1、3.3 探究安培力1(安培力大小的计算及方向的判定)将长度为20 cm、通有0.1 A电流的直导线放入一匀强磁场中，电流与磁场的方向如图7所示，已知磁感应强度为1 T试求出各图中导线所受安培力的大小和方向图7答案(1)图中安培力大小为0导线与磁感线平行(2)图中安培力大小为0.02 N安培力方向垂直导线水平向右(3)图中安培力大小为0.02 N安培力方向在纸面内垂直导线斜向上解析由左手定则和安培力的计算公式得：(1)因导线与磁感线平行，所以安培力为零；(2)由左手定则知：安培力方向垂直导线水平向右，大小FILB0.20.11 N0.02 N；(3)安培力方向在纸面内垂直导线斜向上，大小FBIL
2、0.02 N.2(对磁感应强度大小的理解与计算)磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线，它的电流是2.5 A，导线长1 cm，它受到的磁场力为5.0102 N求：(1)这个位置的磁感应强度；(2)如果把通电导线中的电流增大到5 A时，这一位置的磁感应强度多大；(3)如果通电导线在磁场中某处不受磁场力，是否能肯定在这里没有磁场？答案(1)2 T(2)2 T(3)不能肯定解析(1)由磁感应强度的定义式得B T2 T.(2)磁感应强度B是由磁场自身决定的，和导线的长度L、电流I的大小无关，所以该位置的磁感应强度还是2 T.(3)如果通电导线在磁场中某处不受磁场力，则有两种可能：该处没有磁场；该处有磁场
3、，但通电导线与磁场方向平行题组一对磁感应强度概念及公式的理解1(单选)关于磁感应强度，下列说法中正确的是()A若长为L、电流为I的导体在某处受到的磁场力为F，则该处的磁感应强度必为B由B知，B与F成正比，与IL成反比C由B知，一小段通电导体在某处不受磁场力，说明该处一定无磁场D由FILB知，与磁场方向垂直的一小段通电导体受到的磁场力F与IL成正比答案D解析公式B或FILB成立的前提条件是电流与磁场方向垂直，故选项A错误；磁感应强度B是由磁场本身的性质决定的，与放不放通电导线无关，故选项B、C错误；当B为定值时，与磁场方向垂直的一小段通电导体受到的磁场力F与IL成正比，选项D正确2(双选)一段电
4、流元放在同一匀强磁场中的四个位置，如图所示，已知电流元的电流I、长度L和受力F，则可以用表示磁感应强度B的是()答案AC解析当通电导线垂直于磁场方向时，可用表示B.故选A、C.3(双选)将一小段通电直导线垂直磁场方向放入一匀强磁场中，下列图象能正确反映各物理量间关系的是()答案BC解析由B或FBIL知：匀强磁场中B恒定不变，故B正确，D错误B、L一定时，F与I成正比，故C正确，A错误故选B、C.4(单选)如图1所示是三根平行直导线的截面图，若它们的电流强度大小都相同，且abacad，则a点的磁感应强度的方向是()图1A垂直纸面指向纸里B垂直纸面指向纸外C沿纸面由a指向bD沿纸面由a指向d答案D
5、解析每根导线在a点产生的磁感应强度大小相等，关键是确定每根导线在a处产生的磁感应强度的方向，由矢量合成法则求合磁感应强度，判知D正确题组二对磁通量认识及计算5(单选)如图2所示，半径为R的圆形线圈共有n匝，其中心位置处半径为r的虚线范围内有匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面若磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量为()图2ABR2BBr2CnBR2 DnBr2答案B解析磁通量与线圈匝数无关，且磁感线穿过的面积为r2，而并非R2，故B项对6(双选)如图3所示是等腰直角三棱柱，其平面ABCD为正方形，边长为L，它们按图示方式放置于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B0，则下列说法中正确的是()图3A穿过A
6、BCD平面的磁通量大小为B0L2B穿过BCFE平面的磁通量大小为B0L2C穿过ADFE平面的磁通量大小为零D穿过整个三棱柱的磁通量为零答案CD解析根据BS，因此穿过ABCD平面的磁通量B0L2cos 45B0L2，A错误；平面BCFEB0，而BCL，CFLcos 45L，所以平面BCFE的面积SBCCFL2，因而B0SB0L2，B错误；平面ADFE在垂直B0的方向上的投影面积为零，所以穿过的磁通量为零，C正确；若规定从外表面穿入三棱柱的磁通量为正，那么由三棱柱内表面穿出时的磁通量就为负，而穿入三棱柱的磁感线总与穿出的磁感线相等，因此穿过整个三棱柱的磁通量为零，D正确故选C、D.题组三安培力方向
7、的判定7(单选)下面的四个图显示了磁场对通电直导线的作用力，其中正确的是()答案C8(单选)关于通电导线所受安培力F的方向、磁感应强度B的方向和电流I的方向之间的关系，下列说法正确的是()AF、B、I三者必须保持相互垂直BF必须垂直B、I，但B、I可以不相互垂直CB必须垂直F、I，但F、I可以不相互垂直DI必须垂直F、B，但F、B可以不相互垂直答案B解析安培力F总是与磁感应强度B和电流I决定的平面垂直，但B与I(即导线)可以垂直，也可以不垂直，通电导线受安培力时，力F与磁场及导线都是垂直的，故A、C、D均错，B正确9(单选)如图4所示，电磁炮是由电源、金属轨道、炮弹和电磁铁组成当电源接通后，磁
8、场对流过炮弹的电流产生力的作用，使炮弹获得极大的发射速度下列各俯视图中能正确表示磁场方向的是()图4答案B解析由左手定则可知，图A所示磁感应强度方向使炮弹受到的安培力向后，图B所示磁感应强度方向使炮弹受到的安培力向前，图C、D所示炮弹不受安培力，只有B符合实际题组四对安培力公式FBILsin 的理解应用10(单选)如图5所示，一根有质量的金属棒MN，两端用细软导线连接后悬于a、b两点，棒的中部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，此时悬线上有拉力，为了使拉力等于零，可以()图5A适当减小磁感应强度B使磁场反向C适当增大电流 D使电流反向答案C解析首先对MN进行受力分析
9、：其受竖直向下的重力G、受两根软导线的竖直向上的拉力和安培力当其处于平衡状态时：2FBILmg，重力mg恒定不变，欲使拉力F减小到0，应增大安培力BIL，所以可增大磁场的磁感应强度B或增大通过金属棒中的电流I，或二者同时增大，只有C项正确11(单选)如图6所示，磁场方向竖直向下，通电直导线ab由水平位置1绕a点在竖直平面内转到位置2，通电导线所受安培力是()图6A数值变大，方向不变B数值变小，方向不变C数值不变，方向改变D数值、方向均改变答案B解析安培力FBIL，电流不变，垂直磁场的直导线的有效长度减小，安培力减小，安培力的方向总是垂直B、I所构成的平面，所以安培力的方向不变，B对，故选B.1
10、2(单选)如图7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abcbcd135.流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示导线abcd段所受到的磁场的作用力的合力为()图7A方向沿纸面向上，大小为(1)ILBB方向沿纸面向上，大小为(1)ILBC方向沿纸面向下，大小为(1)ILBD方向沿纸面向下，大小为(1)ILB答案A解析导线abcd段的有效长度为线段ad，由几何知识知Lad(1)L，故导线abcd段所受的合力大小FILadB(1)ILB，导线有效长度的电流方向为ad，据左手定则可以确定导线所受合力方向竖直向上，
11、故A项正确13(单选)如图8所示，倾斜导轨宽为L，与水平面成角，处在方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中，金属杆ab水平放在导轨上当回路电流强度为I时，金属杆ab所受安培力F()图8A方向垂直ab杆沿斜面向上B方向垂直ab杆水平向右CFBILcos DFBILsin 答案B解析由题图知电流方向由ba且与磁场方向垂直，根据左手定则可知安培力垂直ab水平向右，由安培力计算公式可得FBIL，故选B.14匀强磁场放置长2 cm的通电导线垂直磁场方向，当通过导线的电流为2 A时，它受到的磁场力大小为4103 N，问：(1)磁感应强度B是多大？(2)若电流不变，导线长度减小到1 cm，则它受到的磁场力
12、F和磁感应强度B各是多少？(3)若导线长度不变，电流增大为5 A，则它受磁场力F和磁感应强度B各是多少？答案(1)0.1 T(2)2103 N0.1 T(3)102 N0.1 T解析(1)根据磁感应强度的定义B T0.1 T.(2)匀强磁场中该点的磁感应强度由磁场本身来决定，不因导线长度的改变而改变，因此，B0.1 T.根据磁感应强度的定义B可得，导线长度减小到1 cm时，则它受磁场力FBIL0.12102 N2103 N.(3)匀强磁场中该点的磁感应强度也不因电流的改变而改变，因此，B0.1 T.根据磁感应强度的定义B可得，电流增大为5 A时，则它受磁场力FBIL0.152102 N102 N.
