2024-2025学年高二物理举一反三系列1.1磁场对通电导线的作用力（（含答案））

2024-2025学年高二物理举一反三系列1.1磁场对通电导线的作用力（（含答案））1.1磁场对通电导线的作用力原卷版目录TOC\o"1-1"\h\u一、【安培力的基础概念知识梳理】 1二、【磁铁与通电导线间的作用力知识梳理】 2三、【通电导线与通电导线间的作用力知识点梳理】 5四、【磁电式电流表知识点梳理】 8五、【安培力作用下的平衡问题知识点梳理】 11【安培力的基础概念知识梳理】1.安培力：人们把通电导线在磁场中受的力称为安培力2.安培力的方向（1）用左手定则判定：伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向（2）安培力的方向特点：F⊥B，F⊥I，即F垂直于B和I决定的平面（注意：B和I可以有任意夹角）3.安培力的大小（1）磁场和电流垂直时：F=BIL（2）磁场和电流平行时：F=0（3）磁感应强度B的方向与电流方向成θ角：F=BILsinθ【安培力的基础概念举一反三练习】1．关于磁场，下列认识正确的是（）A．公式说明磁感应强度B与F成正比，与IL成反比B．某点的磁场方向与放在该点的小磁针N极所受磁场力方向一致C．磁感线总是由磁体的N极发出终止于磁体的S极D．在通电导线与磁场垂直的情况下，导线不受磁场力2．（多选）一根长0.20m、通有2.0A电流的通电直导线，放在磁感应强度为0.50T的匀强磁场中，受到的安培力大小可能是（）A．0N B．0.20N C．0.40N D．0.60N3．关于通电直导线在匀强磁场中所受到的安培力、磁感应强度、电流三者之间的方向关系，下列说法中正确的是（）A．安培力的方向一定垂直于磁感应强度和电流所在的平面B．磁感应强度的方向一定垂直于安培力和电流所在的平面C．电流的方向一定垂直于安培力和磁感应强度所在的平面D．安培力、磁感应强度、电流三者之间的方向一定互相垂直4．如图所示，半圆形导线abc通以恒定电流I，放置在匀强磁场中、已知磁感应强度为B，导线长为，直径ac与磁场方向夹角为。该导线受到的安培力为（）

A． B． C． D．【磁铁与通电导线间的作用力知识梳理】①可以将条形磁铁和U型磁铁中的磁场简化处理，通电螺线管可以视为条形磁铁。环形电流可以视为小磁针。②磁铁对通电导线的作用力：用左手定则判断安培力的方向③求磁铁收到的作用力：先用左手定则判断导线受到的安培力，在通过牛顿第三定律得出磁铁受到的作用力。【磁铁与通电导线间的作用力举一反三练习】5．（多选）兼善中学“物理魔法社”的同学研究通电直导线在磁场中受力情况的小实验，装置如图所示，台秤上放一光滑平板，其左边固定一轻质挡板，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导体棒，当导体棒中通入方向垂直纸面向里的电流后，台秤读数为F2；则以下说法正确的是（）

A．弹簧长度将变长 B．弹簧长度将变短C．F1＜F2 D．F2＜F16．如图所示，把一通电导线放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由移动，当导线通入向左的电流I时，如果只考虑安培力的作用，则从上往下看，导线的运动情况是（）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，同时上升D．逆时针方向转动，同时下降7．（多选）如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在其左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线，当导线通以如图所示方向电流时，下列判断正确的是（）A．磁铁对桌面的压力增大，且受到向左的摩擦力作用B．磁铁对桌面的压力减小，且受到向右的摩擦力作用C．若将导线移至磁铁中点的正上方，电流反向，磁铁对桌面的压力会减小D．若将导线移至磁铁中点的正上方，电流反向，磁铁对桌面的压力会增大8．如图所示，弹簧秤下挂一条形磁棒，其中条形磁棒N极的一部分位于未通电的螺线管内，下列说法正确的是(

)A．若将a接电源正极，b接电源负极，弹簧秤的示数将减小.B．若将a接电源正极，b接电源负极，弹簧秤的示数将增大.C．若将a接电源正极，b接电源负极，弹簧秤的示数将不变D．不能确定，与磁铁进入通电螺线管的长度有关．9．如图所示，条形磁铁放在桌面上，一根通电直导线由S极的上端平移到N极的上端的过程中，导线保持与磁铁垂直，导线的通电方向如图所示，则此过程中磁铁受到的摩擦力（磁铁保持静止）（）A．为零B．方向由向左变为向右C．方向保持不变D．方向由向右变为向左10．如图所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁的N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直线圈平面，当线圈内通以如图方向的电流后，线圈将（）A．不动 B．转动 C．向左摆动 D．向右摆动11．如图所示，在条形磁铁极附近悬挂一个线圈，线圈与水平磁铁位于同一平面内。当线圈中通以图示方向的电流时，将会出现的现象是（）

A．线圈向左摆动B．线圈向右摆动C．从上往下看，线圈顺时针转动，同时向右摆动D．从上往下看，线圈逆时针转动，同时向左摆动【通电导线与通电导线间的作用力知识点梳理】通电导线与通电导线间的作用力方向判断方法：①若要判断a电流受到b电流给的安培力，可以将b电流产生的磁场视为磁源，a电流视为通电导线。再通过左手定则判断出a导线所受的安培力。同理要判断b电流受到a电流给的安培力，也可以将a电流产生的磁场视为磁源，b电流视为通电导线。再通过左手定则判断出b导线所受的安培力。②同向电流相互吸引，异向电流相互排斥也可以判断两电流所受的安培力方向。【通电导线与通电导线间的作用力举一反三练习】12．（多选）三根平行共面的通电长导线都通有稳恒电流，要使它们所受的磁场合力都为零，如图，有可能实现的是A． B． C． D．13．直导线a、b相互垂直，a可以自由移动和转动，b固定。当a、b通有如图所示的电流后，从上往下看，a的运动情况是（）A．逆时针方向转动，同时下降 B．逆时针方向转动，同时上升C．顺时针方向转动，同时下降 D．顺时针方向转动，同时上升14．通电矩形导线框与无限长通电直导线在同一平面内，电流方向如图所示，边与平行。关于中电流产生的磁场对线框的作用，下列叙述中正确的是（）A．线框有两条边所受到的安培力方向相同B．线框有两条边所受到的安培力大小相同C．整个线框有向里收缩的趋势D．若导线向左微移，各边受力将变小，但合力不变15．（多选）如图所示，一金属直杆两端接有导线，悬挂于线圈上方，与线圈轴线均处于竖直平面内，为使垂直纸面向外运动，可以（

）A．将a、c端接在电源正极，b、d端接在电源负极B．将b、d端接在电源正极，a、c端接在电源负极C．将a、d端接在电源正极，b、c端接在电源负极D．将a、c端接在交流电源的一端，b、d接在交流电源的另一端16．如图所示电路中，电池均相同，当电键S分别置于a、b两处时，导致MM′与NN′之间的安培力的大小分别为Fa、Fb，可判断这两段导线（）A．电键S置于a时MM′与NN′之间相互吸引，且Fa>FbB．电键S置于a时MM′与NN′之间相互吸引，且Fa＜FbC．电键S置于b时MM′与NN′之间相互排斥，且Fa>FbD．电键S置于b时MM′与NN′之间相互排斥，且Fa＜Fb17．一条直导线平行于通电螺线管的轴线放在螺线管的正上方，如图所示，导线ab通以由b向a的电流，则导线ab的可能运动是（）A．导线ab不做任何运动B．导线ab向纸面内平移C．导线a端向纸外，b端向纸内转动，同时向下移动D．导线a端向纸内，b端向纸外转动，同时向上移动18．如图，长载流导线ab和cd相互垂直，它们相隔一段距离，ab固定不动，cd能绕中点O转动，并能靠近或离开ab，当电流方向如图中所示时，导线cd将（）A．顺时针转动同时离开abB．顺时针转动同时靠近abC．逆时针转动同时离开abD．逆时针转动同时靠近ab19．已知通电长直导线周围激发磁场的磁感应强度大小与导线中的电流大小成正比。有四条垂直于纸面的长直固定导线，电流方向如图所示，其中a、b、c三条导线到d导线的距离相等，三条导线与d的连线互成120°角，四条导线中的电流大小都为I，其中a导线对d导线的安培力大小为F。现突然把b、c导线的电流方向同时改为垂直于纸面向外，电流大小同时变为原来的3倍，则此时d导线所受安培力的合力（）

A．大小为4F，方向为a→d B．大小为4F，方向为d→aC．大小为3F，方向为a→d D．大小为2F，方向为d→a20．如图所示，导线A、B通以大小、方向均相同的恒定电流，在A、B连线的垂直平分线上放置一段长为L的直导线C，A、B、C刚好在正三角形的三个顶点上。现C通以恒定电流，C受到的安培力大小为F。若只将导线A的电流增大为原来的两倍，则C受到的安培力大小变为（）

A．F B．2F C． D．【磁电式电流表知识点梳理】磁电式电流表的构造特点(1)构造：磁铁、线圈、螺旋弹簧、指针、极靴。(如图甲所示)(2)特点：两极间的极靴和极靴中间的铁质圆柱，使极靴与圆柱间的磁场都沿半径方向均匀分布，使线圈平面都与磁感线平行，使表盘刻度均匀。(如图乙所示)甲乙原理(1)通电线圈在磁场中受安培力作用发生转动。螺旋弹簧变形，反抗线圈的转动。(2)线圈偏转的角度越大，被测电流就越大，所以根据线圈偏转角度的大小，可以确定被测电流的大小；根据线圈偏转的方向，可以知道被测电流的方向。优缺点：优点是灵敏度高，可以测出很弱的电流；缺点是线圈的导线很细，允许通过的电流很弱。如果希望它测量较大的电流值，就要根据在必修第三册中学到的方法扩大其量程。【磁电式电流表举一反三练习】21．（多选）磁电式电流表中通以相同电流时，指针偏转角度越大，表示电流表灵敏度越高，若其余条件都相同，则灵敏度高的电流表具有（）A．较小的线圈面积B．较强的辐向分布的磁场C．较多的线圈匝数D．劲度系数较大的两个螺旋弹簧22．如图甲是磁电式电流表的结构图，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布。线圈中a、b两条导线长度均为l，未通电流时，a、b处于图乙所示位置，两条导线所在处的磁感应强度大小均为B。通电后，a导线中电流方向垂直纸面向外，大小为I，则（）

A．该磁场是匀强磁场B．线圈平面总与磁场方向垂直C．线圈将逆时针转动D．a导线受到的安培力大小始终为BIl23．磁电式仪表的基本组成部分是磁铁、线圈、铁芯等，下列关于电表的说法中正确的是（）A．电表里面是匀强磁场B．电表里面的铁芯是为了减小线圈与磁场间的作用C．电表中通的电流越大，指针偏转角度越大D．改变电流方向，指针偏转方向不变24．ABCD为一闭合回路，AB、CD间导线弯成水平半圆弧状，AD、BC间导线竖直放置。现有一根长直导线PQ平行于AD放置在半圆柱体的轴线上。ABCD回路和PQ导线通有如图所示的电流，已知BC段导线单独存在时，PQ受到的安培力大小为F。则ABCD回路给PQ的安培力为（）

A．4F，方向水平指向AD B．4F，方向水平指向BCC．2F，方向水平指向AD D．2F，方向水平指向BC25．图甲为实验室里某型号磁电式电流表结构。矩形线圈匝数为n，电阻为R。矩形线圈处在均匀辐射状磁场中，如图乙所示，线圈左右两边所在之处的磁感应强度大小均为B。若线圈受到的安培力和螺旋弹簧的弹力达到平衡时，指针达到稳定。下列说法正确的是（

）A．如图甲所示，线圈顺时针转动过程中，穿过铝框的磁通量减少B．在线圈转动范围内，线圈所受安培力大小与电流大小有关，而与所处位置无关C．通电线圈中的电流越大，电流表指针偏转角度就越小D．更换劲度系数更小的螺旋弹簧，可以减小电流表的灵敏度（灵敏度即）五、【安培力作用下的平衡问题知识点梳理】安培力作用下物体的平衡、加速问题①通电导体棒在磁场中的平衡问题是一种常见的力学综合模型，该模型一般由倾斜导轨、导体棒、电源和电阻等组成。这类题目的难点是题图具有立体性，各力的方向不易确定。因此解题时一定要先把立体图转化成平面图，通过受力分析建立各力的平衡关系，如图所示。②如果导体处于加速状态，可根据牛顿第二定律处理。③求解安培力作用下导体棒平衡问题的基本思路④受力分析的注意事项(1)安培力的方向特点：F⊥B，F⊥I，即F垂直于B和I决定的平面。(2)安培力的大小：应用公式F＝BILsinθ计算弯曲导线在匀强磁场中所受安培力的大小时，有效长度L等于曲线两端点的直线长度。(3)视图转换：对于安培力作用下的力学问题，导体棒的受力往往分布在三维空间的不同方向上，这时应利用俯视图、剖面图或侧视图等，变立体图为二维平面图。【安培力作用下的平衡问题举一反三练习】26．如图所示，质量为m的导体棒MN静止在水平导轨上，导轨宽度为L，已知电源的电动势为E，内阻为r，导体棒的电阻为R，其余部分与接触电阻不计，磁场方向垂直导体棒斜向上与水平面的夹角为，磁感应强度为B。求：（1）电路中的电流和安培力；（2）轨道对导体棒的支持力和摩擦力。（重力加速度取g）27．如图所示，水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L＝0.2m，现垂直于导轨放置一根质量为m＝0.06kg的金属棒ab，M和P之间接入一恒流源，回路中电流大小恒定为I＝2A，在导轨间加一个范围足够大的匀强磁场且磁场方向始终与导体棒垂直，方向与水平面间夹角可调。（g取10m/s2）（1）当磁感应强度的大小B＝0.3T，方向与水平方向成30°角时，ab棒处于静止状态，求ab棒受到的摩擦力大小；（2）若要使ab棒所受支持力为零，B的大小至少为多少？此时B的方向如何？（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）

28．如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上，放置一段通有电流为I，长度L，质量m的导体棒，电流方向垂直纸面向外，已知重力加速度大小为g，试求：（1）若空间中有竖直向下的匀强磁场，要使导体棒静止在斜面上，则所加匀强磁场的磁感应强度B1的大小；（2）要使导体棒静止在斜面上且对斜面无压力，则所加匀强磁场的磁感应强度B2的大小和方向；（3）如果磁场的大小方向可变，棒依然静止，匀强磁场沿什么方向时磁感应强度最小，最小值为多少？

29．在倾角的斜面上，沿斜面方向固定一对平行的金属导轨，两导轨距离，接入电动势、内阻不计的电池及滑动变阻器，如图所示。垂直导轨放有一根质量的金属棒，它与导轨间的动摩擦因数为，整个装置放在磁感应强度的垂直斜面向上的匀强磁场中。当调节滑动变阻器的阻值在什么范围内时，可使金属棒静止在框架上？（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，框架与棒的电阻不计，）30．如图所示，两平行金属导轨间的距离，金属导轨所在的平面与水平面的夹角，在导轨所在平面内分布着磁感应强度大小、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势、内阻的直流电源，现把一个质量的导体棒放在金属导轨上，导体棒恰好保持静止，导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻，金属导轨的电阻不计，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小，，。（1）求导体棒受到的安培力；（2）求导体棒与金属导轨间的动摩擦因数；（3）若磁场方向改为竖直向上，在不改变其他条件的情况下，求磁场磁感应强度的最大值。

1.1磁场对通电导线的作用力解析版目录TOC\o"1-1"\h\u一、【安培力的基础概念知识梳理】 1二、【磁铁与通电导线间的作用力知识梳理】 2三、【通电导线与通电导线间的作用力知识点梳理】 5四、【磁电式电流表知识点梳理】 8五、【安培力作用下的平衡问题知识点梳理】 11【安培力的基础概念知识梳理】1.安培力：人们把通电导线在磁场中受的力称为安培力2.安培力的方向（1）用左手定则判定：伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向（2）安培力的方向特点：F⊥B，F⊥I，即F垂直于B和I决定的平面（注意：B和I可以有任意夹角）3.安培力的大小（1）磁场和电流垂直时：F=BIL（2）磁场和电流平行时：F=0（3）磁感应强度B的方向与电流方向成θ角：F=BILsinθ【安培力的基础概念举一反三练习】1．关于磁场，下列认识正确的是（）A．公式说明磁感应强度B与F成正比，与IL成反比B．某点的磁场方向与放在该点的小磁针N极所受磁场力方向一致C．磁感线总是由磁体的N极发出终止于磁体的S极D．在通电导线与磁场垂直的情况下，导线不受磁场力【答案】B【详解】A．公式是磁感应强度的定义式，磁场中某点的磁感应强度是由磁场本身决定的，与放入磁场中的通电导线所受安培力，通电导线中的电流以及导线长度的乘积无关，故A错误；B．某点的磁场方向与放在该点的小磁针N极所受磁场力方向一致或小磁针静止时，N极所指的方向，故B正确；C．磁感线在磁体外部由磁体的N极到磁体的S极，在磁体内部由磁体的S极到磁体的N极，是闭合曲线，故C错误；D．在通电导线与磁场平行的情况下，导线不受磁场力，在通电导线与磁场垂直的情况下，导线受磁场力，故D错误。故选B。2．（多选）一根长0.20m、通有2.0A电流的通电直导线，放在磁感应强度为0.50T的匀强磁场中，受到的安培力大小可能是（）A．0N B．0.20N C．0.40N D．0.60N【答案】AB【详解】当通电导线与磁场垂直时，导线所受的安培力最大当导线与磁场平行时，导线所受磁场力最小为零，所以导线所受磁场力的范围为0～0.2N。故选AB。3．关于通电直导线在匀强磁场中所受到的安培力、磁感应强度、电流三者之间的方向关系，下列说法中正确的是（）A．安培力的方向一定垂直于磁感应强度和电流所在的平面B．磁感应强度的方向一定垂直于安培力和电流所在的平面C．电流的方向一定垂直于安培力和磁感应强度所在的平面D．安培力、磁感应强度、电流三者之间的方向一定互相垂直【答案】A【详解】由左手定则可知安培力F的方向一定垂直于磁感应强度B和电流I所在的平面，但电流I和磁场强度B不一定是垂直关系。故选A。4．如图所示，半圆形导线abc通以恒定电流I，放置在匀强磁场中、已知磁感应强度为B，导线长为，直径ac与磁场方向夹角为。该导线受到的安培力为（）

A． B． C． D．【答案】B【详解】该导线受到的安培力故选B。【磁铁与通电导线间的作用力知识梳理】①可以将条形磁铁和U型磁铁中的磁场简化处理，通电螺线管可以视为条形磁铁。环形电流可以视为小磁针。②磁铁对通电导线的作用力：用左手定则判断安培力的方向③求磁铁收到的作用力：先用左手定则判断导线受到的安培力，在通过牛顿第三定律得出磁铁受到的作用力。【磁铁与通电导线间的作用力举一反三练习】5．（多选）兼善中学“物理魔法社”的同学研究通电直导线在磁场中受力情况的小实验，装置如图所示，台秤上放一光滑平板，其左边固定一轻质挡板，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导体棒，当导体棒中通入方向垂直纸面向里的电流后，台秤读数为F2；则以下说法正确的是（）

A．弹簧长度将变长 B．弹簧长度将变短C．F1＜F2 D．F2＜F1【答案】BD【详解】AB．以导体棒为研究对象，根据左手定则判断可知，其所受安培力斜向右下方，根据牛顿第三定律可知，磁铁受到导体棒对它的作用力斜向左上方，则磁铁将向左运动，弹簧被压缩，长度变短，故A错误，B正确；CD．由于磁铁受到导体棒对它的作用力斜向左上方，则可知磁铁对弹簧秤的压力减小，因此有故C错误，D正确。故选BD。6．如图所示，把一通电导线放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由移动，当导线通入向左的电流I时，如果只考虑安培力的作用，则从上往下看，导线的运动情况是（）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，同时上升D．逆时针方向转动，同时下降【答案】D【详解】在导线两侧取两小段，左边一小段所受的安培力方向垂直纸面向外，右侧一小段所受安培力的方向垂直纸面向里，从上往下看，知导线逆时针转动，当转动度时，导线所受的安培力方向向下，所以导线的运动情况为，逆时针转动，同时下降。故选D。7．（多选）如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在其左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线，当导线通以如图所示方向电流时，下列判断正确的是（）A．磁铁对桌面的压力增大，且受到向左的摩擦力作用B．磁铁对桌面的压力减小，且受到向右的摩擦力作用C．若将导线移至磁铁中点的正上方，电流反向，磁铁对桌面的压力会减小D．若将导线移至磁铁中点的正上方，电流反向，磁铁对桌面的压力会增大【答案】AC【详解】磁铁周围磁场的分布如图所示AB．以直导线为研究对象，可知其受到的安培力朝左上，所以磁铁受到直导线的反作用朝右下，所以磁铁对地面的压力增大，受到地面的摩擦向左，A正确B错误CD．若将导线移至磁铁中点的正上方，电流反向，此处磁铁的磁场水平向左，导线受到的安培力竖直向下，所以磁铁受到的反作用力向上，磁铁对桌面的压力会减小，C正确D错误8．如图所示，弹簧秤下挂一条形磁棒，其中条形磁棒N极的一部分位于未通电的螺线管内，下列说法正确的是(

)A．若将a接电源正极，b接电源负极，弹簧秤的示数将减小.B．若将a接电源正极，b接电源负极，弹簧秤的示数将增大.C．若将a接电源正极，b接电源负极，弹簧秤的示数将不变D．不能确定，与磁铁进入通电螺线管的长度有关．【答案】A【分析】当螺线管通电时，线圈中将产生磁场，根据安培定则判断磁场方向，分析螺线管与磁铁之间存在引力还是斥力，来确定弹簧秤示数的变化．【详解】A、B、C项：当螺线管将a接电源正极，b接负极时，线圈中产生磁场，由安培定则判断得知，螺线管内部磁场方向向上，上端相当于N极，对磁铁产生向上的斥力，所以弹簧秤示数减小，故A正确；B错误，C错误；D项：当螺线管将a接电源负极，b接正极时，线圈中产生磁场，由安培定则判断得知，螺线管内部磁场方向向下，上端相当于S，对磁铁产生向下的引力，所以弹簧秤示数增大；结合前面的分析可知，与磁铁进入通电螺线管的长度无关．故D错误．故选A．【点睛】本题考查安培定则的基本应用，基础题．对于安培定则抓住两点：一是何时用；二是怎样用．9．如图所示，条形磁铁放在桌面上，一根通电直导线由S极的上端平移到N极的上端的过程中，导线保持与磁铁垂直，导线的通电方向如图所示，则此过程中磁铁受到的摩擦力（磁铁保持静止）（）A．为零B．方向由向左变为向右C．方向保持不变D．方向由向右变为向左【答案】B【详解】由图可知通电导线所在位置的磁场的方向，根据左手定则可以判定通电导线所受安培力的方向如图所示。显然安培力有一个水平方向的分量，根据牛顿第三定律可知条形磁铁受到通电导线的安培力也有一个水平方向的分量，而由于条形磁铁保持静止，故条形磁铁所受地面的静摩擦力与安培力在水平方向的分量相互平衡。所以当导线在条形磁铁的左侧上方时条形磁铁所受的静摩擦力方向向左，而当导线运动到条形磁铁的右半部分上方时条形磁铁所受地面的静摩擦力水平向右。故条形磁铁所受摩擦力的方向由向左变为向右，故B正确，ACD错误。故选B。10．如图所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁的N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直线圈平面，当线圈内通以如图方向的电流后，线圈将（）A．不动 B．转动 C．向左摆动 D．向右摆动【答案】C【详解】根据右手螺旋定则，环形电流可以等效为小磁针，小磁针的N极指向右，线圈左边是S极，根据异极相吸，知线圈向左运动，ABD错误，C正确。故选C。11．如图所示，在条形磁铁极附近悬挂一个线圈，线圈与水平磁铁位于同一平面内。当线圈中通以图示方向的电流时，将会出现的现象是（）

A．线圈向左摆动B．线圈向右摆动C．从上往下看，线圈顺时针转动，同时向右摆动D．从上往下看，线圈逆时针转动，同时向左摆动【答案】D【详解】线圈通以顺时针的电流，由于处于S极的磁体附近，磁感线从右侧进入S极，根据左手定则可得，线圈左边受垂直纸面向外的安培力，线圈右边受垂直纸面向内的安培力，所以线圈还会绕着悬线轴线旋转，不属于单纯的平移，从上往下看，线圈逆时针转动，由于环形电流产生的磁场相当于小磁针，当开始旋转直至转过90°角过程中，环形电流与条形磁铁S极逐渐相向，二者异名磁极相互吸引，导致线圈在逆时针转动的同时向左摆动。故选D。【通电导线与通电导线间的作用力知识点梳理】通电导线与通电导线间的作用力方向判断方法：①若要判断a电流受到b电流给的安培力，可以将b电流产生的磁场视为磁源，a电流视为通电导线。再通过左手定则判断出a导线所受的安培力。同理要判断b电流受到a电流给的安培力，也可以将a电流产生的磁场视为磁源，b电流视为通电导线。再通过左手定则判断出b导线所受的安培力。②同向电流相互吸引，异向电流相互排斥也可以判断两电流所受的安培力方向。【通电导线与通电导线间的作用力举一反三练习】12．（多选）三根平行共面的通电长导线都通有稳恒电流，要使它们所受的磁场合力都为零，如图，有可能实现的是A． B． C． D．【答案】BD【详解】B、D两个选项中每根导线都处于另外两根不同方向通电导线所产生的磁场中，根据右手螺旋定则可知它们产生的磁感强度的矢量和可能为零，受的安培力可能为零；A中的导线都处于方向相同的磁场中，每根导线的受力都不为零；C中最右边的导线受的安培力不为零．故选BD.13．直导线a、b相互垂直，a可以自由移动和转动，b固定。当a、b通有如图所示的电流后，从上往下看，a的运动情况是（）A．逆时针方向转动，同时下降 B．逆时针方向转动，同时上升C．顺时针方向转动，同时下降 D．顺时针方向转动，同时上升【答案】A【详解】由安培定则可知，直导线b周围产生的磁场如图所示，由左手定则，导线a左侧受安培力方向垂直纸面向外，右侧受安培力方向垂直纸面向里，可知从上往下看导线a逆时针方向转动；转过90°后，导线a中的电流方向垂直纸面向里，此时可判断受安培力向下，即导线a应该是逆时针方向转动，同时下降。故选A。14．通电矩形导线框与无限长通电直导线在同一平面内，电流方向如图所示，边与平行。关于中电流产生的磁场对线框的作用，下列叙述中正确的是（）A．线框有两条边所受到的安培力方向相同B．线框有两条边所受到的安培力大小相同C．整个线框有向里收缩的趋势D．若导线向左微移，各边受力将变小，但合力不变【答案】B【详解】ABC．直导线中的电流方向向上，根据安培定则，导线右侧区域磁感应强度方向向内，根据左手定则，ad边受向左的安培力，bc边受到向右的安培力，ab边受到向下的安培力，cd受到向上的安培力，方向全不同，ab和cd两边电流相等，而所在位置的磁场相同，ab和cd两边受到的安培力大小相等，距离导线越近磁场越强，则ad边受向左的安培力大于bc边受到向右的安培力，整个线框有向外扩张的趋势，AC错误，B正确；D．若导线向左微移，则线框各边所在处磁感应强度均减小，但ad边所在处减小得更多，故各边受安培力均变小，线框所受向左的合力变小，D错误。故选B。15．（多选）如图所示，一金属直杆两端接有导线，悬挂于线圈上方，与线圈轴线均处于竖直平面内，为使垂直纸面向外运动，可以（

）A．将a、c端接在电源正极，b、d端接在电源负极B．将b、d端接在电源正极，a、c端接在电源负极C．将a、d端接在电源正极，b、c端接在电源负极D．将a、c端接在交流电源的一端，b、d接在交流电源的另一端【答案】ABD【详解】A.将a、c端接在电源正极，b、d端接在电源负极，则MN中电流方向向右，螺线管在导线处产生的磁场方向向上，由左右定则可知，MN受到安培力方向向外，A正确；B.将b、d端接在电源正极，a、c端接在电源负极，则MN中电流方向向左，螺线管在导线处产生的磁场方向向下，由左右定则可知，MN受到安培力方向向外，B正确；C.将a、d端接在电源正极，b、c端接在电源负极，则MN中电流方向向右，螺线管在导线处产生的磁场方向向下，由左右定则可知，MN受到安培力方向向里，C错误；D.将a、c端接在交流电源的一端，b、d接在交流电源的另一端时，a、c端为同一极，b、d为同一极，故结果与A、B分析相同，故D正确；故选ABD。16．如图所示电路中，电池均相同，当电键S分别置于a、b两处时，导致MM′与NN′之间的安培力的大小分别为Fa、Fb，可判断这两段导线（）A．电键S置于a时MM′与NN′之间相互吸引，且Fa>FbB．电键S置于a时MM′与NN′之间相互吸引，且Fa＜FbC．电键S置于b时MM′与NN′之间相互排斥，且Fa>FbD．电键S置于b时MM′与NN′之间相互排斥，且Fa＜Fb【答案】D【分析】两平行导线电流方向相反，则两通电导线相互排斥。由于电流越强，产生的磁场B越强，根据F=BIL可知电流越大则相互作用力越大。【详解】当电键S置于a处时电源为一节干电池电流的方向是M′MNN′，电流大小为由于导线MM′与NN′中电流方向相反故两段导线相互排斥；当电键S置于b处时电源为两节干电池，电流的方向仍是M′MNN′，由于导线MM′与NN′中电流方向相反故两段导线相互排斥。又由于电路中灯泡电阻不变，此时电路中电流大小为显然Ib>IaMM′在NN′处的磁感应强度Ba＜Bb应用安培力公式F=BIL可知Fa＜Fb故选D。【点睛】电流越大，产生的磁场越强，而安培力F=BIL，故两通电导线之间的安培力越大。通电导线处于磁场中要受到安培力作用，可得：同向电流相互吸引，异向电流相互排斥。可作为结论牢记并能应用。17．一条直导线平行于通电螺线管的轴线放在螺线管的正上方，如图所示，导线ab通以由b向a的电流，则导线ab的可能运动是（）A．导线ab不做任何运动B．导线ab向纸面内平移C．导线a端向纸外，b端向纸内转动，同时向下移动D．导线a端向纸内，b端向纸外转动，同时向上移动【答案】C【详解】根据通电螺线管的磁感线分布图可得a端所在磁场方向为斜向左下，b端所处磁场方向为斜向左上，根据左手定则可得a端导体受力方向向外，b端导体受力方向向里，即导线a端向纸外，b端向纸内转动；当直导线转过90°角时电流垂直纸面向外，磁场向左，导线受到的安培力向下，可知导线边转动同时还要向下移动。故选C。18．如图，长载流导线ab和cd相互垂直，它们相隔一段距离，ab固定不动，cd能绕中点O转动，并能靠近或离开ab，当电流方向如图中所示时，导线cd将（）A．顺时针转动同时离开abB．顺时针转动同时靠近abC．逆时针转动同时离开abD．逆时针转动同时靠近ab【答案】D【详解】根据安培定则，ab左侧磁场向外，右侧向里。根据左手定则，cd在ab左侧部分受安培力向下，在ab右侧部分受安培力向上，则cd将逆时针转动。又因为ab外侧磁场向右，则cd受安培力向里，故导线cd将逆时针转动同时靠近ab。故选D。19．已知通电长直导线周围激发磁场的磁感应强度大小与导线中的电流大小成正比。有四条垂直于纸面的长直固定导线，电流方向如图所示，其中a、b、c三条导线到d导线的距离相等，三条导线与d的连线互成120°角，四条导线中的电流大小都为I，其中a导线对d导线的安培力大小为F。现突然把b、c导线的电流方向同时改为垂直于纸面向外，电流大小同时变为原来的3倍，则此时d导线所受安培力的合力（）

A．大小为4F，方向为a→d B．大小为4F，方向为d→aC．大小为3F，方向为a→d D．大小为2F，方向为d→a【答案】A【详解】当导线通入电流为I时，由安培定则a导线在d导线位置产生的磁场水平向左。再由左手定则可知d导线受到a导线的安培力方向为a→d，大小为F。由对称性可知b、c导线对d导线的安培力大小也为F。当把b、c导线的电流方向同时改为垂直于纸面向外，电流大小同时变为原来的3倍，即b、c导线对d导线的安培力大小都为3F。方向分别由d→b，d→c。由于b、c导线与d的连线互成120°角，对d进行受力分析可知，b、c导线对d的安培力的合力为3F，方向为a→d，所以此时导线所受安培力的合力大小为4F，方向为a→d。故选A。20．如图所示，导线A、B通以大小、方向均相同的恒定电流，在A、B连线的垂直平分线上放置一段长为L的直导线C，A、B、C刚好在正三角形的三个顶点上。现C通以恒定电流，C受到的安培力大小为F。若只将导线A的电流增大为原来的两倍，则C受到的安培力大小变为（）

A．F B．2F C． D．【答案】D【详解】根据电流方向相同相互吸引，且A、B通以大小、方向均相同的恒定电流可得A和B对C安培力如下图所示

由于A、B是两根平行且水平放置的长直导线，所以根据几何关系可得解得所以只将导线A的电流增大为原来的两倍，根据导线在空间中产生的磁感应强度和左手定则可得，则A在C处，产生的磁场为原来的两倍，C受到A给的安培力大小变为原来的两倍，为方向沿CA方向，C受到B给的安培力大小仍为，方向沿CB方向，如下图所示

由余弦定理可得C受的安培力为故选D。【磁电式电流表知识点梳理】磁电式电流表的构造特点(1)构造：磁铁、线圈、螺旋弹簧、指针、极靴。(如图甲所示)(2)特点：两极间的极靴和极靴中间的铁质圆柱，使极靴与圆柱间的磁场都沿半径方向均匀分布，使线圈平面都与磁感线平行，使表盘刻度均匀。(如图乙所示)甲乙原理(1)通电线圈在磁场中受安培力作用发生转动。螺旋弹簧变形，反抗线圈的转动。(2)线圈偏转的角度越大，被测电流就越大，所以根据线圈偏转角度的大小，可以确定被测电流的大小；根据线圈偏转的方向，可以知道被测电流的方向。优缺点：优点是灵敏度高，可以测出很弱的电流；缺点是线圈的导线很细，允许通过的电流很弱。如果希望它测量较大的电流值，就要根据在必修第三册中学到的方法扩大其量程。【磁电式电流表举一反三练习】21．（多选）磁电式电流表中通以相同电流时，指针偏转角度越大，表示电流表灵敏度越高，若其余条件都相同，则灵敏度高的电流表具有（）A．较小的线圈面积B．较强的辐向分布的磁场C．较多的线圈匝数D．劲度系数较大的两个螺旋弹簧【答案】BC【详解】A．较小的线圈面积，这样在磁场中线圈通电导线的有效长度会小，会受到较小的安培力，线圈不容易转动，灵敏度较小，A错误；B．较强的辐向分布的磁场，则有较大的磁感应强度Ｂ，由安培力公式，可知线圈受到的安培力较大，线圈越容易转动，能提高电流表的灵敏度，B正确；C．较多的线圈匝数，线圈受到的安培力的合力较大，线圈转动容易，可以提高电流表的灵敏度，C正确；D．两个螺旋弹簧的作用是阻尼作用，因此劲度系数较大的两个螺旋弹簧不会提高电流表的灵敏度，D错误。故选BC。22．如图甲是磁电式电流表的结构图，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布。线圈中a、b两条导线长度均为l，未通电流时，a、b处于图乙所示位置，两条导线所在处的磁感应强度大小均为B。通电后，a导线中电流方向垂直纸面向外，大小为I，则（）

A．该磁场是匀强磁场B．线圈平面总与磁场方向垂直C．线圈将逆时针转动D．a导线受到的安培力大小始终为BIl【答案】D【详解】A．由图乙可知，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，磁感应强度大小均为B，可方向均不相同，因此该磁场不是匀强磁场，A错误；B．由图乙可知，线圈平面总与磁场方向平行，B错误；C．通电后，a导线中电流方向垂直纸面向外，b导线中电流方向垂直纸面向里，由左手定则判定，a导线受安培力方向向上，b导线受安培力方向向下，则线圈将顺时针转动，C错误；D．a导线中电流方向始终与磁场方向垂直，磁感应强度B与电流I均大小不变，由安培力公式可知，a导线受到的安培力大小始终为BIl，D正确。故选D。23．磁电式仪表的基本组成部分是磁铁、线圈、铁芯等，下列关于电表的说法中正确的是（）A．电表里面是匀强磁场B．电表里面的铁芯是为了减小线圈与磁场间的作用C．电表中通的电流越大，指针偏转角度越大D．改变电流方向，指针偏转方向不变【答案】C【详解】A．电表内的磁场是均匀辐向分布磁场，不是匀强磁场，A错误；B．铁芯被磁化变成了磁铁，它的磁场和线圈的磁场同向、相互叠加加强，增大线圈与磁场间的作用，B错误；C．线圈所受安培力力的大小随电流增大而增大，所以电表中通的电流越大，指针偏转角度越大，C正确；D．改变电流方向，线圈所受安培力力的方向发生变化，指针偏转方向发生改变，D错误。故选C。24．ABCD为一闭合回路，AB、CD间导线弯成水平半圆弧状，AD、BC间导线竖直放置。现有一根长直导线PQ平行于AD放置在半圆柱体的轴线上。ABCD回路和PQ导线通有如图所示的电流，已知BC段导线单独存在时，PQ受到的安培力大小为F。则ABCD回路给PQ的安培力为（）

A．4F，方向水平指向AD B．4F，方向水平指向BCC．2F，方向水平指向AD D．2F，方向水平指向BC【答案】C【详解】上下两端导线在PQ处产生磁场与PQ平行。已知BC段导线单独存在时，PQ受到的安培力大小为F。AD与BC和PQ的电流方向分别相同和相反，根据同向电流相互吸引反向电流相互排斥可知ABCD回路给PQ的安培力为2F，方向水平指向AD。故选C。25．图甲为实验室里某型号磁电式电流表结构。矩形线圈匝数为n，电阻为R。矩形线圈处在均匀辐射状磁场中，如图乙所示，线圈左右两边所在之处的磁感应强度大小均为B。若线圈受到的安培力和螺旋弹簧的弹力达到平衡时，指针达到稳定。下列说法正确的是（

）A．如图甲所示，线圈顺时针转动过程中，穿过铝框的磁通量减少B．在线圈转动范围内，线圈所受安培力大小与电流大小有关，而与所处位置无关C．通电线圈中的电流越大，电流表指针偏转角度就越小D．更换劲度系数更小的螺旋弹簧，可以减小电流表的灵敏度（灵敏度即）【答案】B【详解】A．顺时针旋转的过程中，穿过铝框的磁感线根数增加，磁通量增加，故A错误；B．线圈左右两边所在之处的磁感应强度大小均为B，无论什么位置磁感应强度大小都相等，根据安培力的表达式可知，安培力的大小只与电流大小相关，与所在位置无关，故B正确；C．线圈中的电流越大，线框所受到的安培力越大，电流表指针偏转也就越大，故C错误；D．更换劲度系数更小的螺旋弹簧，电流变化量相等时，安培力变化量相等，但转动角度变化量大，故灵敏度增加，故D错误。故选B。五、【安培力作用下的平衡问题知识点梳理】安培力作用下物体的平衡、加速问题①通电导体棒在磁场中的平衡问题是一种常见的力学综合模型，该模型一般由倾斜导轨、导体棒、电源和电阻等组成。这类题目的难点是题图具有立体性，各力的方向不易确定。因此解题时一定要先把立体图转化成平面图，通过受力分析建立各力的平衡关系，如图所示。②如果导体处于加速状态，可根据牛顿第二定律处理。③求解安培力作用下导体棒平衡问题的基本思路④受力分析的注意事项(1)安培力的方向特点：F⊥B，F⊥I，即F垂直于B和I决定的平面。(2)安培力的大小：应用公式F＝BILsinθ计算弯曲导线在匀强磁场中所受安培力的大小时，有效长度L等于曲线两端点的直线长度。(3)视图转换：对于安培力作用下的力学问题，导体棒的受力往往分布在三维空间的不同方向上，这时应利用俯视图、剖面图或侧视图等，变立体图为二维平面图。【安培力作用下的平衡问题举一反三练习】26．如图所示，质量为m的导体棒MN静止在水平导轨上，导轨宽度为L，已知电源的电动势为E，内阻为r，导体棒的电阻为R，其余部分与接触电阻不计，磁场方向垂直导体棒斜向上与水平面的夹角为，磁感应强度为B。求：（1）电路中的电流和安培力；（2）轨道对导体棒的支持力和摩擦力。（重力加速度取g）【答案】（1），；（2）FN=mg－，Ff=【详解】(1)棒的受力分析如图所示由闭合电路欧姆定律I=由安培力公式F=BIL得(2)由共点力平衡条件Fsin=FfFN＋Fcos=mg计算得Ff=水平向右FN=mg－竖直向上27．如图所示，水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L＝0.2m，现垂直于导轨放置一根质量为m＝0.06kg的金属棒ab，M和P之间接入一恒流源，回路中电流大小恒定为I＝2A，在导轨间加一个范围足够大的匀强磁场且磁场方向始终与导体棒垂直，方向与水平面间夹角可调。（g取10m/s2）（1）当磁感应强度的大小B＝0.3T，方向与水平方向成30°角时，ab棒处于静止状态，求ab棒受到的摩擦力大小；（2）若要使ab棒所受支持力为零，B的大小至少为多少？此时B的方向如何？（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）

【答案】（1）；（2）1.5T，方向为水平向右【详解】（1）根据平衡条件及安培力公式可得ab棒受到的摩擦力大小为（2）根据平衡条件及安培力公式可得ab棒受到的支持力大小为当N=0时，有当θ=0时，B有最小值为即B的大小至少为1.5T，此时B的方向为水平向右。28．如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上，放置一段通有电流为I，长度L，质量m的导体棒，电流方向垂直纸面向外，已知重力加速度大小为g，试求：（1）若空间中有竖直向下的匀强磁场，要使导体棒静止在斜面上，则所加匀强磁场的磁感应强度B1的大小；（2）要使导体棒静止在斜面上且对斜面无压力，则所加匀强磁场的磁感应强度B2的大小和方向；（3）如果磁场的大小方向可变，棒依然静止，匀强磁场沿什么方向时磁感应强度最小，最小值为多少？

【答案】（1）；（2），方向水平向右；（3），方向垂直于斜面向下【详解】（1）若磁场方向竖直向下，由平衡条件得：水平方向上B1IL-Nsinθ=0竖直方向上mg-Ncosθ=0解得（2）当安培力与重力平衡时，导体棒对地面没有压力，则有：在竖直方向mg=B2IL解得方向水平向右；（3）在平行于斜面方向mgsinθ=B3IL解得方向垂直于斜面向下。29．在倾角的斜面上，沿斜面方向固定一对平行的金属导轨，两导轨距离，接入电动势、内阻不计的电池及滑动变阻器，如图所示。垂直导轨放有一根质量的金属棒，它与导轨间的动摩擦因数为，整个装置放在磁感应强度的垂直斜面向上的匀强磁场中。当调节滑动变阻器的阻值在什么范围内时，可使金属棒静止在框架上？（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，框架与棒的电阻不计，）【答案】【详解】当安培力较小，摩擦力方向向上时：得：当安培力较大，摩擦力方向向下时：得：．滑动变阻器的取值范围应为。【点睛】静摩擦力的方向是由安培力大小决定，当安培力过大使得棒有上滑趋势，所以静摩擦力沿斜面向下，当安培力过小时，棒有下滑的趋势，所以静摩擦力沿斜面向上。30．如图所示，两平行金属导轨间的距离，金属导轨所在的平面与水平面的夹角，在导轨所在平面内分布着磁感应强度大小、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势、内阻的直流电源，现把一个质量的导体棒放在金属导轨上，导体棒恰好保持静止，导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻，金属导轨的电阻不计，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小，，。（1）求导体棒受到的安培力；（2）求导体棒与金属导轨间的动摩擦因数；（3）若磁场方向改为竖直向上，在不改变其他条件的情况下，求磁场磁感应强度的最大值。

【答案】（1），沿金属导轨向上；（2）；（3）【详解】（1）通过导体棒的电流为导体棒受到的安培力为根据左手定则可知导体棒受到的安培力沿金属导轨向上。（2）导体棒恰好保持静止，对导体受力分析可得最大静摩擦力等于滑动摩擦力解得（3）对导体受力分析，根据平衡条件可得摩擦力为磁场磁感应强度的最大值为

1.2磁场对运动电荷的作用力原卷版目录TOC\o"1-1"\h\u一、【洛伦兹力的概念知识点梳理】 1二、【带电物体在洛伦兹力作用下的运动问题知识点梳理】 4三、【洛伦兹力与安培力的关系知识点梳理】 6四、【洛伦兹力对运动的可逆性、对称性的破坏知识点梳理】 8五、【电子束的磁偏转——显像管知识点梳理】 10六、【速度选择器知识点梳理】 11七、【磁流体发电机知识点梳理】 13八、【电磁流量计知识点梳理】 15【洛伦兹力的概念知识点梳理】1.定义：运动电荷在磁场中受到的力2.方向（1）左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心垂直进入，并使四指指向正电荷运动的方向，这时拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向。（2）方向特点：F⊥B，F⊥v，即F垂直于B、v决定的平面3.洛伦兹力的大小（1）v//B时，F=0（2）v⊥B时，F=qvB（3）v与B夹角为θ时，F=qvBsinθ注意①F、B、v三者方向间的关系洛伦兹力的方向总是与电荷运动的方向及磁场方向垂直，即洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷速度方向和磁场方向确定的平面．说明：F、B、v三个量的方向关系是：F⊥B，F⊥v，但B与v不一定垂直，如图甲、乙所示．②洛伦兹力方向的判断在用左手定则判断运动的电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向时，对于正电荷，四指指向电荷的运动方向；但对于负电荷，四指应指向电荷运动的反方向．【洛伦兹力的概念举一反三练习】1．（多选）下列说法正确的是（）A．所有电荷在电场中都要受到电场力的作用B．所有电荷在磁场中都要受到磁场力的作用C．一切运动电荷在磁场中都要受到磁场力的作用D．运动电荷在磁场中，只有当垂直于磁场方向的速度分量不为零时，才受到磁场力的作用2．如图所示，通电导线所受安培力或运动电荷所受洛伦兹力正确的是（）A．

B．

C．

D．

3．初速度为的电子，沿平行于通电长直导线的方向射出，直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图所示，则（）

A．电子将向右偏转，洛伦兹力大小不变B．电子将向左偏转，洛伦兹力大小改变C．电子将向左偏转，洛伦兹力大小不变D．电子将向右偏转，洛伦兹力大小改变4．在下图所示的各图中，匀强磁场的磁感应强度均为B，带电粒子的速率均为v，带电荷量均为q。试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小，并标出洛伦兹力的方向。5．质量为m、电荷量为q的小物块，从倾角为θ的光滑绝缘斜面上由静止下滑，整个斜面置于方向水平向里的匀强磁场中，磁感应强度为B，如图所示。若带电小物块下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，下面说法中正确的是（）A．小物块一定带正电B．小物块在斜面上运动时做匀加速直线运动C．小物块在斜面上运动时做加速度增大、而速度也增大的变加速直线运动D．小物块在斜面上下滑过程中，当小物块对斜面压力为零时的速率为6．长直导线AB附近，有一带正电的小球，用绝缘丝线悬挂在M点，当导线AB通以如图所示的恒定电流时，下列说法正确的是（

）A．小球受磁场力作用，方向与导线AB垂直且指向纸里B．小球受磁场力作用，方向与导线AB垂直且指向纸外C．小球受磁场力作用，方向与导线AB垂直向左D．小球不受磁场力作用7．每时每刻都有大量带电的宇宙射线向地球射来，地球磁场可以有效地改变这些射线中大多数带电粒子的运动方向，使它们不能到达地面，这对地球上的生命有十分重要的意义。假设有一个带正电的宇宙射线粒子正垂直于地面向赤道射来，在地磁场的作用下，它将（）

A．向东偏转B．向南偏转C．向西偏转D．向北偏转【带电物体在洛伦兹力作用下的运动问题知识点梳理】(1)洛伦兹力的方向随电荷运动方向的变化而变化．但无论怎样变化，洛伦兹力都与运动方向垂直．(2)洛伦兹力永不做功，它只改变电荷的运动方向，不改变电荷的速度大小．(2)带电体在匀强磁场中速度变化时洛伦兹力的大小往往随之变化，并进一步导致弹力、摩擦力的变化，带电体将在变力作用下做变加速运动．(3)利用牛顿运动定律和平衡条件分析各物理量的动态变化时要注意弹力为零的临界状态，此状态是弹力方向发生改变的转折点．(4)与洛伦兹力相关的运动问题的分析技巧分析带电体受洛伦兹力作用运动的问题，与分析物体在其他力作用下的运动一样，要对研究对象的受力情况、运动情况进行分析，分析时尤其要注意：①洛伦兹力与重力、弹力、摩擦力等都属于性质力，在研究电荷或带电体的运动时应注意洛伦兹力，受力分析时不要漏掉洛伦兹力。②洛伦兹力的大小不仅与磁感应强度B有关，而且与带电体所带电荷量q有关，还与带电体的运动速度v有关，物体的受力会使速度变化，速度的变化则会影响洛伦兹力，洛伦兹力变化会使物体的合外力和加速度也变化。所以，解决此类问题时，应认真进行受力分析，并时刻注意洛伦兹力的变化。【带电物体在洛伦兹力作用下的运动问题举一反三练习】8．从地面上方A点处自由落下一带电荷量为＋q、质量为m的微粒，地面附近有如图所示的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里，这时粒子的落地速度大小为，若电场不变，只将磁场的方向改为垂直纸面向外，粒子落地的速度大小为v2，则（）A．v1＞v2 B．v1＜v2 C．v1＝v2 D．无法判定9．如图所示，一带负电的滑块从粗糙斜面的顶端滑至底端时的速度为，若加一个垂直纸面向外的匀强磁场，并保证滑块能滑至底端，则它滑至底端时（）A．速率变大 B．速率变小C．速率不变 D．洛仑兹力方向垂直斜面向上10．（多选）如图所示，两个半径相同的半圆形光滑轨道置于竖直平面内，左右两端点等高，分别处于沿水平方向的匀强电场和匀强磁场中。两个相同的带正电小球同时从两轨道左端最高点由静止释放。M、N为轨道的最低点，则下列说法中正确的是（）

A．两个小球到达轨道最低点的速度B．两个小球第一次经过轨道最低点时对轨道的压力C．小球第一次到达M点的时间小于小球第一次到达N点的时间D．在电场和磁场中小球均能到达轨道的另一端最高处11．一重力不计的带负电粒子具有水平向右的速度v，第一次，让它先穿过有理想边界的匀强电场E，后穿过有理想边界的匀强磁场B，如图甲所示，在此过程中电场对该粒子做功为W1；第二次，把原来的匀强电场和匀强磁场的正交叠加，再让该粒子仍以原来的初速度v（）穿过叠加场区，在此过程中，电场力对粒子做功为W2，则（）A．W1=W2B．W1＜W2C．W1＞W2D．无法比较W1W2的大小12．（多选）如图所示，在垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为、电荷量为的小球穿在足够长的水平固定绝缘的直杆上处于静止状态，小球与杆间的动摩擦因数为。现对小球施加水平向右的恒力，已知重力加速度为，在小球从静止开始至速度最大的过程中，下列说法正确的是（）

A．直杆对小球的弹力方向不变 B．直杆对小球的摩擦力先减小后增大C．小球运动的最大加速度为 D．小球的最大速度为13．如图所示，甲是一个带正电的小物块，乙是一个不带电的绝缘物块，甲、乙叠放在一起静止于粗糙的水平地板上，地板上方空间有水平方向的匀强磁场。现用水平恒力F拉乙物块，使甲、乙无相对滑动地一起水平向左加速运动。在加速运动阶段（）A．地面对乙物块的摩擦力逐渐减小B．甲、乙两物块的加速度逐渐增大C．乙对甲的摩擦力逐渐增大D．甲对乙的摩擦力逐渐减小14．（多选）如图所示，质量为m、带电荷量为+q的P环套在固定的水平长直绝缘杆上(杆表面不光滑)，整个装置处在垂直于杆的水平匀强磁场中，磁感应强度大小为B，现给环一向右的初速度vo，则下列情况可能发生的是A．环将保持匀速运动，环的机械能不变B．环将向右减速，最后静止，损失的机械能是C．环将向右减速，最后匀速，损失的机械能是D．环将向右减速，最后匀速，损失的机械能【洛伦兹力与安培力的关系知识点梳理】分类洛伦兹力安培力区别单个运动的带电粒子所受到的磁场力通电直导线所受到的磁场力洛伦兹力不做功安培力可以做功联系①安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力的微观本质；②方向关系：洛伦兹力与安培力均可用左手定则进行判断【洛伦兹力与安培力的关系举一反三练习】15．下列有关洛伦兹力和安培力的描述，正确的是（）A．通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用B．若通电导线在磁场中受到的安培力为零，该处磁场的磁感应强度不一定为零C．只要速度大小相同，所受的洛伦兹力就相同D．洛伦兹力对运动电荷一定不做功，安培力是所有运动电荷所受洛伦兹力的总和，因此安培力也不做功16．（多选）如图所示，导线中带电粒子的定向运动形成了电流。电荷定向运动时所受洛伦兹力的矢量和，在宏观上表现为导线所受的安培力。下面的分析正确的是（

）A．洛伦兹力和安培力是性质相同的两种力B．洛伦兹力的方向、粒子运动方向和磁场方向不一定相互垂直C．粒子在只受到洛伦兹力作用时动能会减少D．带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时，其运动半径与带电粒子的比荷无关17．如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一段静止的长为L截面积为S的通电导线，磁场方向垂直于导线。设单位体积导线中有n个自由电荷，每个自由电荷的电荷量都为q，它们沿导线定向移动的平均速率为v。下列选项正确的是（）A．导线中的电流大小为nSqvB．这段导线受到的安培力大小为nLqvBC．沿导线方向电场的电场强度大小为vBD．导线中每个自由电荷受到的平均阻力大小为qvB18．（多选）如图所示，光滑的水平桌面放在方向竖直向下的匀强磁场中，桌面上平放着一根一端开口、内壁光滑的试管，试管底部有一带电小球．在水平拉力F作用下，试管向右匀速运动，带电小球能从试管口处飞出，关于带电小球及其在离开试管前的运动，下列说法中正确的是（

）A．小球带正电B．小球运动的轨迹是抛物线C．洛伦兹力对小球做正功D．维持试管匀速运动的拉力F应逐渐增大【洛伦兹力对运动的可逆性、对称性的破坏知识点梳理】不带电的物体运动时，当受力不变是运动过程往往是可逆的，但是当带电体在磁场中运动时由于洛伦兹力的的方向大小与速度有关，所以速度方导致洛伦兹力变化，从而会破坏运动学的对称性和可逆性。【洛伦兹力对运动的可逆性、对称性的破坏举一反三练习】19．（多选）设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示，已知一带电粒子在电场力和洛伦兹力的作用下，从静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B点时速度为零，C点是运动的最低点，忽略粒子的重力，以下说法中正确的是()A．此粒子必带正电荷B．A点和B位于同一高度C．离子在C点时机械能最大D．离子到达B点后，将沿原曲线返回A点20．一个带电粒子沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场。粒子的一段径迹如图所示。径迹上的每一小段都可近似看成圆弧。由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小（带电量不变）。从图中情况可以确定（）A．粒子从a到b，半径增大B．粒子从a到b，半径减小C．粒子从b到a，半径增大D．粒子从b到a，半径减小21．（多选）如图所示，水平正对放置的带电平行金属板间的匀强电场方向竖直向上，匀强磁场方向垂直纸面向里，一带电小球从光滑绝缘轨道上的a点由静止释放，经过轨道端点P进入板间后恰好沿水平方向做匀速直线运动。现在使小球从稍低些的b点由静止释放，经过轨道端点P进入两板之间的场区。关于小球和小球现在运动的情况以下判断中正确的是（

）A．小球可能带负电B．小球在电、磁场中做加速运动C．小球在电、磁场中运动的过程机械能减少D．小球在电、磁场中运动的过程电势能减少22．如图所示，一带电塑料小球质量为m，用丝线悬挂于O点，并在竖直平面内摆动，最大摆角为，水平磁场垂直于小球摆动的平面。当小球自左方最大摆角处摆到最低点时，恰进入磁场区域且悬线上的张力恰为零，则小球自右方最大摆角处摆到最低点时悬线上的张力为()A．0 B．2mg C．4mg D．6mg23．如图所示，用绝缘细线悬吊着的带正电小球在匀强磁场中做简谐运动，则A．当小球每次通过平衡位置时，动能相同B．当小球每次通过平衡位置时，速度相同C．当小球每次通过平衡位置时，丝线拉力相同D．撤销磁场后，小球摆动周期变化【电子束的磁偏转——显像管知识点梳理】显像管的构造：如图所示，由电子枪、偏转线圈和荧光屏组成．2．显像管的原理(1)电子枪发射高速电子．(2)电子束在磁场中偏转．(3)荧光屏被电子束撞击时发光．3．扫描：在偏转区的水平方向和竖直方向都有偏转磁场，其方向、强弱都在不断变化，使得电子束打在荧光屏上的光点从上向下、从左向右不断移动【电子束的磁偏转——显像管举一反三练习】24．如图所示是电视显像管原理示意图（俯视图），电流通过偏转线圈，从而产生偏转磁场，电子束经过偏转磁场后运动轨迹发生偏转，不计电子的重力，下列说法正确的是（）A．电子经过磁场时速度增大B．欲使电子束打在荧光屏上的A点，偏转磁场的方向应垂直纸面向里C．欲使电子束打在荧光屏上的B点，偏转磁场的方向应垂直纸面向外D．欲使电子束打在荧光屏上的位置由A点调整到B点，应调节偏转线圈中的电流使磁场增强25．如图所示是显像管原理俯视图，接通电源后，电子从电子枪射出，没有磁场时打在O，为使电子偏转，在管颈安装了偏转线圈产生偏转磁场，如果要使电子束在水平方向偏离中心，打在荧光屏的A点，偏转磁场应该（）A．竖直向下 B．竖直向上 C．水平向左 D．水平向右26．如图所示是电视机显像管及其偏转线圈的示意图.如果发现电视画面的幅度比正常的偏小，可能引起的原因是（

）A．电子枪发射能力减弱，电子数减少B．加速电场的电压过低，电子速率偏小C．偏转线圈局部短路，线圈匝数减少D．偏转线圈电流过大，偏转磁场增强【速度选择器知识点梳理】1.平行板中电场强度E和磁感应强度B互相垂直，这种装置能把具有一定速度的粒子选择出来，所以叫做速度选择器2.带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是qE=qvB，即v=E3.若v>EB,则粒子偏向洛伦兹力的方向运动，电场力做负功，速度减小。若4.速度选择器不能反过来用，速度选择器只选择粒子速度大小不选择粒子的质量、电荷量。【速度选择器举一反三练习】27．（多选）在如图所示的平行板器件中，电场强度E和磁感应强度B相互垂直。一带电粒子（重力不计）从左端以速度v沿虚线射入后做直线运动，则该粒子（）

A．一定带正电B．速度C．若速度，则粒子可能从板间射出D．若此粒子从右端沿虚线方向进入平行板，仍做直线28．（多选）一对平行金属板中存在由匀强电场和匀强磁场组成的复合场，方向如图所示．一带电粒子（不计重力）以速度自O点沿中轴线射入，恰沿中轴线做直线运动，此时板间电压为。若仅改变板间电压，当板间电压为时，粒子从D点离开复合场，离开D点的速度大小为；当板间电压为时，粒子从C点离开复合场，离开C点的速度大小为。已知D点和C点关于中轴线对称，则下列说法正确的是（

）

A．粒子带正电荷B．粒子带负电荷C．、、、和满足D．、、、和满足29．（多选）如图所示的平行板器件中有方向相互垂直的匀强电场和匀强磁场。一带正电的粒子以某一速度从该装置的左端水平向右进入两板间后，恰好能做直线运动。忽略粒子重力的影响，则（）A．若只将粒子改为带负电，其仍将做直线运动B．若只增加粒子进入该装置的速度，其将往上偏C．若只增加粒子的电荷量，其将往下偏D．若粒子从右端水平进入，则仍沿直线水平飞出30．速度选择器的结构如图所示，电场强度E和磁感应强度B相互垂直，具有某一特定速度的粒子能够从左侧进入，并沿直线穿过速度选择器，下列关于速度选择器的说法中正确的是（）

A．粒子的带电量越大，直线穿越的速度越大B．粒子的带电量越小，直线穿越的速度越大C．速度选择器只能对正粒子才有速度选择功能D．只要速度满足，粒子就能通过速度选择器【磁流体发电机知识点梳理】1.磁流体发电是一项新兴技术，它可以把内能直接转化为电能2.根据左手定则，如图中的B是发电机正极3.磁流体发电机两极板间的距离为L，等离子体速度为v，磁场的磁感应强度为B，则由qE=qUL=qvB【磁流体发电机举一反三练习】31．（多选）磁流体发电具有清洁、绿色、发电效率高等突出的优点。下图为磁流体发电机的示意图，一束等离子体（含正、负离子）沿图示方向垂直射入一对磁极产生的匀强磁场中，A、B是一对平行于磁场放置的金属板，板间连入电阻R，则电路稳定后（）

A．正离子在磁场中向下偏转B．R中有向下的电流C．A、B板聚集的电荷量基本不变D．离子在磁场中偏转时洛伦兹力可能做功32．（多选）磁流体发电机示意图如图所示。平行金属板a、b之间有一个很强的匀强磁场，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量等量正、负离子）垂直于磁场的方向喷入磁场，a、b两板间便产生电压。如果把a、b板与用电器相连接，a、b板就是等效直流电源的两个电极。若磁场的磁感应强度为B，每个离子的电荷量大小为q、速度为v，a、b两板间距为d，两板间等离子体的等效电阻为r，用电器电阻为R。稳定时，下列判断正确的是（）

A．图中a板是电源的正极B．电源的电动势为BdvC．用电器中电流为D．用电器两端的电压为33．如图所示，将非磁性材料制成的直径为d的圆管置于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，当含有大量正、负离子的导电液体以速率v从管中由左向右流过磁场区域时，测得管壁上、下两侧的M、N两点之间有电势差UMN。设定管中各处的液体流速相同，忽略离子重力影响，则（

）

A． B．C． D．34．磁流体发电机在燃烧室产生的高温燃气中加入易电离的钠盐，电离的钠盐，经喷管加速被高速喷入发电通道，产生电流。磁流体发电机把燃料的热能直接转化为电能，发电效率较高。如图所示，某喷入发电通道离子速度为v，发电通道所处区域有磁感应强度为B的匀强磁场，发电管截面是边长为a的正方形，发电通道长为b，发电通道内离子体导电均匀，等效电阻率为ρ，外电路等效电阻为R，忽略边缘效应，稳定发电后电阻R上的电流为（）

A． B．C． D．【电磁流量计知识点梳理】工作原理：如图，圆形导管直径为d，用非磁性材料制成，导电液体在管中向左流动导电液体中的自由电荷（正、负离子），在洛伦兹力的作用下横向偏转，a,b间出现电势差，形成电场，当自由电荷所受的电场力和洛伦兹力平衡时，a,b间的电势差就保持稳定，即qvB=qE=qUd，所以v=U【电磁流量计举一反三练习】35．（多选）图1为电磁流量计是一种应用电磁感应现象来测量导电流体流量的一种仪器，图2是简化的工作场景。已知在直径为d的圆形导管区域外加一垂直纸面向外的匀强磁场B，管中导电液体以水平向左的速度v0流过磁场区域，稳定后电压表测出MN两端间的电压大小为U，则（）

A．洛伦兹力对导电液体中的离子做正功 B．管壁M侧电势高于N侧C．仅增大导电液体流速，U值会增大 D．仅增大磁感应强度B，U值不变36．（多选）在医院中需要用到血流计检测患者身体情况，血流计原理可以简化为如图所示模型，血液内含有少量正、负离子，从直径为d的血管右侧流入，左侧流出，流量值Q等于单位时间内通过横截面的液体体积。空间有垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，稳定后，测出M、N两点之间电压U。下列说法正确的是（）

A．离子所受洛伦兹力方向由M指向NB．M点的电势低于N点的电势C．正负离子达到稳定状态时，可得流速D．血液流量37．为监测某化工厂的含有离子的污水排放情况，技术人员在排污管中安装了监测装置，该装置的核心部分是一个用绝缘材料制成的空腔，其宽和高分别为和，左、右两端开口与排污管相连，如图所示。在垂直于上、下底面加磁感应强度为向下的匀强磁场，在空腔前、后两个侧面上各有长为的相互平行且正对的电极和，和与内阻为的电流表相连。污水从左向右流经该装置时，电流表将显示出污水排放情况。下列说法中正确的是（）A．板比板电势高B．污水中离子浓度越高，则电流表的示数越小C．污水流量大小，对电流表的示数无影响D．若只增大所加磁场的磁感强度，则电流表的示数也增大38．如图所示，一即插式电磁流量计的圆管道（用非磁性材料做成）置于磁感应强度B＝0.05T的匀强磁场中，污水充满圆管，向左流动，稳定时测得管壁上下a、b两点间的电压为U＝10mV，已知管道的半径为R＝0.2m，a、b连线、管道轴线、匀强磁场的方向三者相互垂直，污水中的正负离子的重力忽略不计，下列说法不正确的是（）A．a点的电势高于b点的电势B．水流的速度为0.5m/sC．单位时间内流过管道横截面的水的体积为0.2πm3/sD．若测得一段管道左右两侧管口需施加的压强差为Δp＝1×104Pa才能保证水流稳定，则这段管道对水的阻力为Ff＝400πN

1.2磁场对运动电荷的作用力解析版目录TOC\o"1-1"\h\u一、【洛伦兹力的概念知识点梳理】 1二、【带电物体在洛伦兹力作用下的运动问题知识点梳理】 4三、【洛伦兹力与安培力的关系知识点梳理】 6四、【洛伦兹力对运动的可逆性、对称性的破坏知识点梳理】 8五、【电子束的磁偏转——显像管知识点梳理】 10六、【速度选择器知识点梳理】 11七、【磁流体发电机知识点梳理】 13八、【电磁流量计知识点梳理】 15【洛伦兹力的概念知识点梳理】1.定义：运动电荷在磁场中受到的力2