高考物理一輪復(fù)習(xí)10.1磁場(chǎng)-磁場(chǎng)及磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力(原卷版+解析)

考點(diǎn)30磁場(chǎng)--磁場(chǎng)及磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力新課程標(biāo)準(zhǔn)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)物理模型在探索自然規(guī)律中的作用。3．通過實(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。命題特點(diǎn)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?？疾轭l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)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。試題情境生活實(shí)踐類生活和科技、地磁場(chǎng)、電磁炮、等學(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題考向四、與安培力相關(guān)的STSE問題考向一、安培定則磁場(chǎng)的疊加一、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。(2)定義式：B＝eq\f(F,IL)(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。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。(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)度大小相等，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)弱，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．幾種常見的磁場(chǎng)(1)條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁場(chǎng)(如圖3所示)(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)特點(diǎn)無磁極、非勻強(qiáng)，且距導(dǎo)線越遠(yuǎn)處磁場(chǎng)越弱與條形磁鐵的磁場(chǎng)相似，管內(nèi)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)且磁場(chǎng)最強(qiáng)，管外為非勻強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)形電流的兩側(cè)是N極和S極，且離圓環(huán)中心越遠(yuǎn)，磁場(chǎng)越弱安培定則立體圖橫截面圖縱截面圖【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螅弥悄苁謾C(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/μTBy/μTBz/μT1021-4520-20-463210-454-210-45A.測(cè)量地點(diǎn)位于南半球B.當(dāng)?shù)氐牡卮艌?chǎng)大小約為50μTC.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≈50μTB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，故y軸指向南方，第3次測(cè)量，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)B＝eq\f(F,Il)提出以下說法，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Il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eq\f(F,Il)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【解析】磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝eq\f(F,Il)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)線所受磁場(chǎng)力F及乘積Il等外界因素?zé)o關(guān)，A、B錯(cuò)誤；B＝eq\f(F,Il)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θ，則根據(jù)F＝IlBsinθ得B＝eq\f(F,Ilsinθ)，即B不一定等于eq\f(F,Il)，C正確；如果θ＝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O′Q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．若一根無限長(zhǎng)直導(dǎo)線通過電流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、2BC．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)疊加問題的解題思路(1)確定磁場(chǎng)場(chǎng)源，如通電導(dǎo)線。(2)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M、N在c點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)BM、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)B?？枷蚨?、安培力作用下導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的判斷1.問題特點(diǎn)安培力作用下導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)問題與力學(xué)中的運(yùn)動(dòng)問題一樣，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電流元法分割為電流元eq\o(→,\s\up11(左手定則),\s\do4())安培力方向→整段導(dǎo)體所受合力方向→運(yùn)動(dòng)方向特殊位置法在特殊位置→安培力方向→運(yùn)動(dòng)方向等效法環(huán)形電流小磁針；條形磁鐵通電螺線管多個(gè)環(huán)形電流結(jié)論法同向電流互相吸引，反向電流互相排斥；兩不平行的直線電流相互作用時(shí)，有轉(zhuǎn)到平行且電流方向相同的趨勢(shì)轉(zhuǎn)換研究對(duì)象法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)的問題，可先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I1，四根平行直導(dǎo)線均通入電流I2，I1?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()ABCD【答案】C【解析】因I1?I2，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?！镜淅?】(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)過程中，磁體受到的摩擦力的方向和桌面對(duì)磁體的彈力()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)橄蜃螅瑥椓π∮诖朋w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；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，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O點(diǎn)，在圓環(huán)和回路KLMN中分別通以如圖所示的恒定電流I1、I2，圓環(huán)固定，則下列說法正確的是()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【解析】如圖，圓環(huán)上的電流I1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，下列說法正確的是()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?！厩蓪W(xué)妙記】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)注意同一問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?。同一?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)具體受力情況進(jìn)行判斷?？枷蛉?、安培力作用下的平衡和加速問題1．安培力的方向特點(diǎn)F⊥B，F(xiàn)⊥I，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＝BILsinθ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。3．視圖轉(zhuǎn)換對(duì)于安培力作用下的力學(xué)問題，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OO′上，其所在區(qū)域存在方向垂直指向OO′的磁場(chǎng)，與OO′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I，靜止后，懸線偏離豎直方向的夾角為θ。下列說法正確的是（）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MB.電流I增大，靜止后，導(dǎo)線對(duì)懸線的拉力不變C.tanθ與電流I成正比D.sinθ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

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OO′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，F(xiàn)T=mgcosθ則可看出sinθ與電流I成正比，當(dāng)I增大時(shí)θ增大，則cosθ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θ可調(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g；減速時(shí)，加速度的最大值為g，其中g(shù)為重力加速度大小。下列說法正確的是（）A.棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為B.棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為C.加速階段加速度大小最大時(shí)，磁場(chǎng)方向斜向下，θ=60°D.減速階段加速度大小最大時(shí)，磁場(chǎng)方向斜向上，θ=150°【答案】BC【解析】設(shè)磁場(chǎng)方向與水平方向夾角為θ1，θ1<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，此時(shí)有令，根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可得則有同理磁場(chǎng)方向與水平方向夾角為θ2，θ2<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)有有所以有當(dāng)加速或減速加速度分別最大時(shí)，不等式均取等于，聯(lián)立可得帶入可得α=30°，此時(shí)加速階段加速度大小最大時(shí)，磁場(chǎng)方向斜向右下方，有減速階段加速度大小最大時(shí)，磁場(chǎng)方向斜向左上方，有故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()A．BIL，平行于OC向左B.eq\f(2\r(2)BIL,π)，平行于OC向右C.eq\f(2\r(2)BIL,π)，垂直AC的連線指向左下方D．2eq\r(2)BIL，垂直AC的連線指向左下方【答案】C【解析】由L為eq\f(1,4)圓弧，所以eq\f(2πR,4)＝L，即R＝eq\f(2L,π)，的有效長(zhǎng)度為l＝eq\r(2)R＝eq\f(2\r(2)L,π)，安培力為FA＝BIl＝eq\f(2\r(2)BIL,π)，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θ.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θ(0＜θ＜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)?.5I，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＝Gsinθ，若電流變?yōu)?.5I，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?！厩蓪W(xué)妙記】實(shí)質(zhì)是安培力作用下的三力動(dòng)態(tài)平衡問題實(shí)質(zhì)是安培力作用下的三力動(dòng)態(tài)平衡問題,我們完全可以把力學(xué)中的分析方法遷移過來。解決三力動(dòng)態(tài)平衡問題時(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?？枷蛩摹⑴c安培力相關(guān)的STSE問題【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，為圓弧形的、帶有均勻刻度的透明讀數(shù)條，的圓心位于M的中心。使用前需調(diào)零:使線圈內(nèi)沒有電流通過時(shí)，M豎直且與紙面垂直；入射細(xì)光束沿水平方向經(jīng)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)仍近似處于的圓心，通過讀取反射光射到上的位置，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l，細(xì)桿D的長(zhǎng)度為d，圓弧的半徑為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I，求平衡后彈簧長(zhǎng)度改變量的絕對(duì)值及上反射光點(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，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、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О點(diǎn)下方，與O點(diǎn)間的弧長(zhǎng)為。求待測(cè)電流的大小?！敬鸢浮浚?），；（2）【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=NBIl根據(jù)胡克定律有F=NBIl=k│x│如圖所示設(shè)此時(shí)細(xì)桿轉(zhuǎn)過的弧度為θ，則可知反射光線轉(zhuǎn)過的弧度為2θ，又因?yàn)閐>>x，r>>d則sinθ≈θ，sin2θ≈2θ所以有x=dθs=r2θ聯(lián)立可得（2）因?yàn)闇y(cè)量前未調(diào)零，設(shè)沒有通電流時(shí)偏移的弧長(zhǎng)為s′，當(dāng)初始時(shí)反射光點(diǎn)在O點(diǎn)上方，通電流I′后根據(jù)前面的結(jié)論可知有當(dāng)電流反向后有聯(lián)立可得同理可得初始時(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【典例8】（多選）(2022·湖南省衡陽市高三下二模)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F1；保持ab中的電流大小不變，方向相反，傳感器的讀數(shù)變?yōu)镕2(F2<F1)。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m＝eq\f(F1＋F2,2g)B.N、S極之間的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝eq\f(F1－F2,nIL)C.傳感器的讀數(shù)為F1時(shí)，ab中的電流方向?yàn)閍→bD.減小電流I重復(fù)實(shí)驗(yàn)，則F1、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F1，則F1＝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)立解得金屬框的質(zhì)量為m＝eq\f(F1＋F2,2g)，B＝eq\f(F1－F2,2nIL)，故A正確，B錯(cuò)誤；傳感器的讀數(shù)為F1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F1減小，F(xiàn)2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)立電路部分未畫出)，以下說法正確的是()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eq\f(U,R)【答案】D【解析】根據(jù)題述，AB與CD之間部分區(qū)域浸沒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eq\f(U,R)，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的重物放在秤盤上時(shí)，彈簧被壓縮，秤盤和線圈一起向下運(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：(1)線圈向下運(yùn)動(dòng)過程中，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＝eq\f(2nBL,g)I(3)eq\f(2nBL,g)eq\r(\f(P,R))【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＝eq\f(2nBL,g)I.(3)設(shè)能稱量的最大質(zhì)量為m0.由m＝eq\f(2nBL,g)I和P＝I2R，得m0＝eq\f(2nBL,g)eq\r(\f(P,R)).1.(多選)(2022·湖南省衡陽市高三一模)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的說法正確的是()A．磁感應(yīng)強(qiáng)度B一定等于eq\f(F,IL)B．磁感應(yīng)強(qiáng)度B可能大于或等于eq\f(F,IL)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2.(2016·北京卷·17)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：“以磁石磨針鋒，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L1、L2，L1中的電流方向向左，L2中的電流方向向上；L1的正上方有a、b兩點(diǎn)，它們相對(duì)于L2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B0，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eq\f(1,3)B0和eq\f(1,2)B0，方向也垂直于紙面向外．則()A．流經(jīng)L1的電流在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為eq\f(7,12)B0B．流經(jīng)L1的電流在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為eq\f(1,12)B0C．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eq\f(1,12)B0D．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eq\f(7,12)B04.(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)線中無電流時(shí)磁鐵對(duì)斜面的壓力為FN1；當(dāng)導(dǎo)線中有電流通過時(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)量的說法中正確的是()A．電流垂直紙面向外時(shí)，F(xiàn)N1＜FN2，彈簧的伸長(zhǎng)量減小B．電流垂直紙面向外時(shí)，F(xiàn)N1＞FN2，彈簧的伸長(zhǎng)量增大C．電流垂直紙面向里時(shí)，F(xiàn)N1＞FN2，彈簧的伸長(zhǎng)量減小D．電流垂直紙面向里時(shí)，F(xiàn)N1＜FN2，彈簧的伸長(zhǎng)量增大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abcd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，一弓形線圈通過逆時(shí)針方向的電流，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(chǎn)端向紙內(nèi)，b端向紙外轉(zhuǎn)動(dòng)，且靠近導(dǎo)線B．a(chǎn)端向紙內(nèi)，b端向紙外轉(zhuǎn)動(dòng)，且遠(yuǎn)離導(dǎo)線C．a(chǎn)端向紙外，b端向紙內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，且靠近導(dǎo)線D．a(chǎn)端向紙外，b端向紙內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，且遠(yuǎn)離導(dǎo)線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α＝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＝4.5Ω，ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝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＝0.5Ω，sin37°＝0.6，g＝10m/s2，則()A．通過ab的電流大小為1AB．a(chǎn)b受到的安培力大小為3NC．a(chǎn)b受到的最大靜摩擦力為7.5ND．F的取值范圍為0.5N≤F≤7.5N(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E0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θ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.eq\f(mgR,E0L)，水平向右B.eq\f(mgRcosθ,E0L)，垂直于回路平面向上C.eq\f(mgRtanθ,E0L)，豎直向下D.eq\f(mgRsinθ,E0L)，垂直于回路平面向下9.(2022·蘇州模擬)如圖所示為一電流表的原理示意圖．質(zhì)量為m的均質(zhì)細(xì)金屬棒MN的中點(diǎn)處通過一掛鉤與一豎直懸掛的彈簧相連，絕緣彈簧勁度系數(shù)為k.在矩形區(qū)域abcd內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向外．與MN的右端N連接的一絕緣輕指針可指示標(biāo)尺上的讀數(shù)，MN的長(zhǎng)度大于eq\x\to(ab).當(dāng)MN中沒有電流通過且處于平衡狀態(tài)時(shí)，MN與矩形區(qū)域的cd邊重合，當(dāng)MN中有電流通過時(shí)，指針示數(shù)可表示電流強(qiáng)度．(1)當(dāng)電流表示數(shù)為零時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)多少？(重力加速度為g)(2)若要電流表正常工作，MN的哪一端應(yīng)與電源正極相接？(3)若k＝2.0N/m，eq\x\to(ab)＝0.20m，eq\x\to(cb)＝0.050m，B＝0.20T，此電流表的量程是多少？(不計(jì)通電時(shí)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的作用)(4)若將量程擴(kuò)大2倍，磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)變?yōu)槎啻螅?.(多選)(2022·山東省日照市二模)下列說法中正確的是()A.電荷在某處不受電場(chǎng)力的作用，則該處電場(chǎng)強(qiáng)度為零B.一小段通電導(dǎo)線在某處不受磁場(chǎng)力作用，則該處磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零C.電場(chǎng)中某點(diǎn)電場(chǎng)的強(qiáng)弱，用一個(gè)檢驗(yàn)電荷放在該點(diǎn)時(shí)受到的電場(chǎng)力與檢驗(yàn)電荷本身電荷量的比值表征D.磁場(chǎng)中某點(diǎn)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，用一小段通電導(dǎo)線放在該點(diǎn)時(shí)受到的磁場(chǎng)力與該小段導(dǎo)線長(zhǎng)度和電流乘積的比值表征2、（多選）(2022·北京市西城區(qū)高三下統(tǒng)一測(cè)試)如圖為通電螺線管，A為螺線管外一點(diǎn)，B、C兩點(diǎn)在螺線管的垂直平分線上，關(guān)于A、B、C三點(diǎn)，下列說法正確的是()A．磁感應(yīng)強(qiáng)度最大處為A處，最小處為B處B．磁感應(yīng)強(qiáng)度最大處為B處，最小處為C處C．小磁針靜止時(shí)在B處和A處N極都指向左方D．小磁針靜止時(shí)在B處和C處N極都指向右方3、（多選）(2022·連、徐、宿三調(diào))如圖甲所示，一個(gè)條形磁鐵P固定在水平桌面上，以P的右端點(diǎn)O為原點(diǎn)，中軸線為x軸建立一維坐標(biāo)系。一個(gè)靈敏的小磁針Q放置在x軸上不同位置，設(shè)Q與x軸之間的夾角為θ。實(shí)驗(yàn)測(cè)得sinθ與x之間的關(guān)系如圖乙所示。已知該處地磁場(chǎng)方向水平，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0。下列說法正確的是()A．P的右端為S極B．P的中軸線與地磁場(chǎng)方向垂直C．P在x0處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0D．x0處合磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B04、(多選)(2022·北京市朝陽區(qū)高三一模)已知通電長(zhǎng)直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度滿足B＝keq\f(I,r)(其中k為比例系數(shù)，I為電流強(qiáng)度，r為該點(diǎn)到直導(dǎo)線的距離)．現(xiàn)有四根平行的通電長(zhǎng)直導(dǎo)線，其橫截面積恰好在一個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上，電流方向如圖，其中A、C導(dǎo)線中的電流大小為I1，B、D導(dǎo)線中的電流大小為I2.已知A導(dǎo)線所受的磁場(chǎng)力恰好為零，則下列說法正確的是()A．電流的大小關(guān)系為I1＝2I2B．四根導(dǎo)線所受的磁場(chǎng)力都為零C．正方形中心O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零D．若移走A導(dǎo)線，則中心O處的磁場(chǎng)將沿OB方向5.（多選）(2022·湖南長(zhǎng)沙長(zhǎng)郡中學(xué)模擬)如圖所示，同一平面內(nèi)有兩根平行的無限長(zhǎng)直導(dǎo)線1和2，通有大小相等、方向相反的電流，a、b兩點(diǎn)與兩導(dǎo)線共面，a點(diǎn)在兩導(dǎo)線的中間且與兩導(dǎo)線的距離均為r，b點(diǎn)在導(dǎo)線2右側(cè)，與導(dǎo)線2的距離也為r?，F(xiàn)測(cè)得a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0，已知距一無限長(zhǎng)直導(dǎo)線d處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝eq\f(kI,d)，其中k為常量，I為無限長(zhǎng)直導(dǎo)線的電流大小，下列說法正確的是()A．b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為eq\f(B0,4)B．若去掉導(dǎo)線2，b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為eq\f(B0,6)C．若將導(dǎo)線1中電流大小變?yōu)樵瓉淼?倍，b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0D．若去掉導(dǎo)線2，再將導(dǎo)線1中電流大小變?yōu)樵瓉淼?倍，a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小仍為B06.(2022·遼寧省凌源市高三3月尖子生抽測(cè))直導(dǎo)線ab與線圈所在的平面垂直且隔有一小段距離，其中直導(dǎo)線固定，線圈可自由運(yùn)動(dòng)，當(dāng)通過如圖所示的電流方向時(shí)(同時(shí)通電)，從左向右看，線圈將()A．不動(dòng)B．順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)向右平移C．順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)向左平移D．逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)向右平移7.(多選)(2022·山東省青島市高三質(zhì)量調(diào)研檢測(cè)一)如圖所示，空間中有一斜向右下方、與水平方向成θ角的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，一絕緣豎直擋板AC垂直于紙面所在的平面豎直放置，一根通有垂直紙面向外的電流的水平金屬桿，緊貼擋板上的O點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法正確的是()A．若擋板AC表面光滑，略減小桿中電流，桿可能仍然靜止于O點(diǎn)B．若擋板AC表面光滑，略增大桿中電流，要使桿仍然靜止，可將擋板繞過O點(diǎn)垂直紙面的軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度C．若擋板AC表面粗糙，略增大桿中電流，桿可能仍然靜止，且桿所受的靜摩擦力一定增大D．若擋板AC表面粗糙，略減小桿中電流，桿可能仍然靜止，且桿所受的靜摩擦力方向可能豎直向上8.(多選)(2022·河北省唐山市高三下3月第一次模擬考試)如圖甲所示，電流恒定的通電直導(dǎo)線MN，垂直平放在兩條相互平行的水平光滑長(zhǎng)導(dǎo)軌上，電流方向由M指向N，在兩軌間存在著豎直磁場(chǎng)，取垂直紙面向里的方向?yàn)榇鸥袘?yīng)強(qiáng)度的正方向，當(dāng)t＝0時(shí)導(dǎo)線恰好靜止，若B按如圖乙所示的余弦規(guī)律變化，下列說法正確的是()A．在最初的一個(gè)周期內(nèi)，導(dǎo)線在導(dǎo)軌上往復(fù)運(yùn)動(dòng)B．在最初的一個(gè)周期內(nèi)，導(dǎo)線一直向左運(yùn)動(dòng)C．在最初的半個(gè)周期內(nèi)，導(dǎo)線的加速度先增大后減小D．在最初的半個(gè)周期內(nèi)，導(dǎo)線的速度先增大后減小9.(多選)(2022·河北省保定市高三一模)如圖所示，質(zhì)量為m、長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒MN電阻為R，初始時(shí)刻靜止于光滑的水平軌道上，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻不計(jì)．勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，其方向與軌道平面成θ角斜向上方，開關(guān)閉合后導(dǎo)體棒開始運(yùn)動(dòng)，則()A．導(dǎo)體棒向左運(yùn)動(dòng)B．開關(guān)閉合瞬間導(dǎo)體棒MN所受安培力為eq\f(BEL,R)C．開關(guān)閉合瞬間導(dǎo)體棒MN所受安培力為eq\f(BELsinθ,R)D．開關(guān)閉合瞬間導(dǎo)體棒MN的加速度為eq\f(BELsinθ,mR)10.(2022·廣東省深圳市高三3月第一次調(diào)研)如圖所示，一水平導(dǎo)軌處于與水平方向成45°角斜向左上方的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一根通有恒定電流的金屬棒，由于受到安培力作用而在粗糙的導(dǎo)軌上向右做勻速運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)將磁場(chǎng)方向沿順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)至豎直向上，在此過程中，金屬棒始終保持勻速運(yùn)動(dòng)，已知棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，則()A．金屬棒所受摩擦力一直在減小B．導(dǎo)軌對(duì)金屬棒的支持力先變小后變大C．磁感應(yīng)強(qiáng)度先變小后變大D．金屬棒所受安培力恒定不變甲乙11.(多選)(2022·湖北省武漢市部分學(xué)校高三上質(zhì)量檢測(cè))我國(guó)未來的航母將采用自行研制的電磁彈射器。電磁彈射系統(tǒng)由電源、強(qiáng)迫儲(chǔ)能裝置、導(dǎo)軌和脈沖發(fā)生器等組成。其工作原理如圖4所示，利用與飛機(jī)連接的通電導(dǎo)體在兩平行金屬導(dǎo)軌的強(qiáng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)中受到安培力的作用加速獲得動(dòng)能。設(shè)飛機(jī)質(zhì)量為1.8×104kg，起飛速度為v＝70m/s，起飛過程中所受平均阻力恒為機(jī)重的eq\f(1,5)，在沒有電磁彈射器的情況下，飛機(jī)從靜止開始在恒定的牽引力作用下運(yùn)動(dòng)，起飛距離為l＝210m；在電磁彈射器與飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)(牽引力不變)同時(shí)工作的情況下，起飛距離減為eq\f(l,3)，則(g取10m/s2)()A.在沒有電磁彈射器的情況下，飛機(jī)所受牽引力2.46×105NB.在沒有電磁彈射器的情況下，飛機(jī)所受牽引力2.1×105NC.在電磁彈射器與飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)同時(shí)工作時(shí)，若只增大電流，則起飛的距離將更小D.在電磁彈射器與飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)同時(shí)工作時(shí)，電磁彈射器對(duì)飛機(jī)所做的功W＝2.94×108J12.(2022·山東省泰安市高三下適應(yīng)性訓(xùn)練三)如圖所示，電源電壓E＝2V，內(nèi)阻不計(jì)，豎直導(dǎo)軌電阻不計(jì)，金屬棒的質(zhì)量m＝0.1kg，R＝0.5Ω，它與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.4，有效長(zhǎng)度為0.2m，靠在導(dǎo)軌外面，為使金屬棒不動(dòng)，施一與紙面夾角37°且垂直于金屬棒向里的磁場(chǎng)(g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)．求：(1)此磁場(chǎng)是斜向上還是斜向下？(2)B的范圍是多少？1.（2021年江蘇省普通高中學(xué)業(yè)水平選擇性考試）5．在光滑桌面上將長(zhǎng)為的軟導(dǎo)線兩端固定，固定點(diǎn)的距離為，導(dǎo)線通有電流I，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)線中的張力為（）A．B．C．D．2、（2019年浙江省上半年高考試題5）在磁場(chǎng)中的同一位置放置一條直導(dǎo)線，導(dǎo)線的方向與磁場(chǎng)方向垂直，則下列描述導(dǎo)線受到的安培力F的大小與通過導(dǎo)線的電流I的關(guān)系圖象正確的是（）A. B.C. D.3、（多選）（2021年福建省普通高中學(xué)業(yè)水平選擇性考試）6.如圖，四條相互平行的細(xì)長(zhǎng)直導(dǎo)線垂直坐標(biāo)系xOy平面，導(dǎo)線與坐標(biāo)平面的交點(diǎn)為a、b、c、d四點(diǎn).已知a、b、c、d為正方形的四個(gè)頂點(diǎn)，正方形中心位于坐標(biāo)原點(diǎn)O，e為的中點(diǎn)且在y軸上；四條導(dǎo)線中的電流大小相等，其中過a點(diǎn)的導(dǎo)線的電流方向垂直坐標(biāo)平面向里，其余導(dǎo)線電流方向垂直坐標(biāo)平面向外.則A.O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0B.O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向由O指向cC.e點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向沿y軸正方向D.e點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向沿y軸負(fù)方向4、（多選）（2021年浙江省6月普通高中學(xué)業(yè)水平選擇性考試）15.如圖所示，有兩根用超導(dǎo)材料制成的長(zhǎng)直平行細(xì)導(dǎo)線a、b，分別通以和流向相同的電流，兩導(dǎo)線構(gòu)成的平面內(nèi)有一點(diǎn)p，到兩導(dǎo)線的距離相等。下列說法正確的是（）A.兩導(dǎo)線受到的安培力B.導(dǎo)線所受的安培力可以用計(jì)算C.移走導(dǎo)線b前后，p點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向改變D.在離兩導(dǎo)線所在的平面有一定距離的有限空間內(nèi)，不存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為零的位置5、(2019·浙江選考)電流天平是一種測(cè)量磁場(chǎng)力的裝置，如圖所示。兩相距很近的通電平行線圈Ⅰ和Ⅱ，線圈Ⅰ固定，線圈Ⅱ置于天平托盤上。當(dāng)兩線圈均無電流通過時(shí)，天平示數(shù)恰好為零。下列說法正確的是()A．當(dāng)天平示數(shù)為負(fù)時(shí)，兩線圈電流方向相同B．當(dāng)天平示數(shù)為正時(shí)，兩線圈電流方向相同C．線圈Ⅰ對(duì)線圈Ⅱ的作用力大于線圈Ⅱ?qū)€圈Ⅰ的作用力D．線圈Ⅰ對(duì)線圈Ⅱ的作用力與托盤對(duì)線圈Ⅱ的作用力是一對(duì)相互作用力6.（2019年高考全國(guó)卷Ⅰ試題）4.如圖，等邊三角形線框LMN由三根相同的導(dǎo)體棒連接而成，固定于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直，線框頂點(diǎn)M、N與直流電源兩端相接，已如導(dǎo)體棒MN受到的安培力大小為F，則線框LMN受到的安培力的大小為A.2F B.1.5F C.0.5F D.0考點(diǎn)30磁場(chǎng)--磁場(chǎng)及磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力新課程標(biāo)準(zhǔn)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)物理模型在探索自然規(guī)律中的作用。3．通過實(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。命題特點(diǎn)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)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。試題情境生活實(shí)踐類生活和科技、地磁場(chǎng)、電磁炮、等學(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題考向四、與安培力相關(guān)的STSE問題考向一、安培定則磁場(chǎng)的疊加一、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。(2)定義式：B＝eq\f(F,IL)(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。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。(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)度大小相等，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)弱，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．幾種常見的磁場(chǎng)(1)條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁場(chǎng)(如圖3所示)(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)特點(diǎn)無磁極、非勻強(qiáng)，且距導(dǎo)線越遠(yuǎn)處磁場(chǎng)越弱與條形磁鐵的磁場(chǎng)相似，管內(nèi)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)且磁場(chǎng)最強(qiáng)，管外為非勻強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)形電流的兩側(cè)是N極和S極，且離圓環(huán)中心越遠(yuǎn)，磁場(chǎng)越弱安培定則立體圖橫截面圖縱截面圖【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/μTBy/μTBz/μT1021-4520-20-463210-454-210-45A.測(cè)量地點(diǎn)位于南半球B.當(dāng)?shù)氐牡卮艌?chǎng)大小約為50μTC.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≈50μTB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，故y軸指向南方，第3次測(cè)量，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?！镜淅?】有人根據(jù)B＝eq\f(F,Il)提出以下說法，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Il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eq\f(F,Il)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【解析】磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝eq\f(F,Il)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)線所受磁場(chǎng)力F及乘積Il等外界因素?zé)o關(guān)，A、B錯(cuò)誤；B＝eq\f(F,Il)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θ，則根據(jù)F＝IlBsinθ得B＝eq\f(F,Ilsinθ)，即B不一定等于eq\f(F,Il)，C正確；如果θ＝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O′Q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．若一根無限長(zhǎng)直導(dǎo)線通過電流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、2BC．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)疊加問題的解題思路(1)確定磁場(chǎng)場(chǎng)源，如通電導(dǎo)線。(2)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M、N在c點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)BM、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)B?？枷蚨才嗔ψ饔孟聦?dǎo)體運(yùn)動(dòng)的判斷1.問題特點(diǎn)安培力作用下導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)問題與力學(xué)中的運(yùn)動(dòng)問題一樣，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電流元法分割為電流元eq\o(→,\s\up11(左手定則),\s\do4())安培力方向→整段導(dǎo)體所受合力方向→運(yùn)動(dòng)方向特殊位置法在特殊位置→安培力方向→運(yùn)動(dòng)方向等效法環(huán)形電流小磁針；條形磁鐵通電螺線管多個(gè)環(huán)形電流結(jié)論法同向電流互相吸引，反向電流互相排斥；兩不平行的直線電流相互作用時(shí)，有轉(zhuǎn)到平行且電流方向相同的趨勢(shì)轉(zhuǎn)換研究對(duì)象法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)的問題，可先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I1，四根平行直導(dǎo)線均通入電流I2，I1?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()ABCD【答案】C【解析】因I1?I2，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?！镜淅?】(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)過程中，磁體受到的摩擦力的方向和桌面對(duì)磁體的彈力()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；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，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O點(diǎn)，在圓環(huán)和回路KLMN中分別通以如圖所示的恒定電流I1、I2，圓環(huán)固定，則下列說法正確的是()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【解析】如圖，圓環(huán)上的電流I1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，下列說法正確的是()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?！厩蓪W(xué)妙記】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)注意同一問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?。同一?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)具體受力情況進(jìn)行判斷?？枷蛉?、安培力作用下的平衡和加速問題1．安培力的方向特點(diǎn)F⊥B，F(xiàn)⊥I，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＝BILsinθ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。3．視圖轉(zhuǎn)換對(duì)于安培力作用下的力學(xué)問題，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?！镜淅?】（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OO′上，其所在區(qū)域存在方向垂直指向OO′的磁場(chǎng)，與OO′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I，靜止后，懸線偏離豎直方向的夾角為θ。下列說法正確的是（）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MB.電流I增大，靜止后，導(dǎo)線對(duì)懸線的拉力不變C.tanθ與電流I成正比D.sinθ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

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OO′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，F(xiàn)T=mgcosθ則可看出sinθ與電流I成正比，當(dāng)I增大時(shí)θ增大，則cosθ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?！镜淅?】（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θ可調(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g；減速時(shí)，加速度的最大值為g，其中g(shù)為重力加速度大小。下列說法正確的是（）A.棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為B.棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為C.加速階段加速度大小最大時(shí)，磁場(chǎng)方向斜向下，θ=60°D.減速階段加速度大小最大時(shí)，磁場(chǎng)方向斜向上，θ=150°【答案】BC【解析】設(shè)磁場(chǎng)方向與水平方向夾角為θ1，θ1<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，此時(shí)有令，根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可得則有同理磁場(chǎng)方向與水平方向夾角為θ2，θ2<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)有有所以有當(dāng)加速或減速加速度分別最大時(shí)，不等式均取等于，聯(lián)立可得帶入可得α=30°，此時(shí)加速階段加速度大小最大時(shí)，磁場(chǎng)方向斜向右下方，有減速階段加速度大小最大時(shí)，磁場(chǎng)方向斜向左上方，有故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()A．BIL，平行于OC向左B.eq\f(2\r(2)BIL,π)，平行于OC向右C.eq\f(2\r(2)BIL,π)，垂直AC的連線指向左下方D．2eq\r(2)BIL，垂直AC的連線指向左下方【答案】C【解析】由L為eq\f(1,4)圓弧，所以eq\f(2πR,4)＝L，即R＝eq\f(2L,π)，的有效長(zhǎng)度為l＝eq\r(2)R＝eq\f(2\r(2)L,π)，安培力為FA＝BIl＝eq\f(2\r(2)BIL,π)，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θ.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θ(0＜θ＜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)?.5I，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＝Gsinθ，若電流變?yōu)?.5I，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)平衡問題實(shí)質(zhì)是安培力作用下的三力動(dòng)態(tài)平衡問題,我們完全可以把力學(xué)中的分析方法遷移過來。解決三力動(dòng)態(tài)平衡問題時(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。考向四、與安培力相關(guān)的STSE問題【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，為圓弧形的、帶有均勻刻度的透明讀數(shù)條，的圓心位于M的中心。使用前需調(diào)零:使線圈內(nèi)沒有電流通過時(shí)，M豎直且與紙面垂直；入射細(xì)光束沿水平方向經(jīng)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)仍近似處于的圓心，通過讀取反射光射到上的位置，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l，細(xì)桿D的長(zhǎng)度為d，圓弧的半徑為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I，求平衡后彈簧長(zhǎng)度改變量的絕對(duì)值及上反射光點(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，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、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О點(diǎn)下方，與O點(diǎn)間的弧長(zhǎng)為。求待測(cè)電流的大小?！敬鸢浮浚?），；（2）【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=NBIl根據(jù)胡克定律有F=NBIl=k│x│如圖所示設(shè)此時(shí)細(xì)桿轉(zhuǎn)過的弧度為θ，則可知反射光線轉(zhuǎn)過的弧度為2θ，又因?yàn)閐>>x，r>>d則sinθ≈θ，sin2θ≈2θ所以有x=dθs=r2θ聯(lián)立可得（2）因?yàn)闇y(cè)量前未調(diào)零，設(shè)沒有通電流時(shí)偏移的弧長(zhǎng)為s′，當(dāng)初始時(shí)反射光點(diǎn)在O點(diǎn)上方，通電流I′后根據(jù)前面的結(jié)論可知有當(dāng)電流反向后有聯(lián)立可得同理可得初始時(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【典例8】（多選）(2022·湖南省衡陽市高三下二模)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F1；保持ab中的電流大小不變，方向相反，傳感器的讀數(shù)變?yōu)镕2(F2<F1)。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m＝eq\f(F1＋F2,2g)B.N、S極之間的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝eq\f(F1－F2,nIL)C.傳感器的讀數(shù)為F1時(shí)，ab中的電流方向?yàn)閍→bD.減小電流I重復(fù)實(shí)驗(yàn)，則F1、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F1，則F1＝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)立解得金屬框的質(zhì)量為m＝eq\f(F1＋F2,2g)，B＝eq\f(F1－F2,2nIL)，故A正確，B錯(cuò)誤；傳感器的讀數(shù)為F1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F1減小，F(xiàn)2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)立電路部分未畫出)，以下說法正確的是()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eq\f(U,R)【答案】D【解析】根據(jù)題述，AB與CD之間部分區(qū)域浸沒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eq\f(U,R)，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的重物放在秤盤上時(shí)，彈簧被壓縮，秤盤和線圈一起向下運(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：(1)線圈向下運(yùn)動(dòng)過程中，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＝eq\f(2nBL,g)I(3)eq\f(2nBL,g)eq\r(\f(P,R))【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＝eq\f(2nBL,g)I.(3)設(shè)能稱量的最大質(zhì)量為m0.由m＝eq\f(2nBL,g)I和P＝I2R，得m0＝eq\f(2nBL,g)eq\r(\f(P,R)).1.(多選)(2022·湖南省衡陽市高三一模)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的說法正確的是()A．磁感應(yīng)強(qiáng)度B一定等于eq\f(F,IL)B．磁感應(yīng)強(qiáng)度B可能大于或等于eq\f(F,IL)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＝eq\f(F,IL)才成立，通電直導(dǎo)線和磁場(chǎng)不垂直時(shí)，B>eq\f(F,IL)，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·17)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：“以磁石磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也?！边M(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，下列說法不正確的是()A．地理南、北極與地磁場(chǎng)的南、北極不重合