1、1典例 1：磁场对通电导线的作用力典例 1：考察概念。下列关于通电直导线在磁场中受磁场力的说法中，正确的是 A导线所受磁场力的大小只跟磁场的强弱和电流的强弱有关B导线所受磁场力的方向可以用左手定则来判定C导线所受磁场力的方向跟导线中的电流方向、磁 场方向都有关系D如果导线受到的磁场力为零， 导线所在处的磁感应强 度一定为零E 安培力的方向可以不垂直于直导线F 安培力的方向总是垂直于磁场的方向G安培力的大小与通电导线和磁场方向的夹角无关H将直导线从中折成直角，安培力的大小一定 变为原来的一半典例 2：关于通电导线所受安培力 F 的方向，磁 场 B 的方向和电流 I 的方向之间的关系，下列说法正确
2、的是A. F、B、I 三者必须保持相互垂直B. F 必须垂直 B、I，但 B、I 可以不相互垂直C. B 必须垂直 F、I，但 F、I 可以不相互垂直D. I 必 须垂直 F、B，但 F、B 可以不相互垂直典 例 3：下 列 各 图 中 ，表 示 磁 场 方 向 、电 流 方 向 及 导 线 所 受 安 培 力 方 向 的 相 互关 系 ，其 中 正 确 的 是 （ ）A. B. C. D. E. F G H 典例 4：如图所示一边长为 L 底边，BC 的电阻 R，是两腰 AB、AC 的电阻 RAB、RAC的两倍（RBC=2RAB=2RAC）的正三角形金属框放置在磁感应强度为 B 的匀强磁场中
3、。若通以图示方向的电流且已知从 B 端流人的总电流强度为 I，则金属框受到的总磁场力的大小为A0 BBILC D2 BIL2易错训练：如图所示，导线框中电流为 I，导线框垂直于磁场放置，匀强磁场的磁感应强度为 B，AB 与 CD 相距为 d，则 MN 所受安培力大小为（ ）AF=BId BF=BIdsin CF=BId/sin D F=BIdcos2、安培力作用下的运动常用方法：等效法、电流元法 1、特殊 值法 2、推 论法、转换研究对象法典例 1：如图所示，用绝缘细线悬挂一个导线框， 导线框是由两同心半圆弧导线和直导线 ab、cd（ab、cd 在同一条水平直线上）连接而成的闭合回路，导线框中
4、通有图示方向的电流，处于静止状态。在半圆弧导线的圆心处沿垂直于导线框平面的方向放置一根长直导线 P当 P 中通以方向向外的电流时典例 1 图 典例 2 图 A导线框将向左摆动B导线框将向右摆动C从上往下看，导线框将顺时针转动D从上往下看，导线框将逆 时针转动典例 2：如图所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由移动，当导线通过图示方向电流 I 时，导线的运动情况是（从上往下看）（ ）A 顺时针方向转动，同时下降 B顺时针方向 转动，同 时上升C逆时针方向转动，同时下降 D逆 时针方向 转动，同时上升典例 3：通电矩形导线框 abcd 与无限长通电直导线 MN 在
5、同一平面内.电流方向如图所示， ad 边与 MN 平行，若直导线中的顺时针的电流，关于 MN 的磁场对线框的作用，下列叙述正确的是： 变式训练 1 图A线框有两条边所受的安培力方向相同B线框有两条边所受的安培力大小相同C线框所受安培力合力向里D线框所受安培力合力为零变式训练 1：在等边三角形的三个顶点 a、b、c 处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示.过 c 点的导线所受安培力的方向（ ）A.与 ab 边平行，竖直向上3B.与 ab 边平行，竖直向下C.与 ab 边垂直，指向左边D.与 ab 边垂直，指向右边典例 4：（单选题）如图 4 所示，一条形磁铁
6、放在水平桌面上，在其右上方固定一根与磁铁垂直的长直导线，若向导线通有方向如图示的电流时，通电后磁铁仍不动， 则：A磁铁对桌面的压力大于磁铁的重力，且磁 铁受到向右的摩擦力B磁铁对桌面的压力大于磁铁的重力，且磁 铁受到向左的摩擦力C磁铁对桌面的压力小于磁铁的重力，且磁 铁受到向右的摩擦力D磁铁对桌面的压力小于磁铁的重力，且磁 铁受到向左的摩擦力典例 5：（2014浙江）如图 1，两根光滑平行导轨水平放置，间距为 L，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为 B垂直于 导轨水平对称放置一根均匀金属棒从 t=0 时刻起，棒上有如图 2 的持续交变电流 I、周期 为 T，最大值为 Im，图 1 中 I
7、所示方向为电流正方向则金属棒（ ）A.一直向右移动 B.速度随 时间 周期性变化C.受到的安培力随时间周期性变化 D.受到的安培力在一个周期内做正功三、安培力作用下的平衡问题分析典例 1：如图所示，质量为 m、长为 L 的直导线用两绝缘细线悬挂于水平轴 上，并处于匀强磁场中。当导线中通以沿 x 正方向的电流 I，且 导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为 。则磁感 应强度的最小值及对应的方向为A ，y 轴正向: B ，z 轴负向 4C ，沿 悬线向下 D ，沿悬线向上典例 2：如图所示，金属细棒质量为 m，用两根相同 轻弹 簧吊放在水平方向的匀强磁场中，弹簧的劲度系数为 k，棒 ab 中通有稳恒
8、电流，棒处于平衡，并且弹簧的弹力恰好为零若电流大小不变而方向相反，则( )A每根弹簧弹力的大小为 mgB每根弹簧弹力的大小为 2mgC弹簧形变量为 mg/kD弹簧形变量为 2mg/k典例 3：如图所示，在倾角为 a 的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为 L，质量为 m 的直导体棒当 导体棒中的电流 I 垂直 纸 面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，可加一平行于纸面的匀强磁场，当外加匀强磁场的磁感应强度 B 的方向由垂直斜面向上沿逆时针转至水平向左的过程中，下列关于 B 的大小变化的说法中，正确的是（ ）A逐渐增大 B逐渐减小C先减小后增大 D先增大后减小变 式 训 练 ：（单选题）如图所示，在倾角
9、为 的光滑斜面上，垂直纸面放置一根直导体棒，在导体棒中通有垂直纸面向里的电流，图中 a 点在导体棒正下方，b 点与导体棒的连线与斜面垂直，c 点在 a 点左侧， d 点在 b 点右侧。现欲使导体棒静止在斜面上，下列措施可行的是（ ）A在 a 处放置一电流方向垂直纸面向里的直导体棒B在 b 处放置一电流方向垂直纸面向里的直导体棒C在 c 处放置一电流方向垂直纸面向里的直导体棒D在 d 处放置一电流方向垂直纸面向里的直导体棒:典 例 4：如 图 所 示 ，质 量 为 m=0.04kg 的 导 电 细 杆 ab 置 于 倾 角 为 =30的 平 行放 置 的 导 轨 上 ，导 轨 宽 为 d=0.4
10、m，细 杆 ab 与 导 轨 垂 直 ，导 轨 所 在 区 域 存 在 垂直 导 轨 平 面 向 下 的 匀 强 磁 场 ，磁 感 应 强 度 为 B=1T，已 知 电 源 电 动 势 E=1.5V，5内 阻 r=0.2，导 轨 和 细 杆 的 电 阻 均 忽 略 不 计 （g 取 10m/s2）（1）若 导 轨 光 滑 ，为 保 证 释 放 细 杆 后 ab 保 持 静 止 不 动 ，则 滑 动 变 阻 器 接 入 电路 的 阻 值 是 多 大 ？（2）若 导 轨 粗 糙 ，且 与 细 杆 的 动 摩 擦 因 数 =3/6，为 保 证 释 放 细 杆 后 ab 仍 保 持 静 止 不 动 ，
11、则 通 过 细 杆 的 电 流 范 围 是 多 少 ？（已 知 最 大 静 摩 擦 力 等 于 滑 动 摩 擦 力 ）变式训练 1：如图所示，PQ 和 MN 为水平放置的光滑的平行金属 导轨，间距为 l=1.0m，导体棒 ab 垂直跨放在导轨上，棒的 质量为 m=2kg，棒的中点用细绳经轻滑轮与质量为M=0.2kg 的物体相连，物体 M 放在倾角为 =30的固定的斜面上，与 M 连接的轻绳与斜面平行。整个装置区域存在一个方向与导体棒垂直且与水平面的夹角 =53o 斜向左上方的匀强磁场，重力加速度 g 取 10m/s2。变式训练 1：若磁感应强度 B=0.5T，物块 M 与斜面之间的动摩擦因素
12、，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，要保持导体棒 ab 静止不动，应该在棒中通入电流的范围？电流的方向如何？( ? )6变式训练 2：（15 分）如图所示，PQ 和 MN 为水平放置的平行金属 导轨，间距为 l=1.0m，导体棒 ab 跨放在导轨上，棒的 质量为 m=20g，棒的中点用细绳经轻滑轮与物体 c 相连，物体 c 的质量 M=30g。在垂直 导轨平面方向存在磁感应强 度 B=0.2T 的匀强磁场，磁场方向竖直向上，重力加速度 g 取 10m/s2。（1）若导轨是光滑的，为了使物体 c 能保持静止，应该在棒中通入多大的电流？电流的方向如何？（2）若导轨是粗糙的，且导体棒与导轨间的最大静摩擦
13、力为导体棒 ab 重力的 0.5 倍，若要保持物体 c 静止不动， 应该在棒中通入多大的电流？电流的方向如何？四：安培力的应用典例 1：电磁炮的基本原理如图所示，把待发射的炮弹（导体）放置在强磁场中的两条平行导轨（导轨与水平方向成 角）上，磁场方向和导轨平面垂直，若给导轨以很大的电流I，使用 权炮弹作为一个载流导体在磁场的作用下，沿 导轨作加速运动，以某一速度发射出去，已知匀强磁场的磁感应强度为 B，两 导轨间的距离 为 L，磁 场中导轨的长度为 S，炮弹的质量为 m，炮弹和导轨间摩擦以及炮弹本身的长度均不计，试求炮弹离开炮口时的速度7变式训练 1：根据磁场对电流会产生作用力的原理，人们研制出
14、一种新型的发射炮弹的装置 电磁炮，其原理如图所示：把待发炮弹（导体）放置在强磁场中的两平行导轨上，给导轨通以大电流，使炮弹作为一个通电导体在磁场作用下沿导轨加速运动，并以某一速度发射出去。现要提高电磁炮的发射速度，你 认为下列方案在理论上可行的是A增大磁感应强度 B 的值B增大电流 I 的值C减小磁感应强度 B 的值D改变磁感应强度 B 的方向，使之与炮 弹前进方向平行典例 2：如图所示为一电流表的原理示意图。质量为 m 的均质细金属棒 MN 的中点处通过一挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连，绝缘弹簧劲度系数为 k.在矩形区域 abcd 内有匀强磁场，磁感应强度大小为 B，方向垂直 纸面向外。与 MN
15、 的右端 N 连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数，MN 的长度大于 。当 MN 中没有电流通过且处于平衡状态时，MN 与矩形区域的 cd 边重合；当 MN 中有电流通过时，指针示数可表示电流强度。1)当电流表示数为零时，弹簧伸长多少？(重力加速度为 g)(2)若要电流表正常工作，MN 的哪一端应与电源正极相接？(3)若 k2.0N/m， 0.20m ， 0.050m， B0.20T，此电流表的量程是多少？(不计通电时电流产生的磁场的作用)(4)若将量程扩 大 2 倍，磁感应强度应变为多大？8典例 4：图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力
16、，来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向。所用部分器材已在图中给出，其中 D 为位于纸面内的 U 形金属框，其底边水平，两 侧边竖直且等 长；E 为直流电源；R 为电阻箱；A 为电流表；S 为开关。此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。（1）在图中画线连接成实验电路图。（2）完成下列主要实验步骤中的填空按图接线；保持开关 S 断开，在托盘内加入适量细沙，使 D 处于平衡状态；然后用天平称出细沙质量 m1；闭合开关 S，调节 R 的值使电流大小适当，在托 盘内重新加入适量细沙，使 D_；然后读出_，并用天平称出_；用米尺测量_ ；（3）用测量的物理量和重力加速度 g 表示磁感应强度的大小，可以得出 B=_。（4）判定磁感应强度方向的方法是：若_，磁感应强度方向垂直纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直纸面向里。
