)ab受力分析如圖所示，

最大靜摩擦力Ffm=|iFN=H（mg—FACOSa）=3,5N,C項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)最大靜摩擦力方向向右時(shí)，F(xiàn)=FAsina-Ffm

=0.5N,當(dāng)最大靜摩擦力方向向左時(shí)，F(xiàn)=FAsina+Ffm=7.5N,所以0.5NWFW7.5N,D項(xiàng)正確.故選D

項(xiàng).

8.（2022?廣州模擬）如圖所示，兩平行光滑金屬導(dǎo)軌CD、EF間距為L(zhǎng),與電動(dòng)勢(shì)為民的電源相連，質(zhì)

量為m、電阻為R的金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌放置構(gòu)成閉合回路，回路平面與水平面成。角，回路其余電阻不

計(jì)。為使ab棒靜止，需在空間施加的勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值及其方向分別為（）

A.君半，水平向右

匕oL

Bmg*s0,垂直于回路平面向上