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备战2021新高考物理-重点专题巩固-磁场（一）
一、单选题
1.如图所示，通电导线在磁场中受力分析正确的是（??
）
A.????B.????????C.???D.?
2.如图所示，空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，电场和磁场相互垂直。在电磁场区域中，有一个固定在竖直平面内的光滑绝缘圆环，环上套有一个带正电的小球。O点为圆环的圆心，a、b、c为圆环上的三个点，a点为最高点，c点为最低点，
bO沿水平方向。已知小球所受电场力与重力大小相等。现将小球从环的顶端a点由静止释放，下列判断正确的是（???
）
A.?当小球运动到b点时，洛伦兹力最大
B.?当小球运动到c点时，小球受到的支持力一定大于重力
C.?小球从a点运动到b点，重力势能减小，电势能增大
D.?小球从b点运动到c点，电势能增大，动能先增大后减小
3.中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图。结合上述材料，下列说法不正确的是（??
）
A.?地理南、北极与地磁场的南、北极不重合
B.?地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近
C.?地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
D.?地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用
4.如图所示，两根相距为l的平行直导轨ab、cd，b、d间连有一固定电阻R，导轨电阻可忽略不计．MN为放在ab和cd上的一导体杆，与ab垂直，其电阻也为R．整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于导轨所在平面（垂直纸面向里）．现对MN施力使它沿导轨方向以速度v水平向右做匀速运动．令U表示MN两端电压的大小，则（　　）
A.?U=
Blv，流过固定电阻R的感应电流由b经R到d
B.?U=Blv，流过固定电阻R的感应电流由d经R到b
C.?MN受到的安培力大小FA=
，方向水平向右
D.?MN受到的安培力大小FA=
，方向水平向左
5.狄拉克曾预言，自然界应该存在只有一个磁极的磁单极子，其周围磁感应呈均匀辐射状分布，距离它r处的磁感应强度大小为B=
（k为常数），设空间有一固定的S极磁单极子，磁场分布如图所示，一带电小球q（重力不可忽略）在S极附近做匀速圆周运动，则关于小球做匀速圆周运动的判断中正确的是（　　）
A.?若小球带正电，其运动轨迹平面可在S的正下方
B.?若小球带负电，其运动轨迹平面可在S的正下方
C.?若小球带正电，其运动轨迹平面可在S的正上方且沿逆时针运动（从上往下看）
D.?若小球带负电，其运动轨迹平面可在S的正上方且沿逆时针运动（从上往下看）
6.下列说法中正确的是（??
）
A.?根据B=
可知匀强磁场磁感应强度的大小等于垂直穿过单位面积的磁感线条数
B.?根据Φ=BS可知，闭合回路的面积越大，穿过该线圈的磁通量一定越大
C.?根据F=BIL可知，在磁场中某处放置的电流越大，则受到的安培力一定越大
D.?根据B=
可知，磁场中某处的磁感强度大小与通电导线所受的磁场力F成正比，与电流强度I和导线长度L的乘积成反比
7.通电直导线放在匀强磁场中，磁感应强度B的方向如图所示。“”表示导线中电流I的方向垂直于纸面向里，“⊙”表示导线中电流I的方向垂直于纸面向外。图中标出了导线所受安培力F的方向，其中正确的是（
??）
A.?????????????????????????????????B.?
C.?????????????????????????????????D.?
8.如图所示是磁流体发电机的示意图，两平行金属板P、Q之间有一个很强的磁场．一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）沿垂直于磁场的方向喷入磁场．把P、Q与电阻R相连接．下列说法正确的是（??
）
?Q板的电势高于P板的电势??????????????????????????????????
?R中有由b向a方向的电流
C.?若只改变磁场强弱，R中电流保持不变????????????????
D.?若只增大粒子入射速度，R中电流增大
9.如图所示，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线水平吊起通电直导线A。A与螺线管垂直，“×”表示导线中电流的方向垂直于纸面向里。电键S闭合后，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
10.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I1和I2
，
且I1＞I2
，
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.?B1?????????????????????????????????????????B.?B2?????????????????????????????????????????C.?B3?????????????????????????????????????????D.?B4
二、多选题
11.如图所示，一根通有电流I的直铜棒MN，用导线挂在磁感应强度为B的匀强磁场中，此时两根悬线处于紧张状态，下列哪些措施可使悬线中张力为零（??
）
A.?适当增大电流?????????????????????????????????????????????????????
B.?使电流反向并适当减小
C.?保持电流I不变，适当增大B?????????????????????????????????D.?使电流I反向，适当减小
12.有两根长直导线a、b互相平行放置，如图所示为垂直于导线的截面图．在如图所示的平面内，O点为两根导线连线的中点，M、N为两导线连线的中垂线上两点，与O点的距离相等，aM与MN夹角为θ．若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流I，单根导线中的电流在M处产生的磁感应强度为B0
，
则关于线段MN上各点的磁感应强度，下列说法中正确的是（
???）
?M点和N点的磁感应强度方向一定相反????????????????
?M点和N点的磁感应强度大小均为2B0cosθ
C.?M点和N点的磁感应强度大小均为2B0sinθ??????????
D.?在线段MN上各点的磁感应强度都不可能为零
13.以下关于洛仑兹力的各种说法中正确的是（??
）
A.?电荷在磁场中一定受到洛仑兹力?????????????????????????
B.?运动的电荷在磁场中一定受到洛仑兹力
C.?洛仑兹力对电荷永远不做功????????????????????????????????
D.?洛仑兹力的方向总是垂直于磁场方向和电荷速度方向所构成的平面
14.磁流体发电机的发电原理如图所示：将一束等离子体（即高温下电的气体，含有大量带正电和负电的粒子，而从整体来说呈中性）沿图示方向喷射入磁场，磁场中有两块金属板A、B（A板在上，B板在下，且正对），这时金属板上就聚集了电荷。在磁极配置如图所示的情况下，下述说法正确的是（??
）
?A板带负电荷?????????????????????????????????
?有电流从a经用电器流向b
C.?金属板A，B间的电场方向向上??????
D.?等离子体发生偏转的原因是离子所受电场力大于所受洛伦兹力
15.回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示．设D形盒半径为R．若用回旋加速器加速质子（氢核）时，匀强磁场的磁感应强度为B，高频交流电频率为f．质子质量为m，电荷量为e．则下列说法正确的是（??
）
A.?质子被加速后的最大速度不可能超过2πRf
B.?质子被加速后的最大动能Ek不可能超过
C.?质子被加速后的最大动能与狭缝间的加速电压、加速次数无关
D.?改变B和f，该回旋加速器也能用于加速α粒子（即氦核）
16.中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也．”进一步研究表明，地球周围地磁场的分布示意如图.结合上述材料，下列说法正确的是(?
)
A.?地理南、北极与地磁场的南、北极不重合
B.?地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近
C.?地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
D.?在地面上放置一个小磁针，小磁针的南极指向地磁场的北极
17.如图所示，一根通电的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
18.如图为磁流体发电机的原理图，等离子体束（含有正、负离子）以某一速度垂直喷射入由一对磁极CD产生的匀强磁场中，A、B是一对平行于磁场放置的金属板．稳定后电流表中的电流从“+”极流向“-”极，由此可知（??
）
?D磁极为N极???????????????????????????????????????????????????????
?正离子向B板偏转
C.?负离子向D磁极偏转????????????????????????????????????????????
D.?离子在磁场中偏转过程洛仑兹力对其不做功
19.如图所示，a为带正电的小物块，b是一不带电的绝缘物体，a、b叠放于粗糙的水平地面上，地面上方有垂直纸面向里的匀强磁场，现用水平恒力F拉b物块，使a、b一起无相对滑动地向左加速运动
，在加速运动阶段(　　)
A.?a、b一起运动的加速度减小????????????????????????????????B.?a、b一起运动的加速度增大
C.?a、b物块间的摩擦力减小???????????????????????????????????D.?a、b物块间的摩擦力增大
三、综合题
20.如图所示，在y轴上A点沿平行x轴正方向以v0发射一个带正电的粒子，A点的坐标为（0，
），第一象限充满沿y轴负方向的匀强电场，第四象限充满方向垂直纸面的匀强磁场（未画出）。带电粒子从x轴上C点离开第一象限进入第四象限，C点的坐标为（2a，0）。已知带电粒子的电量为q，质量为m，粒子的重力忽略不计。求：
（1）所加匀强电场E的大小
（2）若带正电的粒子经过磁场偏转后恰好能水平向左垂直打在－y轴上D点（未画出），求第四象限中所加磁场的大小与方向以及D点的坐标。
（3）若在第四象限只是某区域中存在大小为
，方向垂直纸面向外的圆形匀强磁场，要使带电粒子仍能水平向左垂直打在－y轴上的D点，求该圆形磁场区域的最小面积。
21.长L=60?
cm、质量为m=6.0×10-2kg、粗细均匀的金属棒，两端用完全相同的弹簧挂起，放在磁感强度为B=0.4?
T、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，如图所示，若不计弹簧重力，
(g=10
m/s2)问：
（1）要使弹簧保持原长状态，金属棒中电流的大小和方向如何?
（2）未通电之前金属棒处于静止状态，现在金属中通入自左向右、大小为I=0.2
A的电流，金属棒上升x1=1
cm，求弹簧的劲度系数.
（3）若通入金属棒中的电流仍为0.2?
A，但方向自右向左，这时金属棒位置相比于（2）中电流向右时的金属棒位置变化多少?
答案
一、单选题
1.【答案】
C
【解答】解：A、磁场的方向向右，电流的方向垂直于纸面向里，根据左手定则可知，电流受到的安培力的方向向下．故A错误；
B、磁场的方向向里，电流的方向垂直于纸面向外，电流的方向与磁场的方向平行，则不受安培力．故B错误；
C、磁场的方向向外，电流的方向斜向右下，根据左手定则可知，电流受到的安培力的方向垂直于电流向左下．故C正确；
D、磁场的方向向外，电流的方向垂直于纸面向外，电流的方向与磁场的方向平行，则不受安培力．故D错误．
故选：C
【分析】根据左手定则判断出安培力的方向，伸开左手，使大拇指与四指方向垂直，四指方向与电流方向相同，磁场方向垂直于掌心，大拇指所指方向为安培力的方向．
2.【答案】
D
【分析】小球受到水平向左的电场力和竖直向下的重力，二力大小相等，故二力的合力方向于水平方向成45°向左下，如图，故小球运动到圆弧bc的中点时，速度最大，此时的洛伦兹力最大，选项A错误。
小球到C点时支持力方向不确定，所以无法确定支持力和重力大小的比较，B错误；
小球从b点运动到c点，电场力做负功，电势能增加；因力的合力方向将于水平方向成45°向左下，当小球运动到圆弧bc的中点时速度最大，所以小球从b点运动到c点过程中，动能先增大，后减小．选项D正确。
【点评】该题要求同学们能够根据受力分析找出做圆周运动新的最高点和最低点，再根据竖直平面内的圆周运动的知识解题，难度较大。
3.【答案】
C
【解答】根据题意可得，地理南北极与地磁场存在一个夹角，为磁偏角，故两者不重合，A正确；地磁南极在地理的北极附近，地磁北极在地理南极附近，B正确；由于地磁场磁场方向沿磁感线切线方向，故只有赤道处才与地面平行，C错误；在赤道处磁场方向水平，而射线是带电的粒子，运动方向垂直磁场方向，根据左手定则可得射向赤道的粒子受到的洛伦兹力作用，D正确；
【分析】根据课本中有关地磁场的基础知识，同时明在确磁场及磁通量的性质；即可确定此题的答案．
4.【答案】
A
【解答】A、当MN运动时，相当于电源．但其两边的电压是外电路的电压，假设导轨没电阻，MN两端的电压也就是电阻R两端的电压，电路中电动势为E=BLV，MN的电阻相当于电源的内阻，二者加起来为2R，则电阻上的电压为
BLv，再由右手定则，拇指指向速度方向，手心被磁场穿过，四指指向即为电流方向，即由N到M，那么流过电阻的就是由b到d．故A正确，B错误．C、MN受到的安培力F=BIL=
；由左手定则可知，安培力的方向水平向左；故CD错误．
故选：A．
【分析】当MN运动时切割磁感线，MN相当于电源．由右手定则判断电流的方向．再根据闭合电路欧姆定律求出MN两端电压的大小．由左手定则可得出安培力的方向；由F=BIL可求得安培力的大小．
5.【答案】
C
【解答】要使粒子能做匀速圆周运动，则洛仑兹力与重力的合力应能充当向心力；洛伦兹力必沿斜上方，其竖直分力与重力平衡，水平分力提供向心力；根据左手定则可以判断；若小球带正电，其转动轨迹平面在S的正上方且沿逆时针运动；若小球带负电，其转动轨迹平面可以在S的正上方且沿顺时针转动；若在下方时，当洛伦兹力的方向垂直磁感线斜向上时，一个分力可以与重力平衡，但另一个分力不指向圆心，不能提供向心力；同样当洛仑磁力的方向垂直磁感线斜向下时，一个分力可以提供向心力，但另一个分力不能与重力平衡．ABD不符合题意，C符合题意；
故答案为：：C．
【分析】利用合力指向圆心结合左手定则可以判别小球的电性及运动轨迹和速度方向。
6.【答案】
A
【解答】解：A、根据B=
可知，匀强磁场磁感应强度的大小等于垂直穿过单位面积的磁感线条数，又叫磁通密度．故A正确；
???
B、公式Φ=BS的条件是磁场的方向与线圈垂直，当磁场方向与面积平行，闭合回路的面积再大，磁通量为零．故B错误．
???
C、公式F=BIL的使用条件是电流的方向与磁场的方向垂直，电流大，则受到的安培力不一定越大，还跟电流与磁场之间的夹角有关．故C错误．
???
D、磁场的磁感应强度与通电导线的电流和所受的磁场力无关，由本身的性质决定．故D错误．
故选：A
【分析】磁感应强度的大小由磁场本身性质决定，与导线的电流和所受安培力无关．当磁场的方向与电流的方向垂直时，安培力大小为F=BIL．在匀强磁场中，当磁场的方向与面积垂直，则Ф=BS．
7.【答案】
B
【解答】A、安培力方向竖直向上，B、安培力方向竖直向上，C、安培力方向竖直向下，D、不受安培力.
故答案为：B
【分析】利用左手定则可以判别安培力的方向是否正确。
8.【答案】
D
【解答】解：AB、等离子体进入磁场，根据左手定则，正电荷向上偏，打在上极板上，负电荷向下偏，打在下极板上．所以上极板带正电，下极板带负电，则P板的电势高于Q板的电势，流过电阻电流方向由a到b．故AB错误；
C、依据电场力等于磁场力，即为q
=qvB，则有：U=Bdv，再由欧姆定律，I=
=
，电流与磁感应强度成正比，故C错误；
D、由上分析可知，若只增大粒子入射速度，R中电流也会增大，故D正确．
故选：D．
【分析】等离子体从左向右进入磁场，受到洛伦兹力发生偏转，打到极板上，使两极板间形成电势差，当粒子所受电场力与洛伦兹力相等时，形成动态平衡．根据极板的正负判断电势的高低以及电流的流向．
9.【答案】
C
【分析】首先根据安培定则判断通电螺线管在A处产生的磁场方向，再根据左手定则判断通电直导线A受到的磁场的作用力的方向水平向右。
根据左手定则判断可知：A受到通电螺线管磁场的作用力的方向：竖直向下。
故选C。
【点评】本题考查安培定则和左手定则综合应用的能力，对于几种定则关键要搞清两点：一是何时用；二是怎样用。
10.【答案】
C
【解答】解：根据右手螺旋定则得出两电流在H点的磁场方向，如图，根据平行四边形定则知H点的合场强可能为
方向．故C正确，A、B、D错误．
故选：C
【分析】根据右手螺旋定则判断出两电流在H点的磁感应强度方向，根据平行四边形定则得出合场强的方向
二、多选题
11.【答案】
A,C
【解答】解：棒处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N，根据左手定则可得，安培力的方向竖直向上，由于此时悬线上有拉力，为了使拉力等于零，则安培力必须增加．所以适当增加电流强度，或增大磁场；
故选：AC．
【分析】当ab通以如图所示的电流I时，导线所受安培力方向向上，悬线张力不为零，要使悬线张力为零，安培力方向要向上，再根据左手定则判断．
12.【答案】
A,B
【解答】如图所示，导线a(或b)在M处的磁感应强度大小为B0
，
方向垂直于aM(或bM)，与OM的夹角相等，因而合磁感应强度大小为2B0sin(90°－θ)＝2B0cos
θ，方向与OM垂直且向下(或向上)，A、B符合题意；导线a、b在O点的磁感应强度方向分别为沿ON和OM且大小相等，合磁感应强度为零，D不符合题意．
故答案为：AB
【分析】利用安培定则结合磁感应强度的叠加可以判别磁感应强度的大小和方向；利用叠加可以判别O点的磁感应强度为0.
13.【答案】
C,D
【解答】解：A、如果电荷在磁场中静止，则电荷在磁场中不受洛伦兹力作用，A不符合题意；
B、如果运动电荷的速度方向与磁场方向平行，则运动电荷不受洛伦兹力作用，B不符合题意；
C、由左手定则可知，洛伦兹力与电荷运动方向垂直，电荷在洛伦兹力方向上没有位移，洛伦兹力对电荷不做功，C不符合题意；
D、由左手定则可知，洛伦兹力方向与磁场方向、电荷运动方向垂直，即洛仑兹力的方向总是垂直于磁场方向和电荷速度方向所构成的平面，D符合题意；
故答案为：CD．
【分析】本题考察洛伦兹力的特点，只要熟记洛伦兹力的特点就可以，其中洛伦兹力永远不做功是重点内容。
14.【答案】
A,C
【解答】A．
根据左手定则知，正电荷向下偏，负电荷向上偏，则A板带负电，B板带正电。A符合题意；
B．因为B板带正电，A板带负电，所以电流的流向为b经电阻流向a。B不符合题意；
C．因为B板带正电，A板带负电，所以金属板间的电场方向由B板指向A板。电场方向向上，C符合题意；
D．等离子体发生偏转的原因是离子所受洛伦兹力大于所受电场力。D不符合题意。
故答案为：AC
【分析】利用左手定则可以判别粒子的偏转；利用极板的电性可以判别电流的方向；等离子偏转的原因是洛伦兹力大于电场力。
15.【答案】ABCD
【解答】解：A、当粒子从D形盒中出来时速度最大，vm=
．故A正确．
???
B、根据qvmB=m
，得最大动能Ek=
mvm2=
．故B正确．
???
C、质子被加速后的最大动能，与狭缝间加速的电压无关、加速次数无关，故C正确．
???
D、根据T=
，知质子换成α粒子，比荷发生变化，则在磁场中运动的周期发生变化，回旋加速器粒子在磁场中运动的周期和高频交流电的周期相等，故需要改变磁感应强度或交流电的周期．故D正确．
故选：ABCD．
【分析】回旋加速器粒子在磁场中运动的周期和高频交流电的周期相等，当粒子从D形盒中出来时，速度最大，此时运动的半径等于D形盒的半径．
16.【答案】
A,B,D
【解答】A．地理南、北极与地磁场的南、北极不重合有一定的夹角，即为磁偏角，故A正确；
B．磁场是闭合的曲线，地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近，故B正确；
C、磁场是闭合的曲线，地球磁场从南极附近发出，从北极附近进入地球，组成闭合曲线，曲线的切线为该点磁场的方向，所以不是地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行，故C错误；
D．在地面上放置一个小磁针，小磁针的南极指向地理南极，即地磁北极，故D正确。
【分析】地球表面只有赤道上空其磁场方向与地面是平行的。
17.【答案】
A,B
【解答】由左手定则可得安培力方向沿斜面向上，若开始时安培力较大，使得导体棒受到的摩擦力方向沿斜面向下，则当增大电流过程中，安培力也随之增大，从而导致摩擦力也增大。所以A符合题意；由左手定则可得安培力方向沿斜面向上，若开始时安培力较小，使得导体棒受到的摩擦力方向沿斜面向上，则当增大电流过程中，安培力也随之增大，从而导致摩擦力先变小。当安培力的大小等于重力沿斜面向下的分力时，此时导体棒不受到摩擦力作用，当继续增大电流时，出现摩擦力方向向下，从而随着电流增大，导致摩擦力大小增大。所以B符合题意；若开始时安培力等于重力向下的分量，此时摩擦力为零，当电流变大时安培力变大，则摩擦力变大，所以CD不符合题意；
故答案为：AB。
【分析】结合磁感应强度的方向和电流强度，利用安培力公式求解安培力大小，再结合左手定则判断安培力的方向，对导线进行受力分析求解摩擦力大小的变化即可。
18.【答案】
A,D
【解答】根据电流的方向知，A板带正电，B板带负电，正离子向A板偏转，负离子向B板偏转．根据左手定则知，D极为N极，C极为S极，A符合题意，B、C不符合题意；因为洛伦兹力的方向与速度方向垂直，所以洛伦兹力不做功．D符合题意．
故答案为：AD．
【分析】利用左手定则可以判别磁极和偏转方向；洛伦兹力对带电粒子不做功。
19.【答案】
A,C
【解答】以a为研究对象，a向左加速，受洛伦兹力方向向下，对b的压力增大；以a、b整体为研究对象，分析整体受的合外力，b对
地面压力增大，b受的摩擦力增大，整体合外力减小，加速度减小；
a、b对a的摩擦力是a的合外力a的加速度减小，a的合外力减小，a、b间的摩擦力减小。
故选AC
【分析】正确选取研究对象是本题关键。
三、综合题
20.【答案】
（1）解：带电粒子在匀强电场中做类平抛运动：
y轴负方向：
????
x轴正方向：
得：
?
（2）解：磁场方向垂直纸面向外。
设带电粒子离开C点时速度方向与x轴正方向的夹角为α
，所以
?，带正电的粒子在C点速度大小为
??
带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，设半径为R，由几何关系得：
????
即
D点的坐标为（0，－
）???
由
得：
（3）解：由于匀强磁场强度变为
，在磁场中运动的半径将变为a，要使带电粒子仍能水平向左垂直打在－y轴上的D点，带电粒子运动轨迹如图。
所以圆形磁场区域的最小半径为
，最小面积为
【分析】（1）带电粒子在电场中做类平抛运动。水平方向匀速直线运动，竖直方向匀加速运动，根据水平方向的位移求解运动时间，利用竖直方向的距离求出加速度；
（2）对正电子进行受力分析，利用牛顿第二定律求解加速度，利用运动学公式求解最终位置即可；
（3）根据粒子在电场中的末速度确定粒子入射磁场的速度方向，洛伦兹力提供向心力做圆周运动，根据要求画出粒子的运动轨迹，列方程求解面积即可。
21.【答案】
（1）解：要使弹簧不伸长，则重力应与安培力平衡，所以安培力应向上，据左手定则可知电流方向应向右，因mg=BIL，所以：
I=
A=2.5A
（2）解：设通电前弹簧伸长量为x0
，
则：kx0=mg
因在金属中通入自左向右、大小为I1=0.2A的电流，由左手定则可知，安培力向上，金属棒上升x1=1cm，由平衡条件得BIL+k（x0-x1）=mg，BIL=kx1
，
解得k=4.8N/m
（3）解：当电流反向时，由平衡条件得：
BIL+mg=k（x0+x2），BIL=kx2
，
解得x2=1cm
下降：△x=x1+x2=2cm
【分析】（1）要是弹簧处于原长状态，导体棒受到的安培力与重力应该等大反向，由此求出安培力大小，再结合安培力公式求解电流强度即可；
（2）对导体棒进行受力分析，在重力、安培力、弹簧弹力的作用下，导体棒处于平衡状态，从而求出弹簧弹力，结合胡克定律求解弹簧的进度系数；
（3）同理，在重力、安培力、弹簧弹力的作用下，导体棒处于平衡状态，从而求出弹簧弹力，结合胡克定律求解弹簧的伸长量，进而确定导体棒的位置。

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