第09讲 通电导线在磁场中受到的力-高二物理上学期知识点讲解及课后练习(江苏专用)

第09讲 通电导线在磁场中受到的力 适用学科 物理 适用年级 高二 适用区域 江苏 本讲时长 120分钟 知识点 及学习目标 安培力 掌握用左手定则确定安培力的方向，掌握安培力的计算公式及求解方法，了解磁电式电表的结构和工作原理。 一．安培力的方向 1．安培力方向的判断 （1）F⊥B，F⊥I，即F垂直于B、I决定的平面。 （2）当电流方向与磁场方向不垂直时，安培力的方向仍垂直于电流与磁场所决定的平面，所以仍可用左手定则来判断安培力的方向，只是磁感线不是垂直进入掌心。 （3）注意区别安培力的方向和电场力的方向与磁场、电场的方向的关系，安培力的方向总是与磁场的方向垂直，而电场力的方向与电场的方向平行。 特别提醒： （1）F⊥I，F⊥B，但B与I不一定垂直。 （2）若已知B、I方向，F方向唯一确定，但若已知B（或I）、F方向，I（或B）方向不唯一。 例1．下列图中，电流I的方向、磁场B的方向和磁场对电流作用力F的方向的关系错误的是（　 　） （变式训练1）画出图中通电直导线A受到的安培力的方向。 二．安培力的大小 1．对安培力F＝ILBsin θ的理解 （1）当B与I垂直时，即sin 90°＝1，则F＝ILB；当B与I成θ角时，F＝ILBsin θ，θ是B与I的夹角。 （2）L是有效长度，匀强磁场中弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点直线的长度（如图）；相应的等效电流沿L由始端流向末端。 2．F＝ILBsin θ的适用条件 导线所处的磁场应为匀强磁场；在非匀强磁场中，公式仅适用于很短的通电导线。 3．电流在磁场中的受力特点 电荷在电场中一定会受到电场力作用，但是电流在磁场中不一定受安培力作用。当电流方向与磁场方向平行时，电流不受安培力作用。 特别提醒： （1）公式F＝ILBsinθ中θ是B和I方向的夹角，不能盲目应用题目中所给的夹角，要根据具体情况进行分析。 （2）公式F＝IBLsin θ中的Lsin θ也可以理解为垂直于磁场方向的“有效长度”。 例2．如图所示，用两根轻细悬线将质量为m、长为l的金属棒ab悬挂在c、d两处，置于匀强磁场内。当棒中通以从a到b的电流I后，两悬线偏离竖直方向θ角而处于平衡状态。为了使棒平衡在该位置上，所加磁场的最小磁感应强度的大小、方向为（　 　） A．tan θ，竖直向上　　 B．tan θ，竖直向下 C．sin θ，平行悬线向下 D．sin θ，平行悬线向上 （变式训练2）如图所示，通电直导线ab质量为m，水平地放置在倾角为θ的光滑导轨上，导轨宽度为L，通以图示方向的电流，电流大小为I，要求导线ab静止在斜面上。 （1）若磁场的方向竖直向上，则磁感应强度为多大？ （2）若要求磁感应强度最小，则磁感应强度的大小和方向如何？ 例3．（多选）如图所示，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向（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，方向如图中箭头所示。关于导线abcd所受到的磁场的作用力的合力，下列说法正确的是（　 　） A．方向沿纸面垂直bc向上，大小为（＋1）ILB B．方向沿纸面垂直bc向下，大小为（＋1）ILB C．若在纸面内将abcd逆时针旋转30°，力的大小不变 D．若在纸面内将abcd逆时针旋转60°，力的大小减半 （变式训练3）如图甲，用电流天平测量匀强磁场的磁感应强度。挂在天平右臂下方的矩形线圈中通入如图乙的电流，此时天平处于平衡状态。现保持边长MN和电流大小、方向不变，将该矩形线圈改为梯形线圈并保持质量不变，如图丙所示。则（　 　） A．天平仍处于平衡状态 B．无法判断天平如何倾斜 C．在左侧托盘中适当增加砝码可使天平平衡 D．在右侧托盘中适当增加砝码可使天平平衡 三．安培力作用下导体的运动 1．判断导体在磁场中运动情况的常规思路： 不管是电流还是磁体，对通电导体的作用都是通过磁场来实现的，因此，此类问题可按下面步骤进行分析： （1）确定导体所在位置的磁场分布情况。 （2）结合左手定则判断导体所受安培力的方向。 （3）由导体的受力情况判定导体的运动方向。 2．分析导体在磁场中运动情况的几种常用方法 电流元法 把整段弯曲导线分为多段直线电流元，先用左手定则判断每段电流元受力的方向，然后判断整段导线所受合力的方向，从而确定导线运动方向 特殊位置法 通电导线转动到某个便于分析的特殊位置时，判断其所受安培力的方向，从而确定其运动方向 等效法 环形电流可等效成小磁针，通电螺线管可以等效成条形磁铁或多个环形电流，反过来等效也成立。等效后再确定相互作用情况 结论法 两平行直线电流在相互作用过程中，无转动趋势，同向电流互相吸引，异向电流互相排斥；两不平行的直线电流相互作用时，有转到平行且电流方向相同的趋势 转换研究 对象法 定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动或运动趋势的问题，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，确定磁体所受电流磁场的作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向。 特别提醒： （1）导体处于非匀强磁场中时，通常用电流元法判断其受力情况。 （2）判断条形磁铁（或小磁针）与环形电流间的相互作用时，通常选择等效法。 例4．如图所示，用弹性细绳悬于O点的可自由转动的通电直导线AB水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，当通以图示方向的电流时，导线的运动情况是（从上往下看）（　 　） 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 （变式训练4）直导线AB与圆线圈的平面垂直且隔有一小段距离，直导线固定，线圈可以自由运动，当通过如图所示的电流时（同时通电）从左向右看，线圈将（　　） A．顺时针转动，同时靠近直导线AB B．顺时针转动，同时离开直导线AB C．逆时针转动，同时靠近直导线AB D．不动 例5．如图所示，通电直导线ab位于两平行导线横截面M、N的连线的中垂线上．当平行导线M、N通以同向等值电流时，下列说法中正确的是（　　） A．ab顺时针旋转 B．ab逆时针旋转 C．a端向外，b端向里旋转 D．a端向里，b端向外旋转 （变式训练5）如图所示，两个完全相同且相互绝缘、正交的金属环，可沿轴线OO′自由转动，现通以图示方向电流，沿OO′看去会发现（　 　） A．A环、B环均不转动 B．A环将逆时针转动，B环也逆时针转动，两环相对不动 C．A环将顺时针转动，B环也顺时针转动，两环相对不动 D．A环将顺时针转动，B环将逆时针转动，两者吸引靠拢至重合为止 四．安培定则与左手定则的比较 安培定则（右手螺旋定则） 左手定则 应用 判断电流的磁场方向 判断电流在磁场中的受力方向 内容 具体 情况 直线电流 环形电流或通电螺线管 电流在磁场中 条件 大拇指指向电流的方向 四指弯曲的方向指向电流的环绕方向 磁感线穿过手掌心，四指指向电流方向 结果 四指弯曲方向表示磁感线的方向 大拇指指向轴线上的磁感线方向 大拇指指向电流受到的磁场力的方向 例6．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绳水平吊起通电直导线A，A与螺线管垂直，A导线中的电流方向垂直纸面向里，开关S闭合，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．竖直向上　　　　　 D．竖直向下 （变式训练6）如图所示，在方框中有一能产生磁场的装置，现在在方框右边放一通电直导线（电流方向如图中箭头方向），发现通电导线受到向右的作用力，则方框中放置的装置可能是下面哪个（　 　） 1．（多选）如图所示，台秤上放一光滑平板，其左边固定一挡板，一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时台秤读数为F1，现在磁铁上方中心偏左位置固定一通电导线，电流方向如图所示，在加上电流后的一小段时间内，台秤读数为F2，则以下说法正确的是（　 　） A．F1>F2　　　 B．F1<F2 C．弹簧长度将变长 D．弹簧长度将变短 2．将圆柱形强磁铁吸在干电池的负极，强磁铁的N极朝上S极朝下，金属导线折成上端有一支点，下端开口的导线框，使导线框的顶端支点和底端分别与电源的正极和磁铁都接触良好但不固定，这样整个线框就可以绕电池旋转起来。下列判断正确的是（　　 ） A．线框能旋转起来，是因为电场力 B．俯视观察，线框沿逆时针方向旋转 C．电池输出的电功率大于线框旋转的机械功率 D．导线框将上下振动 3．已知北京地区地磁场的水平分量为3.0×10－5 T。若北京市一高层建筑安装了高100 m的金属杆作为避雷针，在某次雷雨天气中，当带有正电的乌云经过避雷针的上方时，避雷针开始放电，某一时刻的放电电流为1×105 A，此时金属杆所受安培力的方向和大小分别为（　　） A．方向向东，大小为300 N　 B．方向向东，大小为30 N C．方向向西，大小为300 N D．方向向西，大小为30 N 4．质量为m、长为L的直导体棒放置于四分之一光滑圆弧轨道上，其截面如图所示，整个装置处于竖直向上磁感应强度为B的匀强磁场中，直导体棒中通有恒定电流，平衡时导体棒与圆弧圆心的连线与竖直方向成60°角。则下列关于导体棒中的电流的分析正确的是（　 　） A．导体棒中电流垂直纸面向外，大小为 B．导体棒中电流垂直纸面向外，大小为 C．导体棒中电流垂直纸面向里，大小为 D．导体棒中电流垂直纸面向里，大小为 5．（多选）实验室经常使用的电流表是磁电式电流表。这种电流表的构造如图甲所示。蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐向分布的。若线圈中通以如图乙所示的电流，则下列说法中正确的是（　 　） A．在量程内指针转至任一角度，线圈平面都跟磁感线平行 B．线圈转动时，螺旋弹簧被扭动，阻碍线圈转动 C．当线圈在如图乙所示的位置时，b端受到的安培力方向向上 D．当线圈在如图乙所示的位置时，安培力的作用使线圈沿顺时针方向转动 6．一种可测量磁感应强度大小的实验装置，如图所示。磁铁放在水平放置的电子测力计上，两极之间的磁场可视为水平匀强磁场，其余区域磁场的影响可忽略不计，此时电子测力计的示数为G1。将一直铜条AB水平且垂直于磁场方向静置于磁场中，两端通过导线与电源、开关、滑动变阻器和电流表连成回路，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，当电流表示数为I时，电子测力计的示数为G2，测得铜条在匀强磁场中的长度为L，铜条始终未与磁铁接触。对上述实验下列说法正确的是（　 　） A．铜条所受安培力方向竖直向下 B．铜条所在处磁场的磁感应强度大小为 C．铜条所在处磁场的磁感应强度大小为 D．铜条所在处磁场的磁感应强度大小为 7．（多选）如图所示，一根通电的直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 8．（多选）图中装置可演示磁场对通电导线的作用。电磁铁上下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨，L是置于导轨上并与导线垂直的金属杆。当电磁铁线圈两端a、b，导轨两端e、 f，分别接到两个不同的直流电源上时，L便在导轨上滑动。下列说法正确的是（　 　） A．若a接正极，b接负极，e接正极，f接负极，则L向右滑动 B．若a接正极，b接负极，e接负极，f接正极，则L向右滑动 C．若a接负极，b接正极，e接正极，f接负极，则L向左滑动 D．若a接负极，b接正极，e接负极，f接正极，则L向左滑动 9．把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来，使它的下端刚好跟杯里的导电液体面相接触，并使它组成如图所示的电路图．当开关S接通后，将看到的现象是（　　） A．弹簧向上收缩 B．弹簧被拉长 C．弹簧上下跳动 D．弹簧仍静止不动 10．固定导线c垂直纸面，可动导线ab通以如图所示方向的电流，用测力计悬挂在导线c的上方，导线c中通以如图所示的电流时，以下判断正确的是（　　） A．导线a端转向纸外，同时测力计读数减小 B．导线a端转向纸外，同时测力计读数增大 C．导线a端转向纸里，同时测力计读数减小 D．导线a端转向纸里，同时测力计读数增大 11．一直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方，如图所示，如果直导线可以自由地运动且通以方向为由a到b的电流，则导线ab受到安培力的作用后的运动情况为（　　） A．从上向下看顺时针转动并靠近螺线管 B．从上向下看顺时针转动并远离螺线管 C．从上向下看逆时针转动并远离螺线管 D．从上向下看逆时针转动并靠近螺线管 12．如图所示，在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4 m、质量为6×10－2 kg的通电直导线，电流大小I＝1 A，方向垂直于纸面向外，导线用平行于斜面的轻绳拴住不动． （1）整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4 T、方向竖直向上的磁场中．设t＝0时，B＝0，则需要多长时间，斜面对导线的支持力为零？（sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2） （2）整个装置放在竖直平面内的匀强磁场中，若斜面对导线的支持力为零，求磁感应强度的最小值及其方向． 第09讲 通电导线在磁场中受到的力 适用学科 物理 适用年级 高二 完成情况 完成评分 1．如图所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直线圈平面．当线圈内通以图示方向的电流（从右向左看沿逆时针方向）后，线圈的运动情况是（　　） A．线圈向左运动 B．线圈向右运动 C．从上往下看顺时针转动 D．从上往下看逆时针转动 2．通有电流的导线L1、L2处在同一平面（纸面）内，L1是固定的，L2可绕垂直纸面的固定光滑转轴O转动（O为L2的中心），各自的电流方向如图所示．下列哪种情况将会发生（　　） A．因L2不受磁场力的作用，故L2不动 B．因L2上、下两部分所受的磁场力平衡，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 3．（多选）质量为m的金属细杆置于倾角为θ的光滑导轨上，导轨的宽度为d，当给细杆通以如图A、B、C、D所示的电流时，可能使杆静止在导轨上的是（　　） 4．一条形磁铁静止在斜面上，固定在磁铁中心的竖直上方的水平导线中通有垂直纸面向里的恒定电流，如图所示．若将磁铁的N极位置与S极位置对调后，仍放在斜面上原来的位置，则磁铁对斜面的压力F和摩擦力Ff的变化情况分别是（　　） A．F增大，Ff减小 B．F减小，Ff增大 C．F与Ff都增大 D．F与Ff都减小 5．如图所示，两光滑平行金属导轨间的距离L＝0.4 m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ＝37°，在导轨所在平面内，分布着方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场．现把一个质量m＝0.04 kg的导体棒ab垂直放在金属导轨上，当接通电源后，导轨中通过的电流恒为I＝1.5 A时，导体棒恰好静止，g取10 m/s2.已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求： （1）磁场的磁感应强度为多大？ （2）若突然只将磁场方向变为竖直向上，其他条件不变，则磁场方向改变后的瞬间，导体棒的加速度为多大？ 第09讲 适用区域 江苏 适用年级 高二 例1　　【答案】A 解析：由左手定则可知，A图中磁场对电流作用力F的方向竖直向上，所以A错误；而B、C、D都符合左手定则。本题选错误的，故选A。 〔变式训练1〕　答案： 例2 【答案】　D 解析：要求所加磁场的磁感应强度最小，应使棒平衡时所受的安培力有最小值。由于棒的重力恒定，悬线拉力的方向不变，由画出的力的三角形可知，安培力的最小值为F min＝mgsin θ，即IlB min＝ mgsin θ，得B min＝sin θ，方向应平行悬线向上。故选D。 〔变式训练2〕 【答案】(1)　(2)　方向垂直斜面向上 解题指导：解该类问题的基本思路是： (1)选定研究对象。 (2)变三维为二维，如侧视图、剖面图或俯视图等，并画出平面受力分析图，其中安培力的方向要注意F安⊥B、F安⊥I。 (3)列平衡方程或牛顿第二定律的方程式进行求解。 解析：(1)若磁场方向竖直向上，从a向b观察，导线受力情况如图所示。 由平衡条件得： 在水平方向上：F－FNsin θ＝0， 在竖直方向上：mg－FNcos θ＝0， 其中F＝BIL，联立可解得：B＝。 (2)若要求磁感应强度最小，则一方面应使磁场方向与通电导线垂直，另一方向应调整磁场方向使与重力、支持力合力相平衡的安培力最小。 如图，由力的矢量三角形法则讨论可知，当安培力方向与支持力垂直时，安培力最小，对应的磁感应强度最小，设其值为Bmin，则B minIL＝mgsin θ， B min＝。 根据左手定则知，该磁场方向垂直斜面向上。 例3 【答案】 　AC　 解析：由安培力公式F＝BIL，与左手定则，可得ab段导线的安培力方向垂直于导线与磁感线构成的平面并斜向左。同理cd段导线的安培力方向垂直于导线与磁感线构成的平面并斜向右。因此由平行四边形定则对这两个安培力进行分解，可得沿bc段方向的安培力分力正好相互平衡，所以ab段与cd段导线的安培力的合力为BIL，方向竖直向上； 而bc段安培力的大小为BIL，方向是竖直向上。则导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力大小为(＋1)BIL，方向是竖直向上。若在纸面内将abcd旋转任何角度，力的大小均不变，故AC正确，BD错误。 〔变式训练3〕【答案】　C　 解析：由题意可知，在乙图中天平处于平衡状态，此时线圈在磁场中受到的安培力大小为F＝BIL，方向竖直向上，该安培力与线圈重力的合力大小等于左侧物体的总重力，天平处于平衡；而当在丙图中，由于导体的有效长度变短，故受到的安培力减小且竖直向上，故将该矩形线圈改为梯形线圈，右侧的重力与安培力的合力大于图乙中右侧的重力与安培力的合力，故天平将向右倾斜。要使天平重新平衡，在左侧托盘中适当增加砝码即可，故C正确、ABD错误。 例4　【答案】　C 解题指导：(1)导体棒作为研究对象，其所处位置磁场由磁铁产生，画出磁感线的分布，注意两端磁场与电流的方向，关系不同受力方向也不同。 (2)采用电流元法和特殊位置法分析圆环所受安培力，判断导线的运动情况。 解析：(1)电流元法：将导线AB从N、S极的中间分成两段，对AO、OB段所处的磁场方向如图甲所示，由左手定则可知AO段受安培力的方向垂直于纸面向外，OB段受安培力的方向垂直于纸面向里，可见从上向下看，导线AB将绕O点逆时针转动。 (2)特殊位置法：根据导线转过90°时的特殊位置判断其上下运动情况。如图乙所示，导线AB此时受安培力的方向竖直向下，导线将向下运动。 综合上述由两个特殊位置的判断可知，当导线不在上述的特殊位置时，所受安培力使导线AB逆时针转动的同时还要向下运动，故选项C正确。 〔变式训练4〕【答案】　C　 解析：根据安培定则可知，通电导线AB在右侧产生的磁场方向垂直纸面向里，采用电流元法，将圆环分成前后两半，根据左手定则可知，外侧半圆受到的安培力向上，内侧受到的安培力向下，从左向右看，圆环将逆时针转动；又特殊位置：圆环转过90°时，通电直导线AB对左半圆环产生吸引力，对右半圆环产生排斥力，由于吸引力大于排斥力，圆环靠近AB，故C正确，ABD错误。 例5 【答案】 C 解析　首先分析出两个平行电流在直导线ab处产生的磁场情况，如图所示，两电流产生的、在直导线ab上部分的磁感线方向都是从左向右，则ab上部分电流受到的安培力方向垂直纸面向外；ab下部分处的磁感线方向都是从右向左，故ab下部分电流受到的安培力方向垂直纸面向里．所以，导线的a端向外旋转，导线的b端向里旋转． 〔变式训练5〕【答案】　D　 解析：利用结论法求解：由安培定则可得，A环产生的磁场的方向向下，B环产生的磁场的方向向左，两个磁场相互作用后有磁场的方向趋向一致的趋势，所以A环顺时针转动，B环逆时针转动，二者相互靠拢，直至重合，故D正确。 例6　【答案】　C 解析：首先根据右手螺旋定则判断通电螺线管产生的磁场的方向向右，所以在A处产生的磁场方向水平向左。再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上，C正确。 〔变式训练6〕【答案】　C　 解析：根据通电导线受到向右的作用力，由左手定则判定导线处于垂直纸面向外的磁场中，根据右手定则可判只有C选项符合要求，故选C。 1．【答案】　AD　 解析：磁铁的磁感线在它的外部是从N极到S极，因为长直导线在磁铁的中心偏左位置，所以此处的磁感线是斜向右上的，电流的方向垂直纸面向里，根据左手定则，导线受磁铁给的安培力方向是斜向右下，长直导线是固定不动的，根据物体间力的作用是相互的，导线给磁铁的反作用力方向就是斜向左上的；将这个力在水平和竖直分解，因此光滑平板对磁铁支持力减小，由于在水平向左产生分力，所以弹簧产生压缩，弹簧长度将变短。故AD正确，BC错。 2．【答案】　C　 解析：线框能旋转起来，是因为通电导线在磁场中受到安培力的缘故，选项A错误；磁体的上面为N极，产生斜向上的辐射状的磁感线，导线的右半部分有向下的电流，根据左手定则可知受到向外的磁场力，同理左半部分受到向里的磁场力，可知俯视观察，线框沿顺时针方向旋转，选项BD错误；电池输出的电功率一部分要转化成线框的热功率，则电池的输出功率大于线框旋转的机械功率，选项C正确。 3．【答案】　A　 解析：当带有正电的乌云经避雷针放电时，放电电流方向沿避雷针向下，若面向北方而立，则空间水平磁场均为“×”，若右方为东方，左方为西方向，如图，由左手定则判定可知金属杆所受安培力的方向向东，大小为F＝BIL＝3.0×10－5×1×105×100 N＝300 N。故选A。 4．　【答案】C　 解析：对导体棒受力分析如图，根据共点力平衡条件可得BIL＝mgtan 60°，解得I＝，由左手定则知电流方向向里，C正确。 5．【答案】ABD　 解析：指针在量程内线圈一定处于磁场之中，由于线圈与铁芯共轴，线圈平面总是与磁感线平行，故A正确。电表的调零使得当指针处于“0”刻线时，螺旋弹簧处于自然状态，所以无论线圈向哪一方向转动都会使螺旋弹簧产生阻碍线圈转动的力，故B正确。由左手定则知，b端受到的安培力方向向下，a端受到的安培力方向向上，安培力将使线圈沿顺时针方向转动，故C错误，D正确。 6．【答案】 C　 7．【答案】 AB 解析　若F安＜mgsin α，因安培力向上，则摩擦力向上，当F安增大时，Ff减小到零，再向下增大；若F安＞mgsin α，摩擦力向下，随F安增大而一直增大；若F安＝mgsin α，摩擦力为零，随F安增大摩擦力向下一直增大．故选A、B. 8．　【答案】BD 解析：若a接正极，b接负极，电磁铁磁极间磁场方向向上，e接正极，f接负极，由左手定则判定金属杆受安培力向左，则L向左滑动，A项错误，同理判定B、D选项正确，C项错误。 9．【答案】　C 解析　因为通电后，弹簧中每一圈的电流都是同向的，互相吸引，弹簧缩短，电路就断开了，断开后没电流了，弹簧掉下来接通电路……如此通断通断，弹簧上下跳动． 10． 【答案】B 解析　导线c中电流产生的磁场在右边平行纸面斜向左上，在左边平行纸面斜向左下，在ab左右两边各取一小电流元，根据左手定则，左边的电流元所受的安培力方向向外，右边的电流元所受安培力方向向里，知ab导线逆时针方向(从上向下看)转动．当ab导线转过90°后，两导线电流为同向电流，相互吸引，导致测力计的读数变大，故B正确，A、C、D错误． 11. 　【答案】D 解析　先由安培定则判断通电螺线管的南、北两极，找出导线左、右两端磁感应强度的方向，并用左手定则判断这两端受到的安培力的方向，如图甲所示． 可以判断导线受到磁场力作用后从上向下看按逆时针方向转动，再分析导线转过90°时导线位置的磁场方向，再次用左手定则判断导线所受磁场力的方向，如图乙所示，可知导线还要靠近螺线管，所以D正确，A、B、C错误． 12．【答案】(1)5 s　(2)1.2 T　方向平行斜面向上 解析　(1)斜面对导线的支持力为零时导线的受力如图所示． 由平衡条件得FTcos 37°＝F FTsin 37°＝mg 联立两式解得F＝＝0.8 N 由F＝BIL得B＝＝2 T 由题意知，B与t的变化关系为B＝0.4t 代入数据得t＝5 s (2)导线在重力、绳的拉力和安培力的作用下保持平衡，当安培力与斜面垂直时，B有最小值B1，则有： B1IL＝mgcos 37° 解得B1＝1.2 T，方向平行斜面向上． 1. 　【答案】A 解析　将环形电流等效成小磁针，如图所示，根据异名磁极相互吸引知，线圈将向左运动，也可将左侧条形磁铁等效成环形电流，根据结论“同向电流相吸引，异向电流相排斥”也可判断出线圈向左运动，选A. 2. 【答案】 D 解析　由右手螺旋定则可知导线L1上方的磁场的方向为垂直纸面向外，且离导线L1的距离越远的地方，磁感应强度越弱，导线L2上的每一小部分受到的安培力方向水平向右，由于O点的下方磁场较强，则安培力较大，因此L2绕轴O按逆时针方向转动，D选项对． 3．【答案】 AC 解析　A图中金属杆受重力、沿导轨向上的安培力和支持力，若重力沿导轨向下的分力与安培力大小相等，细杆可能静止，故A正确．B图中金属杆受重力和导轨的支持力，二力不可能平衡，故B错误．若C图中金属杆所受重力与安培力大小相等，则二力平衡，细杆可能静止，故C正确．D图中金属杆受重力、水平向左的安培力和支持力，三个力不可能达到平衡，故D错误． 4. 【答案】 C 解析　题图中电流与磁体间的磁场力为引力，若将磁极位置对调则相互作用力为斥力，再由受力分析可知选项C正确． 5.　【答案】(1)0.4 T　(2)1.2 m/s2 解析　(1)导体棒受力如图甲所示，建立直角坐标系如图 根据平衡条件得：F安－mgsin 37°＝0 而F安＝BIL 解得B＝0.4 T (2)导体棒受力如图乙所示，建立直角坐标系如图 根据牛顿第二定律得：mgsin 37°－F安′cos 37°＝ma F安′＝BIL 解得：a＝1.2 m/s2 即导体棒的加速度大小为1.2 m/s2，方向沿斜面向下． 5 / 6 学科网（北京）股份有限公司 $$