1、课时跟踪训练（一）磁场对通电导线的作用力A级双基达标1关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是()A安培力的方向可以不垂直于直导线B安培力的方向总是垂直于磁场的方向C安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关D将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半解析：选B由左手定则可知，安培力的方向一定与磁场方向和直导线垂直，选项A错误，B正确；安培力的大小FBILsin 与直导线和磁场方向的夹角有关，选项C错误；将直导线从中点折成直角，假设原来直导线与磁场方向垂直，若折成直角后一段与磁场仍垂直，另一段与磁场平行，则安培力的大小变为原来的一半；若折成直角后，两段都与磁场垂直
2、，则安培力的大小变为原来的，因此安培力大小不一定是原来的一半，选项D错误。219世纪20年代，以塞贝克(数学家)为代表的科学家已认识到：温度差会引起电流，安培考虑到地球自转造成了太阳照射后正面与背面的温度差，从而提出如下假设：地磁场是由绕地球的环形电流引起的。则该假设中的电流方向是(注：磁子午线是地磁场N极与S极在地球表面的连线)()A由西向东垂直磁子午线B由东向西垂直磁子午线C由南向北沿磁子午线D由赤道向两极沿磁子午线解析：选B地磁场的N极在地理南极附近，根据安培定则，大拇指指向地磁场的N极，则四指的绕向即为电流的方向，即安培假设中的电流方向应该是由东向西垂直磁子午线，故B正确。3.如图所示
3、，通以恒定电流I的导线MN在纸面内从a位置绕其一端M转至b位置时，通电导线所受安培力的大小变化情况是()A变小B不变C变大 D不能确定解析：选B当MN在原位置时，安培力的大小为FBIL，当MN绕M端旋转时，其大小仍是BIL，故安培力的大小是不变的，选项B正确。4.一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由a到b的电流，则导线ab受到安培力的作用后，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解析：选D先由安培定则判断通电螺线管的N、S两
4、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(a)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。再分析此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(b)所示，导线还要靠近螺线管，所以D正确，A、B、C错误。5.如图所示，某区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一正方形刚性线圈，边长为L，匝数为n，线圈平面与磁场方向垂直，线圈的一半在磁场内。某时刻，线圈中通过大小为I的电流，则此线圈所受安培力的大小为()A.BIL B.nBILCnBIL D.nBIL解析：选D在磁场中通电导线的有效长度为L，每一匝线
5、圈都要受到安培力，则线圈所受的安培力大小是nBIL，故选项D正确。6多选如图甲是磁电式电流表的结构，蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐向分布，如图乙所示，线圈中a、b两条导线长均为l，通以图示方向的电流I，两条导线所在处的磁感应强度大小均为B。则()A该磁场是匀强磁场B线圈将逆时针方向转动C线圈将顺时针方向转动Da、b导线受到的安培力大小总为IlB解析：选CD该磁场明显不是匀强磁场，匀强磁场应该是一簇平行的磁感线，方向相同，选项A错误；由左手定则可知，a导线受到的安培力向上，b导线受到的安培力向下，故线圈将顺时针旋转，选项B错误，C正确；a、b导线始终与磁感线垂直，故受到的安培力大小总为IlB，
6、选项D正确。7.如图所示，质量m0.5 kg的通电导体棒在安培力作用下静止在倾角为37、宽度L1 m的光滑绝缘框架上，磁场方向垂直于框架平面向下(磁场仅存在于绝缘框架内)。右侧回路中，电源的电动势E8 V、内阻r1 ，额定功率为8 W、额定电压为4 V的电动机M正常工作。取sin 370.6，cos 370.8，重力加速度大小g取10 m/s2，则磁场的磁感应强度大小为()A2 T B1.73 TC1.5 T D1 T解析：选C电动机M正常工作时的电流I12 A，电源内阻上的电压UEU8 V4 V4 V，根据欧姆定律得：干路中的电流I4 A，则通过导体棒的电流I2II12 A，导体棒受力平衡，
7、有BI2Lmgsin 37，得B1.5 T，选项C正确。8(2021江苏高考)在光滑桌面上将长为L的软导线两端固定，固定点的距离为2L，导线通有电流I，处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中，导线中的张力为()ABIL B2BILCBIL D2BIL解析：选A从上向下看导线的图形如图所示，导线的有效长度为2L，则所受的安培力大小F2BIL，设导线中的张力为T，由受力平衡可知T，解得TBIL，故A正确，B、C、D错误。9.如图所示， 在与水平方向夹角为60的光滑金属导轨间有一电源， 在相距1 m的平行导轨上放一质量为m0.3 kg的金属棒ab, 通以从ba、I3 A的电流，磁场方向竖直
8、向上，这时金属棒恰好静止(g10 m/s2)。求：(1)匀强磁场磁感应强度的大小；(2)ab棒对导轨的压力。解析：(1)ab棒静止，受力情况如图所示，沿斜面方向受力平衡，则mgsin 60BILcos 60，解得B T1.73 T。(2)根据平衡条件及牛顿第三定律得，ab棒对导轨的压力为：FNFN N6 N。答案：(1)1.73 T(2)6 NB级选考提能10.(2021广东高考)截面为正方形的绝缘弹性长管中心有一固定长直导线，长管外表面固定着对称分布的四根平行长直导线。若中心直导线通入电流I1，四根平行直导线均通入电流I2，I1I2，电流方向如图所示，下列截面图中可能正确表示通电后长管发生形
9、变的是()解析：选C因I1I2，则可不考虑四个边上的直导线之间的相互作用；根据两通电直导线间的安培力作用满足“同向电流相互吸引，异向电流相互排斥”，则正方形左右两侧的直导线I2要受到I1吸引的安培力，形成凹形，正方形上下两边的直导线I2要受到I1排斥的安培力，形成凸形，故变形后的形状如选项C所示。11.如图所示，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为。如果仅改变下列某一个条件，角的相应变化情况是()A棒中的电流变大，角变大B两悬线等长变短，角变小C金属棒质量变大，角变大D磁感应强度变大，角变小解析：选A金属棒受力
10、如图所示，tan 。棒中电流I变大，角变大；两悬线等长变短，角不变；金属棒质量变大，角变小；磁感应强度变大，角变大，故A正确。12如图所示，在倾角为30的斜面上，固定两间距L0.5 m的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器R，电源电动势E10 V，内阻r2 ，一质量m100 g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好。整个装置处于磁感应强度B1 T、垂直于斜面向上的匀强磁场中(导轨与金属棒的电阻不计)。金属导轨是光滑的，取 g10 m/s2，要保持金属棒在导轨上静止，求： (1)金属棒所受到的安培力大小；(2)滑动变阻器R接入电路中的阻值。解析：(1)作出金属棒的受力图，如图所示。则有Fmgsin ，解得F0.5 N。(2)根据安培力公式FBIL得I1 A设滑动变阻器接入电路的阻值为R，根据闭合电路的欧姆定律EI(Rr) 得Rr8 。答案：(1)0.5 N(2)8
