资源简介

一、基本概念
1、磁场对电流的作用 安培力
表现形式：磁场对通电导线的作用
2、安培力的大小
①上一节讲到：
当I不垂直于B时，分解I，F安=BILsinθ(θ为磁场方向与电流方向的夹角)，如图：







当θ=0°/180°，F安=0；当θ=90°，F安有最大值F安=BIL
②方向→ 用左手定则
如图，略
安培力F、磁感应强度B、电流I三者的方向关系

③有效长度
导线形状千差万别，等效长度就是“直接连结两个端点的长度”
如图：






④安培力做功的问题
a、安培力做功的实质
电场力做功的实质：电势能的转化
安培力做功的实质：电能的转化，将电源的能量传递给通电导线，而磁场本身并不提供能量
典型应用：电动机，安培力做正功 电能→机械能
发电机，安培力做负功 机械能→电能

b、 下一节涉及磁场中运动电荷时，不做功。差异很大


二、典型例题
1、磁场的叠加
和电场的叠加略有不同，相同点都是矢量叠加
例1、在纸面上有一个等边三角形ABC，其顶点处都通有相同电流的三根长直导线垂直于纸面位置，电流方向如图所示，每根通电导线在三角形的中心O产生的磁感应强度大小为B0。则中心O处的磁感应强度大小为________。0

例2、在同一平面内有四根彼此绝缘的通电直导线，如图所示，四根导线中电流i4=i3>i2>i1，要使O点磁场增强，则应切断哪一根导线中的电流？（ ）D
A. i1
B. i2
C. i3
D. i4

2、安培力方向的判断问题
两种类型
例3、如图，一通电直导线位于蹄形磁铁、磁极的正上方，当通以电流I 时，试判断导线的运动情况。
A端向外，B端向里，旋转的同时往下运动（旋转过来的受力）



如果通电导线在通电导线磁场中的受力，只画一根导线的磁场（通常画固定的那根）

结论：同向电流相互吸引，反向电流相互排斥。

例4、如图在条形磁铁N极附近悬挂一个线圈，当线圈中通有如图所示方向的电流时，线圈将向哪个方向偏转？
向左。



例5、如图所示，A为一水平旋转的橡胶盘，带有大量均匀分布的负电荷，在圆盘正上方水平放置一通电直导线，电流方向如图。当圆盘高速绕中心轴OO’转动时，通电直导线所受磁场力的方向是（ ）C
A、竖直向上
B、竖直向下
C、水平向里
D、水平向外

3、安培力F=BIL 的具体应用
例6、如图所示，两根平行放置的导电轨道，间距为L，倾角为θ，轨道间接有电动势为E（内阻不计）的电源，现将一根质量为m、电阻为R的金属杆ab与轨道垂直放于导电轨道上，轨道的摩擦和电阻均不计，要使ab杆静止，所加匀强磁场的磁感应强度垂直斜面向上，求其大小。


若是B竖直向上，求其大小？
























基础训练
1、下列说法中正确的是（ ）
A、电荷在某处不受电场力的作用，则该处电场强度为零
B、一小段通电导线在某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零
C、表征电场中某点电场的强弱，是把一个检验电荷放在该点时受到的电场力与检验电荷本身电荷量的比值
D、表征磁场中某点磁场的强弱，是把一小段通电导线垂直放在该点时受到的磁场力与该小段导体长度和电流乘积的比值
2、在球体上分别沿经、维两个方向互相垂直的套有两个绝缘导线环AA’和BB’，环中通有相同大小的恒定电流，则球心处磁感应强度的方向为：（ ）
A、指向左上方
B、指向右下方
C、竖直向上
D、水平向右


3、如图所示，原来静止的圆形通电线圈通以逆时针方向的电流I，在其直径AB上靠近B点放一根垂直于线圈平面的固定不动的长直导线，通过如图所示的方向的电流I’，在磁场力作用下圆线圈将（ ）
A、向左运动
B、向右运动
C、以直径AB为轴运动
D、静止不动
4、质量为m的通电细杆ab置于倾角为θ的导轨上，导轨宽度为d，杆ab与导轨间的动摩擦因数为μ，有电流时，ab恰好能在导轨上静止，如图所示，它的四个侧视图中标出四种可能的匀强磁场方向，其中杆ab与导轨之间的摩擦力可能为零的图是（ ）





A、ab B、cd C、ac D、bd

5、一根长度0.1米的均匀金属杆，两端焊接等长的细软导线，悬挂在同一水平的两点上，abcd所在的区域内有一竖直方向的匀强磁场，当ab中通以如图所示电流时，金属杆ab偏离原来的位置到两根悬线和竖直方向的夹角为30°时保持平衡，如果金属杆ab的质量为0.0866千克，其中通过电流强度为10安，求匀强磁场的磁感应强度（g取10米/秒2）




能力提升
1、下列叙述正确的是（ ）
A、放在匀强磁场中的通电导线受到恒定的磁场力
B、沿磁感线方向，磁场逐渐减弱
C、磁场的方向就是通电导体所受磁场力的方向
D、安培力的方向一定垂直磁感应强度和直导线所决定的平面
2、如图，O为圆心，KN、LM是半径分别为ON、OM的同心圆，若O处垂直纸面放置一载流直导线，电流垂直纸面向外。用一条导线围成如图所示回路KLMN，当回路中沿图示方向通以电流时，此回路将（ ）
A、向左平动
B、在纸面向绕过O点垂直于纸面的轴转动
C、KL边向外，MN边向里运动
D、KL边向里，MN边向外运动

3、如图所示，一重为G1的通电圆环置于水平桌面，环中电流方向为顺时针方向（从上往下看），在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，磁铁自重为G2，则下列关于圆环对桌面压力F，磁铁对轻绳拉力F’的大小正确的是（ ）
A、F > G1 ，F’>G2
B、F < G1 ，F’>G2
C、F < G1 ，F’ D、F > G1 ，F’
4、如图所示，水平桌面上放一根条形磁铁，磁铁正中央上方吊着跟磁铁垂直的导线，当导线中通入指向纸内的电流时（ ）
A、悬线上的拉力将变大
B、悬线上的拉力将变小
C、条形磁铁对水平桌面的压力将变大
D、条形磁铁对水平桌面的压力将不变

5、载流导线L1、L2处在同一平面内，L1是固定的，L2可绕垂直纸面的固定转轴O转动，各自的电流方向如图所示，则下列说法中正确的是（ ）
A、因不受磁场力作用，故L2不动
B、因L2所受磁场力对轴O的力矩相平衡，故L2不动
C、L2绕轴O按顺时针方向转动
D、L2绕轴O按逆时针方向转动
6、如图所示，ab是两根靠在一起的平行通电直导线，其中电流分别为Ia和Ib（已知Ia > Ib），电流方向如图。当垂直于a、b所在的平面加一个磁感应强度为B的匀强磁场，导线a恰好能处于平衡状态，则导线b的受力情况与加磁场B以前相比（ ）
A、不再受磁场力的作用
B、所受磁场力是原来的2倍
C、所受磁场力小于原来的2倍
D、所受磁场力大于原来的2倍
7、如图所示，闭合导线aba中通入电流I方向如图，匀强磁场B垂直纸面向里，且与闭合导线平面垂直，直导线ab长为L，则闭合导线受到的安培力大小是________，弯曲导线ab受到的安培力的大小是_________，方向____________，直导线ab受到的安培力大小是________，方向_________。







8、如图所示，在同一水平面的两导轨相互平行，并在竖直向上的磁场中，一根质量为3.6kg，有效长度2m的金属棒放在导轨上，当金属棒中的电流为5A时，金属棒做匀速运动；当金属棒中的电流强度增大到8A时，金属棒能获得2m/s2的加速度，则磁场的磁感应强度为多少？




9、如图所示，有一根导线ab紧靠在竖直导轨上，它们之间的摩擦因数为μ=0.5，匀强磁场方向竖直向上，磁感应强度B=0.4T，如果导线的质量为M=0.010kg，长度L=0.20m，问在导线ab上至少要通以多大的电流才能使它保持静止？电流方向如何？（g取10m/s2）






10、如图所示，将长50cm，质量为10g的均匀金属棒ab的两端用两只相同的弹簧挂成水平状态，位于垂直纸面向里的匀强磁场中，当金属棒中通过0.4A电流时，弹簧恰好不伸长，求：
（1）匀强磁场中磁感应强度是多大？
（2）当金属棒通过0.2A由a到b的电流时，弹簧伸长1厘米，如果电流方向由
b到a，而电流大小不变，弹簧伸长又是多少？









高考真题赏析
1、如图，一段导体abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且磁场方向（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，方向如图箭头所示。流经导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力（ ）
A、方向沿纸面向上，大小为（）ILB
B、方向沿纸面向上，大小为（）ILB
C、方向沿纸面向下，大小为（）ILB
D、方向沿纸面向下，大小为（）ILB
2、在图所示电路中，电池均相同，当电键S分别置于a、b两处时，导线MM’与NN’之间的安培力的大小为fa、fb，判断这两段导线（ ）
A、相互吸引，fa > fb
B、相互排斥，fa > fb
C、相互吸引，fa < fb
D、相互排斥，fa < fb
3、一根容易形变的弹性导线，两端固定。导线中通有电流，方向如图中箭头所示。当没有磁场时，导线呈直线状态。当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是（ ）






4、如图所示，电流强度为I的一段通电导线处于匀强磁场中，受到的安培力为F，图中正确表示I和F方向的是（ ）






附：如图，电视显像管的偏转线圈示意图，该时刻由里向外射出的电子流将向哪个方向偏转？

答案：

基础训练
1、ACD
2、A
3、C
4、A
5、BIL=mgtanθ
B=0.5T


能力提升

1、D
2、C
3、D
4、A
5、D
6、B
7、 0,BIL，向左，BIL，向右
8、

9、电流b→a

10、（1）a→b BIL=mg B=0.5T
（2）
高考真题

1、A
2、D
3、D
4、A
附：向左

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