考點30磁場一猿場及破場對通電導線的作用力

1.能列舉磁現象在生產生活中的應用。了解我國古代在磁現象方面的研究成

果及其對人類文明的影響。關注與磁相關的現代技術發展。

2.通過實驗，認識磁場。了解磁感應強度，會用磁感線描述磁場。體會物理

新課程標準

模型在探索自然規律中的作用。

3.通過實驗，認識安培力。能判斷安培力的方向，會計算安培力的大小。了

解安培力在生產生活中的應用。

考查的內容主要體現在對科學思維、運動與相互作用觀念等物理學科的核心

素養的要求。考查頻率高，題目綜合性強，會綜合牛頓運動定律和運動學規

命題特點

律，注重與電場、磁場的滲透，注重生產、生活、當今熱點、現代科技的聯

系。

試題匕活實踐類生活和科技、地磁場、電磁炮、等

情境學習探究類通電導線在安培力作用下的平衡與加速問題，

考向一、安培定則磁場的疊加

考向二、安培力作用下導體運動的判斷

考向三、安培力作用下的平衡和加速問題

考向四、與安培力相關的STSE問題

考向一、安培定則磁場的疊加

、磁場、磁感應強度

1.磁場的基本性質

磁場對處于其中的磁體、電流和運動電荷有力的作用。

2.磁感應強度

(1)物理意義：描述磁場的強弱和方向。

F

(2)定義式：［(通電導線垂直于磁場)。

(3)方向：小磁針靜止時N極的指向。

(4)單位：特斯拉，符號為T。

3.勻強磁場

(1)定義：磁感應強度的大小處處相等、方向處處相同的磁場稱為勻強磁場。

(2)特點：磁感線是疏密程度相同、方向相同的平行直線。

4.地磁場

(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。

地磁s極地理北極

(2)在赤道平面上，距離地球表面高度相等的各點，磁感應強度大小相簧，方向水平向北。

5.磁場的疊加

磁感應強度是矢量，計算時與力的計算方法相同，利用平行四邊形定則或正交分解法進行合成與分解。

二、磁感線和電流周圍的磁場

1.磁感線的特點

(1)磁感線上某點的切線方向就是該點的磁場方向。

(2)磁感線的疏密程度定性地表示磁場的強窕，在磁感線較密的地方磁場較強；在磁感線較疏的地方磁場較

弱。

①磁感線是閉合曲線，沒有起點和終點，在磁體外部，從N極指向S極;在磁體內部，由S極指向N極。

②同一磁場的磁感線不中斷、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

(1)條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁場(如圖3所示)

條形磁鐵蹄形磁鐵

(2)電流的磁場

直線電流的磁場通電螺線管的磁場環形電流的磁場

無磁極、非勻強，且距導與條形磁鐵的磁場相似,環形電流的兩側是N極和

特點

線越遠處磁場越弱管內為勻強磁場且磁場最S極，且離圓環中心越遠，

強，管外為非勻強磁場磁場越弱

安培

定則■N

立體逸

圖港

1XLJt.X

橫截x?x*AA,

?xXX.

面圖

??

?XX

縱截

X

*XXL____

N[__

面圖X

?1JXX(60O0、

【典例1】（多選）（2022年全國高考乙卷物理試題5）安裝適當的軟件后，利用智能手機中的磁傳感器可以

測量磁感應強度B。如圖，在手機上建立直角坐標系，手機顯示屏所在平面為xOy面。某同學在某地對地

磁場進行了四次測量，每次測量時y軸指向不同方向而z軸正向保持豎直向上。根據表中測量結果可推知

()

測量序號Bx/^TBy/|1TBz41T

1021-45

20-20-46

3210-45

4-210-45

A.測量地點位于南半球

B.當地的地磁場大小約為50pT

C.第2次測量時y軸正向指向南方

D第3次測量時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。通過這兩個磁極

的假想直線（磁軸）與地球的自轉軸大約成11.3度的傾斜。由表中z軸數據可看出z軸的磁場豎直向下，

則測量地點應位于北半球，A錯誤；

B.磁感應強度為矢量，故由表格可看出此處的磁感應強度大致為

計算得B=50pTB正確；

CD.由選項A可知測量地在北半球，而北半球地磁場指向北方斜向下，則第2次測量，測量紇＜0,故y

軸指向南方，第3次測量及＞0,故x軸指向北方而y軸則指向西方，C正確、D錯誤。

故選BC。

【典例2】有人根據13=三F提出以下說法,其中正確的是（）

A.磁場中某點的磁感應強度B與通電導線在磁場中所受的磁場力F成正比

B,磁場中某點的磁感應強度B與乘積n成反比

C.磁場中某點的磁感應強度B不一定等于與

D.通電直導線在某點所受磁場力為零，則該點磁感應強度B為零

【答案】C

F

【解析】磁感應強度B=與是用比值定義法定義B的，但磁感應強度是磁場的固有性質，與通電導線所

F

受磁場力F及乘積II等外界因素無關，A、B錯誤；B=三是在通電導線與磁場垂直的情況下得出的，如果

不垂直，設通電導線與磁場方向夾角為0,則根據F=：^Bsin0得B=武石，即B不一定等于專，C正確；如

果9=0,雖然B，0,但F=0,故D錯誤。

練習1、（2022年6月浙江省普通高中學業水平等級性考試）5.下列說法正確的是（）

A.恒定磁場對靜置于其中的電荷有力的作用

B.小磁針N極在磁場中的受力方向是該點磁感應強度的方向

C.正弦交流發電機工作時，穿過線圈平面的磁通量最大時，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.恒定磁場對速度不平行于磁感線的運動電荷才有力的作用，A錯誤；

B.小磁針N極在磁場中的受力方向是該點磁感應強度的方向，B正確；

C.正弦交流發電機工作時，穿過線圈平面的磁通量最大時，電流為0,c錯誤；

D.根據變壓器的原理可知，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錯誤。

故選B。

練習2、（2021.全國甲卷）兩足夠長直導線均折成直角，按圖示方式放置在同一平面內，EO與OQ在一條直

線上，PO,與OF在一條直線上，兩導線相互絕緣，通有相等的電流I,電流方向如圖所示.若一根無限長直

導線通過電流I時，所產生的磁場在距離導線d處的磁感應強度大小為B,則圖中與導線距離均為d的M、

N兩點處的磁感應強度大小分別為（）

A.B、0B.0、2B

C.2B、2BD.B、B

【答案】B

【解析】根據題意，利用右手螺旋定則判斷可知，兩條導線在M點產生磁場的磁感應強度大小相等，方向

相反，因此M點處的磁感應強度為0；兩條導線在N點產生磁場的磁感應強度大小相等，方向相同，因此

N點處的磁感應強度大小為2B,故選項B正確，A、C、D錯誤.

【巧學妙記】

1.安培定則的應用

在運用安培定則判定直線電流和環形電流的磁場時應分清“因”和“果”。

原因(電流方向)結果(磁場方向)

直線電流的磁場拇指四指

環形電流的磁場四指拇指

2.磁場疊加問題的解題思路

(1)確定磁場場源，如通電導線。

⑵定位空間中需求解磁場的點，利用安培定則判定各個場源在這一點上產生

的磁場的大小和方向。如圖所示為N在c點產生的磁場2用、BN。

(3)應用平行四邊形定則進行合成，如圖中的合磁場Bo

考向二、安培力作用下導體運動的判斷

1.問題特點

安培力作用下導體的運動問題與力學中的運動問題一樣，同樣遵從力學基本規律，只是研究對象所受的力

中多分析一個安培力而已。

2.規律分析

判定通電導體在安培力作用下的運動方向或運動趨勢，首先必須弄清楚導體所在位置的磁感線分布情況,

再弄清楚導體中電流的方向，然后利用左手定則準確判定導體的受力情況，進而確定導體的運動方向或運

動趨勢。

3.五種常用判定方法

左手定則

分割為電流元——＞安培力方向一整段導體所受合力方向一＞

電流元法

運動方向

特殊位置法在特殊位置一＞安培力方向一＞運動方向

環形電流小磁針；

等效法

條形磁鐵通電螺線管多個環形電流

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

結論法

作用時，有轉到平行且電流方向相同的趨勢

定性分析磁體在電流磁場作用下如何運動或運動趨勢的問題，可先

轉換研究

分析電流在磁體磁場中所受的安培力，然后由牛頓第三定律，確定

對象法

磁體所受電流磁場的作用力，從而確定磁體所受合力及運動方向

【典例3】（2021.廣東卷）截面為正方形的絕緣彈性長管中心有一固定長直導線,長管外表面固定著對稱

分布的四根平行長直導線，若中心直導線通入電流11,四根平行直導線均通入電流12,Ii?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管發生形變的是（）

【答案】C

【解析】因L?l2,則可不考慮四個邊上的直導線之間的相互作用；根據兩通電直導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”，則正方形左右兩側的直導線要受到中心長直導線的吸引，形成凹

形，正方形上下兩邊的直導線要受到中心長直導線的排斥，形成凸形，故變形后的形狀如選項C,故選C。

【典例4】（2022?上海師大附中高三學業考試）水平桌面上一條形磁體的上方,有一根通電直導線由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，導線始終保持與磁體垂直，電流方向如圖所示.則

在這個過程中，磁體受到的摩擦力的方向和桌面對磁體的彈力（）

SN

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為向右，彈力大于磁體重力

D.摩擦力方向由向右變為向左，彈力小于磁體重力

【答案】C

【解析】如圖所示，導線在S極上方時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

的磁場力斜向右下方，磁體有向右的運動趨勢，則磁體受到的摩擦力水平向左；磁體對桌面的壓力大于磁

體的重力，因此桌面對磁體的彈力大于磁體重力；

Bi

如圖所示，當導線在N極上方時，導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

場力斜向左下方，磁體有向左的運動趨勢，則磁體受到的摩擦力水平向右；磁體對桌面的壓力大于磁體的

重力，因此桌面對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

磁體的彈力始終大于磁體的重力，故A、B、D錯誤，C正確.

練習3、（2022.河北省石家莊市高三下一模）用一根導線圍成如圖所示的回路KLMN,KN和LM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，一圓環和KLMN在同一平面內，圓環

的圓心也在。點，在圓環和回路KLMN中分別通以如圖所示的恒定電流L、L，圓環固定，則下列說法正

確的是（）

A.圓環對KN段圓弧的斥力大于對LM段圓弧的引力

B.圓環對KL段和對MN段的安培力等大反向

C.回路KLMN將在紙面內繞通過O點并垂直紙面的軸轉動

D.回路KLMN將在紙面內向左平動

【答案】D

L

M

【解析】如圖，圓環上的電流L在KLMN平面所在處的磁場方向由安培定則知，方向向里。連結LM,

MNKL段和ML圓弧段的有效長度均可等效為ML直線，但ML圓弧所在處磁感應強度小，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D正確、C錯誤。圓環對KN段圓弧為

引力，故A選項錯誤。圓環對KL段和對MN段的安培力方向不是反向，故B選項錯誤。

練習4、（2022?河南省新鄉市第三次模擬）如圖所示，兩個完全相同、所在平面互相垂直的導體圓環P、Q中

間用絕緣細線連接，通過另一絕緣細線懸掛在天花板上，當P、Q中同時通有圖示方向的恒定電流時，關于

兩圓環的轉動（從上向下看）以及細線中張力的變化，下列說法正確的是（）

p

/\Q

i?

I

\i?

A.P順時針轉動，Q逆時針轉動，轉動時P與天花板連接的細線張力不變

B.P逆時針轉動，Q順時針轉動，轉動時兩細線張力均不變

C.P、Q均不動，P與天花板連接的細線和與Q連接的細線張力均增大

D.P不動，Q逆時針轉動，轉動時P、Q間細線張力不變

【答案】A

【解析】根據安培定則，P產生的磁場的方向垂直于紙面向外，Q產生的磁場水平向右，根據同名磁極

相互排斥的特點，從上向下看，P將順時針轉動，Q逆時針轉動；轉動后P、Q兩環的電流的方向相反，但

下方細線與P、Q連接處的電流方向相同，所以兩個圓環相互吸引，P、Q間細線張力減小，由整體法可知,

P與天花板連接的細線張力總等于兩環的重力之和，大小不變，故A正確，B、C、D錯誤。

【巧學妙記】

r--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------1

判斷通電導體在安培力作用下運動情況時的兩點注意

I

(1)同一問題可以用多種判斷方法分析，可以根據不同的題目選擇

!?

?

?

恰當的判斷方法。

I

I

I

⑵同一導體在安培力作用下，運動形式可能會發生變化，要根據

I

具體受力情況進行判斷。

I________________________________________________________________________________________________________________J

------考向三、安培力作用下的平衡和加速問題

i.安培力的方向特點

FIB,FXL即F垂直于B和I決定的平面。

2.安培力的大小

應用公式F=BILsinO計算彎曲導線在勻強磁場中所受安培力的大小時，彎曲導線的有效長度L等于兩

端點所連直線的長度(如圖所示)，相應的電流方向沿L由始端流向末端。因為任意形狀的閉合線圈，其有效

長度為零，所以閉合線圈通電后在勻強磁場中，受到的安培力的矢量和為零。

XXX1XXXX

x,喬x/x

X￡xAX'彳悴x\xfx

XxU?<x

3.視圖轉換

對于安培力作用下的力學問題，導體棒的受力往往分布在三維空間的不同方向上，這時應利用俯視圖、

剖面圖或側視圖等，變立體圖為二維平面圖。

【典例5】（湖南省2022年普通高中學業水平等級考試）3.如圖（a）,直導線MN被兩等長且平行的絕緣

輕繩懸掛于水平軸00'上，其所在區域存在方向垂直指向00'的磁場，與00'距離相等位置的磁感應強度大

小相等且不隨時間變化，其截面圖如圖（b）所示。導線通以電流L靜止后，懸線偏離豎直方向的夾角為0。

下列說法正確的是（）

A.當導線靜止在圖（a）右側位置時，導線中電流方向由N指向M

B.電流I增大，靜止后，導線對懸線的拉力不變

C.tan0與電流I成正比

D.sin0與電流I成正比

【答案】D

【解析】A.當導線靜止在圖（a）右側位置時，對導線做受力分析有

00（。）

可知要讓安培力為圖示方向，則導線中電流方向應由M指向N,A錯誤；

BCD.由于與00,距離相等位置的磁感應強度大小相等且不隨時間變化，有

sinej

FT=mgcosO

mg

則可看出sine與電流I成正比，當I增大時e增大，則cosO減小，靜止后，導線對懸線的拉力FT減小，BC

錯誤、D正確。

故選D。

【典例6］（多選）（湖北省2022年普通高中學業水平等級考試）11.如圖所示，兩平行導軌在同一水平面

內。一導體棒垂直放在導軌上，棒與導軌間的動摩擦因數恒定。整個裝置置于勻強磁場中，磁感應強度大

小恒定，方向與金屬棒垂直、與水平向右方向的夾角。可調。導體棒沿導軌向右運動，現給導體棒通以圖

示方向的恒定電流，適當調整磁場方向，可以使導體棒沿導軌做勻加速運動或勻減速運動。已知導體棒加

速時，加速度的最大值為正g;減速時，加速度的最大值為若g,其中g為重力加速度大小。下列說法正

3

確的是（）

A.棒與導軌間的動摩擦因數為口

6

B.棒與導軌間的動摩擦因數為走

3

C.加速階段加速度大小最大時，磁場方向斜向下，6=60。

D.減速階段加速度大小最大時，磁場方向斜向上，9=150°

【答案】BC

【解析】設磁場方向與水平方向夾角為01,。1<90。;當導體棒加速且加速度最大時，合力向右最大，根據左

手定則和受力分析可知安培力應該斜向右上方，磁場方向斜向右下方，此時有

m

/sin4—Mg-Fcos。）=n1al

sina-?

標

根據數學知識可得用卜in（a+a）=/Limg+叫

jumg+mai

則有sin(4+a)=

同理磁場方向與水平方向夾角為O2,02<90°,當導體棒減速，且加速度最大時，合力向左最大，根據左手定

則和受力分析可知安培力應該斜向左下方，磁場方向斜向左上方,此時有八足耳+〃（7咫+/852）=7"

ma-jumg

所以有sin(2+a)=2

當加速或減速加速度分別最大時，不等式均取等于，聯立可得〃=#

可得a=30。，此時仇=。2=60。

加速階段加速度大小最大時，磁場方向斜向右下方，有，=4=60。

減速階段加速度大小最大時，磁場方向斜向左上方，有。=萬-2=120°

故BC正確，AD錯誤。

故選BC。

練習5、（2022.河北省石家莊市高三二模）如圖所示，AC是一個用長為L的導線彎成的、以O為圓心的四分

之一圓弧，將其放置在與平面AOC垂直的磁感應強度為B的勻強磁場中。當在該導線中通以由C到A,大

小為I的恒定電流時，該導線受到的安培力的大小和方向是（）

XX

A.BIL,平行于OC向左

B.2中1L,平行于oc向右

C.冷，垂直AC的連線指向左下方

D.2吸BIL,垂直AC的連線指向左下方

【答案】C

【解析】由L為:圓弧，所以誓=L,即R=?SAC的有效長度為I=[5R=2%,安培力為FA=BI1

4471v兀

=2、粵S方向由左手定則判斷，垂直AC的連線指向左下方，因此選項c正確。

練習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0.導體棒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磁場，磁感應強度大小為B.

現緩慢增大0（0<0<90°）,若電流I不變，且ab始終靜止在斜面上（不考慮磁場變化產生的影響），下列說法

正確的是（）

A.B應緩慢增大B.B應緩慢減小

C.B應先增大后減小D.B應先減小后增大

【答案】A

【解析】如圖作出右側側視圖，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，則支持力的方向將向左旋轉，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；故磁感應強度應增大.

練習7、（2018?海南高考）如圖，一絕緣光滑固定斜面處于勻強磁場中，磁場的磁感應強度大小為B,方

向垂直于斜面向上，通有電流I的金屬細桿水平靜止在斜面上。若電流變為0.51,磁感應強度大小變為3B,

電流和磁場的方向均不變，則金屬細桿將（）

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】開始時金屬細桿水平靜止在斜面上，金屬細桿受重力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=Gsin。，若電流變為0.5L磁感應強度大小變為3B,電流和

磁場的方向均不變，則安培力方向不變，大小變為F，=1.5BIL,金屬細桿受到的合力沿斜面向上，所以金屬

細桿將沿斜面加速上滑，A正確。

【巧學妙記】

實質是安培力作用下的三力動態平衡問題，我們完全可以把力學中

的分析方法遷移過來。解決三力動態平衡問題時，要根據研究對象

的受力特點，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行求解。

【典例7】（2022年全國高考甲卷物理試題12.）光點式檢流計是一種可以測量微小電流的儀器，其簡化的

工作原理示意圖如圖所示。圖中A為輕質絕緣彈簧，C為位于紙面上的線圈，虛線框內有與紙面垂直的勻

強磁場；M為置于平臺上的輕質小平面反射鏡，輕質剛性細桿D的一端與M固連且與鏡面垂直、另一端與

彈簧下端相連，尸。為圓弧形的、帶有均勻刻度的透明讀數條，尸。的圓心位于M的中心。使用前需調零：

使線圈內沒有電流通過時，M豎直且與紙面垂直；入射細光束沿水平方向經PQ上的O點射到M上后沿原

路反射。線圈通入電流后彈簧長度改變，使M發生傾斜，入射光束在M上的入射點仍近似處于PQ的圓心,

通過讀取反射光射到P。上的位置，可以測得電流的大小。已知彈簧的勁度系數為k,磁場磁感應強度大小

為B,線圈C的匝數為N。沿水平方向的長度為1,細桿D的長度為d,圓弧PQ的半徑為r,d遠

大于彈簧長度改變量的絕對值。

（1）若在線圈中通入的微小電流為L求平衡后彈簧長度改變量的絕對值心及尸。上反射光點與O點間的

弧長s；

（2）某同學用此裝置測一微小電流，測量前未調零，將電流通入線圈后，尸。上反射光點出現在O點上方,

與O點間的弧長為邑、保持其它條件不變，只將該電流反向接入，則反射光點出現在O點下方，與。點

間的弧長為“=求待測電流的大小。

Q

，田修、/、NBIlINBllr/、dk（+s）

【答案】（1）-------，------------;（2）—US~l"2

kdk4NBlr

【解析】（1）由題意當線圈中通入微小電流I時，線圈中的安培力為F=NBI1

根據胡克定律有F=NBIl=k|Ax|

四i.I=N〒BIl

如圖所示

設此時細桿轉過的弧度為e,則可知反射光線轉過的弧度為2仇又因為d?Ax,r?d

貝(Jsin。=(,sin29-29

所以有Ax二d-0

s=r-20

聯立可得$=2心=INBllr

ddk

（2）因為測量前未調零，設沒有通電流時偏移的弧長為4,當初始時反射光點在O點上方，通電流「后根

INBVlr

據前面的結論可知有￥=--—+s'

dk

巫山心nu右INBVlr，

當電流反向后有S?=------------S

dk

聯立可得八"

同理可得初始時反射光點在o點下方結果也相同，故待測電流的大小為/'=""（*+包）

4NBlr

【典例8】（多選）（2022?湖南省衡陽市高三下二模）某實驗裝置如圖所示，用細繩豎直懸掛一個多匝矩形線

圈，細繩與傳感器相連，傳感器可以讀出細繩上的拉力大小。將線框的下邊ab置于蹄形磁鐵的N、S極之

間，使ab邊垂直于磁場方向且ab邊全部處于N、S極之間的區域中。接通電路的開關，調節滑動變阻器的

滑片，當電流表讀數為I時，傳感器的讀數為Fi；保持ab中的電流大小不變，方向相反，傳感器的讀數變

為F2（F2<FI）。已知金屬線框的匝數為n,ab邊長為L,重力加速度為g,則可得到（）

A.金屬線框的質量

B.N、S極之間的磁感應強度坨

C.傳感器的讀數為Fi時，ab中的電流方向為a—b

D.減小電流I重復實驗，則Fi、F2均減小

【答案】AC

【解析】通電線圈受到重力、安培力和細繩的拉力作用，當電流表讀數為I時，繩子的拉力為P，則

Fi=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,聯立解得金

pl+F?pl--po

屬框的質量為m=」b，B=gk，故A正確，B錯誤；傳感器的讀數為Fi時，安培力豎直向下，根據

左手定則可知，ab中的電流方向為a-b,故C正確；減小電流I重復實驗，則Fi減小，F?增大,故D錯

誤。

練習8、（2022?寧波模擬）超導電磁船是一種不需要螺旋槳推進的低噪音新型船，電磁船的簡化原理圖如圖所

示，AB和CD是與電源相連的導體板，AB與CD之間部分區域浸沒在海水中，并有方向垂直紙面向內的

勻強磁場（磁場由固定在船上的超導線圈產生，其獨立電路部分未畫出），以下說法正確的是（）

A.使船前進的力，是磁場對海水中電流的安培力

B.要使船前進，海水中的電流方向從CD板指向AB板

C.同時改變磁場的方向和電源正負極，推進力方向將與原方向相反

D.若接入電路的海水電阻為R,其兩端的電壓為U,則船在海水中前進時，AB與CD間海水中的電

流強度小于行

K

【答案】D

【解析】根據題述，AB與CD之間部分區域浸沒在海水中并有方向垂直紙面向內的勻強磁場，海水中

該部分為導體，與導體板和電源構成回路，海水通電后受到安培力作用，磁場對海水有向后的作用力，根

據牛頓第三定律，海水對磁場（實質是海水對超導電磁船）有向前的作用力，該力是使船前進的力，選項A錯

誤；根據左手定則，要使船前進，海水中的電流方向從AB板指向CD板，選項B錯誤；同時改變磁場的

方向和電源正負極，推進力方向將與原方向相同，選項C錯誤；若接入電路的海水電阻為R,其兩端的電

壓為U,則船在海水中前進時，由于可視為導體的海水切割磁感線要產生與電流方向相反的感應電動勢，

所以AB與CD間海水中的電流強度小于:，選項D正確。

練習9、（高考重慶卷）某電子天平原理如圖所示，E形磁鐵的兩側為N極，中心為S極，兩極間的磁感應強

度大小均為B,磁極寬度均為L,忽略邊緣效應，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，當質量為m的重物放在秤盤上時，彈簧被壓縮，秤盤和線圈一起向下運動（骨

架與磁極不接觸），隨后外電路對線圈供電，秤盤和線圈恢復到未放重物時的位置并靜止，由此時對應的供

電電流I可確定重物的質量.已知線圈匝數為n,線圈電阻為R,重力加速度為g,問：

（1）線圈向下運動過程中，線圈中感應電流是從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？求重物質量與電流的關系.

（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量是多少？

【答案】（1）感應電流從C端流出（2）從D端流入m=W^I（3）呼上P

&&

【解析】（1）由右手定則知：感應電流從C端流出.

（2）設線圈受到的安培力為FA.據左手定則知：外加電流從D端流入.

由FA=mg和FA=2nBIL,得m=-n^^I.

g

（3）設能稱量的最大質量為mo.

得mo=^^'P

R

1.（多選X2022?湖南省衡陽市高三一模）一小段長為L的通電直導線放在磁感應強度為B的磁場中，當通

過它的電流為I時，所受安培力為F。以下關于磁感應強度B的說法正確的是（）

F

A.磁感應強度B一定等于2

B.磁感應強度B可能大于或等于三

C.磁場中通電直導線受力大的地方，磁感應強度一定大

D.在磁場中通電直導線也可以不受力

2.（2016?北京卷J7）中國宋代科學家沈括在《夢溪筆談》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。”進一步研究表明，地球周圍地磁場的磁感線分布示意如圖。結合上述材料，下列

說法不正確的是（）

A.地理南、北極與地磁場的南、北極不重合

B.地球內部也存在磁場，地磁南極在地理北極附近

C.地球表面任意位置的地磁場方向都與地面平行

D.因地磁場影響，在進行奧斯特實驗時，通電導線南北放置時實驗現象最明顯

3.（多選）（2018?全國卷II20）如圖4,紙面內有兩條互相垂直的長直絕緣導線Li、L2,Li中的電流方向向左，

L2中的電流方向向上；Li的正上方有a、b兩點，它們相對于L?對稱.整個系統處于勻強外磁場中，外磁

場的磁感應強度大小為Bo,方向垂直于紙面向外.已知a、b兩點的磁感應強度大小分別為四。和權°,方向

也垂直于紙面向外.貝女）

b〃。

r:

o\L}

A.流經Li的電流在b點產生的磁感應強度大小為7

B.流經Li的電流在a點產生的磁感應強度大小為盍Bo

C.流經L2的電流在b點產生的磁感應強度大小為*Bo

7

D.流經L2的電流在a點產生的磁感應強度大小為適Bo

4.（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狀態。

a為垂直紙面放置的直導線的橫截面，導線中無電流時磁鐵對斜面的壓力為FNI;當導線中有電流通過時，

磁鐵對斜面的壓力為FN2。下列關于a中電流方向、磁鐵對斜面的壓力和彈簧的伸長量的說法中正確的是

()

A.電流垂直紙面向外時，FNI<FN2,彈簧的伸長量減小

B.電流垂直紙面向外時，FNI>FN2,彈簧的伸長量增大

C.電流垂直紙面向里時，FNI>FN2,彈簧的伸長量減小

D.電流垂直紙面向里時，FNI<FN2-彈簧的伸長量增大

5.（2022?山東省泰安市肥城市高三下適應性訓練三）如圖所示，O處有一通電直導線，其中的電流方向垂直于

紙面向里，圖形abed為以O點為同心圓的兩段圓弧a和c與兩個半徑b和d構成的扇形，則以下說法中正

確的是（）

A.該通電直導線所產生的磁場方向如圖中的b或d所示，且離O點越遠，磁場越強

B.該通電直導線所產生的磁場方向如圖中的b或d所示，且離O點越遠，磁場越弱

C.該通電直導線所產生的磁場方向如圖中的a或c所示，且離O點越遠，磁場越強

D.該通電直導線所產生的磁場方向如圖中的a或c所示，且離O點越遠，磁場越弱

6.（2022?山東省濟南市高三下二模）如圖所示，一弓形線圈通過逆時針方向的電流，在其圓弧的圓心處，垂直

于紙面放置一直導線，當直導線通有指向紙內的電流時，線圈將（）.

A.a端向紙內，b端向紙外轉動,且靠近導線

B.a端向紙內，b端向紙外轉動,且遠離導線

C.a端向紙外，b端向紙內轉動，且靠近導線

D.a端向紙外，b端向紙內轉動，且遠離導線

7.（2022.江西模擬）如圖所示，電阻忽略不計的兩平行的粗糙金屬導軌水平固定在勻強磁場中，一質量為m

=1kg的金屬棒ab垂直于平行導軌放置并接觸良好，磁感應強度B=5T,方向垂直于ab,與導軌平面的夾

角n=53。，導軌寬度為L=0.5m,一端與電源連接.連入導軌間金屬棒的電阻R=4.5。，ab與導軌間的動

摩擦因數為N=0-5（設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力），拉力F為平行于金屬導軌且垂直于金屬棒方向，ab

處于靜止狀態.已知E=10V,r=0.5Q,sin37°=0.6,g=10m/s2,則（

A.通過ab的電流大小為1A

B.ab受到的安培力大小為3N

C.ab受到的最大靜摩擦力為7.5N

D.F的取值范圍為0.5NSFW7.5N

8.（2022?廣州模擬）如圖所示，兩平行光滑金屬導軌CD、EF間距為L,與電動勢為E。的電源相連，質

量為m、電阻為R的金屬棒ab垂直于導軌放置構成閉合回路，回路平面與水平面成0角，回路其余電阻不

計。為使ab棒靜止，需在空間施加的勻強磁場磁感應強度的最小值及其方向分別為（）

A.警水平向右

一mgRtan0g十心十

c.——,豎直向下

D.畔普1,垂直于回路平面向下

匕0L

9.（2022?蘇州模擬）如圖所示為一電流表的原理示意圖.質量為m的均質細金屬棒MN的中點處通過一掛鉤

與一豎直懸掛的彈簧相連，絕緣彈簧勁度系數為k.在矩形區域abed內有勻強磁場，磁感應強度大小為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尺上的讀數，MN的長度大于而.當MN

中沒有電流通過且處于平衡狀態時，MN與矩形區域的cd邊重合，當MN中有電流通過時，指針示數可表

示電流強度.

（1）當電流表示數為零時，彈簧伸長多少？（重力加速度為g）

（2）若要電流表正常工作，MN的哪一端應與電源正極相接？

（3）若k=2.0N/m,1b=0.20m,W=0.050m,B=0.20T,此電流表的量程是多少？（不計通電時電

流產生的磁場的作用）

（4）若將量程擴大2倍，磁感應強度應變為多大？

1.（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力的作用，則該處電場強度為零

B.一小段通電導線在某處不受磁場力作用，則該處磁感應強度一定為零

C.電場中某點電場的強弱，用一個檢驗電荷放在該點時受到的電場力與檢驗電荷本身電荷量的比值表征

D.磁場中某點磁場的強弱，用一小段通電導線放在該點時受到的磁場力與該小段導線長度和電流乘積的比

值表征

2、（多選）（2022?北京市西城區高三下統一測試）如圖為通電螺線管，A為螺線管外一點，B、C兩點在螺線

管的垂直平分線上，關于A、B、C三點，下列說法正確的是（）

A.磁感應強度最大處為A處，最小處為B處

B.磁感應強度最大處為B處，最小處為C處

C.小磁針靜止時在B處和A處N極都指向左方

D.小磁針靜止時在B處和C處N極都指向右方

3、（多選）（2022?連、徐、宿三調）如圖甲所示，一個條形磁鐵P固定在水平桌面上，以P的右端點O為原

點，中軸線為x軸建立一維坐標系。一個靈敏的小磁針Q放置在x軸上不同位置，設Q與x軸之間的夾角

為0。實驗測得sin。與x之間的關系如圖乙所示。已知該處地磁場方向水平，磁感應強度大小為Bo。下列

說法正確的是（）

A.P的右端為S極

B.P的中軸線與地磁場方向垂直

C.P在xo處產生的磁感應強度大小為Bo

D.xo處合磁場的磁感應強度大小為2Bo

4、（多選）（2022?北京市朝陽區高三一模）已知通電長直導線產生的磁場中某點的磁感應強度滿足B=kJ（其中k

為比例系數，I為電流強度，r為該點到直導線的距離）.現有四根平行的通電長直導線，其橫截面積恰好在

一個邊長為L的正方形的四個頂點上，電流方向如圖，其中A