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
2、关系，下列说法正确的是 B 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. 2 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。若通以图示方向的电流且已
3、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 B A 0 B BIL C D 2 BIL 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（ ） C A F=BId B F=BIdsin C F=BId/sin D F=BIdcos 二、 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
4、线框中通有图示方3 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 D 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）（ ）C 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
5、无限长通电直导线 MN 在同一平面内 .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，C 下列叙述正确的是： B 变式训练 1 图 4 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（） C 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 a
6、b 边垂直，指向右边 典例 4： （单选题）如图 4 所示，一条形磁铁放在水平桌面上，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： D 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 5 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，
7、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所示方向为电流正方向则金属棒（ ） ABC 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 C 6 A ， y 轴正向 : B ， z 轴负向 C ，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
8、 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 ( )AC A每根弹簧弹力的大小为 mg B每根弹簧弹力的大小为 2mg C弹簧形变量为 mg/k D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
9、是（ ） A A逐渐增大 B逐渐减小 C先减小后增大 D先增大后减小 7 变式训练： （单选题）如图所示，在倾角为 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（ ） D 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
10、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=0.4m，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，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，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） 8 （ 1）通电细杆在磁场中受到的安培力方向沿斜面向上，设电流为 I 时，细
11、杆刚好静止 不动，由平衡关系： BId=mgsin 代入数据解的： I=0.5A 由欧姆定律有： E=I（ R+r） 代入数据解得： R=2.8 （ 2）当 Ff 沿斜面向下的时候，沿斜面方向： BI1d=mgsin+Ff 垂直斜面方向： FN=mgcos 物体恰好静止时有： Ff=FN 联立并代入数据得： I1=0.75A 当 Ff 沿斜面向上的时候，沿斜面方向： BI2d+Ff=mgsin 联立解的： BI2d+Ff=mgsin 联立并代入数据得： I2=0.25A 故电流范围为： 0.25AI0.75A 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
12、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。9 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 ，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？ ( ? ) 当棒中通入电流最大为 时，物理受到沿斜面向下的最大静摩擦力。 物体沿斜面方向受力平衡： 对棒受力平衡：
13、 联立解得： 当棒中通入电流最小为 时，物理受到沿斜面向上的最大静摩擦力。 物体沿斜面方向受力平衡： 对棒受力平衡： 联立解得： 棒中通入电流的范围 ,电流方向为由 a 向 b。 便是训练 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。 10 （ 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
14、？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？ （ 1） ab 棒在水平方向受到细绳的拉力和磁场的安培力而平衡，根据力的平衡， BIL=Mg，得： 根据左手定则判断，棒中的电流方向应该由 a 到 b。 （ 2）若导轨粗糙，设棒和导轨之间的最大静摩擦力为 f。若 BIlMg，则静摩擦力的方向与细绳的拉力方向相同，设此时电流为 I1，即有 BI1l Mgf=0.5mg，解得 若 BIlMg，则静摩擦力的方向与细绳的拉力方向相反，设此时电流为 I2，即有 解得 即 ab 棒中的电流为 根据左手定则判断，棒中的电流方向应该由 a 到 b 四：安培力的应用
