2025年高二物理同步培优讲练（人教版选择性必修第二册）1.1磁场对通电导线的作用力（解析版）

1.1磁场对通电导线的作用力

课程标准物理素养

物理观念：通过类比电场对电荷的作用力和磁场对通电导线的作用力建立场

的物质观和相互用观。

1.通过实验，认识安培力。科学思维：经历得出安培力、磁感应强度和电流三者方向关系的过程，体会

2.能判断安培力的方向，归纳推理的方法。经历般情况下安培力表达式的得出过程，体会矢量分析的

会计算安培力的大小。方法。

3.了解安培力在生产生活科学探究：通过实验认识安培力的方向及大小，了解安培力在生产生活中的

中的应用。运用，会用左手定则判断安培力的方向。

科学态度与责任：观察磁电式电流表的结构，知道磁电式电流表的工作原理，

体会物理知识与科学技术的关系。

（一）课前研读课本，梳理基础知识：

一、安培力的方向

1．安培力：通电导线在磁场中受的力。

2．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。

3．安培力方向、磁场方向、电流方向的关系：F⊥B、F⊥I，即F垂直于B和I所决定的平面。

二、安培力的大小

1.垂直于磁场的方向放置的长为的通电导线，当通过的电流为时，所受安培力为。

2.当磁感应强度�的方向与电流方向�成角时，公式�。�=���

三、磁电式电流表���=���sin�

1．构造：最基本的组成部分是磁体和放在磁体两极之间的线圈。

2．原理

(1)通电线圈在磁场中受安培力发生转动。螺旋弹簧变形，以反抗线圈的转动。

(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，可以判断通过电流的大小；

电流方向改变时，指针的偏转方向也随着改变，根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向。

3．特点：表盘刻度均匀。

4．优、缺点

(1)优点：灵敏度高，可以测出很弱的电流。

(2)缺点：线圈的导线很细，允许通过的电流很弱。

【题型一】安培力的方向

1.安培力的方向既垂直于电流的方向，又垂直于磁场的方向。即安培力的方向垂直于电流跟磁场决定

的平面，所以判断安培力的方向时，首先确定磁场和电流所确定的平面，从而判断出安培力的方向在哪一

条直线上，再根据左手定则判断安培力的具体方向。

2．电流方向和磁场方向之间没有因果关系，这两个方向的关系是不确定的。这两个方向共同决定了安

培力的方向，所以，已知电流方向和磁场方向时，安培力的方向是唯一确定的，但已知安培力和磁场方向

时，电流方向不确定。

3．与磁场力相比，电场力是纵向力，其方向总是与电场方向平行，而磁场力是横向力，其方向总是与

磁场方向垂直。

【典型例题1】长直导线MN和L型金属棒处于同一平面内，L型金属棒的AB段和BC段长度相等且互相

垂直，通以如图所示方向的电流，则L型金属棒受到安培力的方向可能正确的是（）

A．沿F1方向

B．沿F2方向

C．沿F3方向

D．沿F4方向

【答案】A

【解析】根据右手定则可知，长直导线MN在L型金属棒所在处的磁场方向向里，根据左手定则可知，AB

段受到的安培力FAB竖直向上，BC段受到的安培力FBC水平向右，由于离长直导线MN越近的地方磁感应强

度越大，则有

FABFBC

根据平行四边形定则可知，FAB与FBC的合力方向可能沿F1方向。

故选A。

【典型例题2】物理实验小组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．弹簧长度将不会变化

C．F1<F2

D．F2<F1

【答案】D

【解析】CD．如图甲所示

导体棒处的磁场方向指向右上方，根据左手定则可知，导体棒受到的安培力方向垂直于磁场方向指向右下

方，根据牛顿第三定律，对条形磁铁受力分析，如图乙所示，条形磁铁对台秤的压力减小，则

F1F2

故C错误，D正确；

AB．在水平方向上，由于Fʹ有向左的分量，则磁铁压缩弹簧，所以弹簧长度变短，故AB错误。

故选D。

【对点训练1】如图是两个有趣的实验，第一个实验叫“旋转的液体”，在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极，

沿边缘内壁放一个圆环形电极，把它们分别与电池的两极相连，然后在玻璃皿中放入导电液体，例如盐水，

如果把玻璃皿放在磁场中，液体就会旋转起来，见图甲。第二个实验叫“振动的弹簧”，把一根柔软的弹簧悬

挂起来，使它的下端刚好跟槽中的水银接触，通电后，发现弹簧不断上下振动，见图乙。下列说法正确的

是（）

A．图甲中，如果从上往下看，液体旋转方向为逆时针

B．图甲中，如果改变电流的方向，液体的旋转方向不变

C．图乙中，如果将水银换成纯净水，依然可以观察到弹簧不断上下振动

D．图乙中，如果改变电流的方向，将观察不到弹簧不断上下振动

【答案】A

【解析】A．根据图甲中电源的正负极判断在液体中形成的电流方向为正极导线指向负极导线，磁场方向从

下向上，根据左手定则可知，从上往下看，液体沿逆时针方向旋转，故A正确；

B．如果改变电源的正负极，液体中电流的方向反向，磁场方向不变，则安培力方向改变，则液体的旋转方

向改变，故B错误；

C．图乙中给装置通电，弹簧中每一圈的电流方向相同，因为同向电流相互吸引，所以弹簧缩短，脱离水银

液面，弹簧中无电流，再次落下与水银接触，从而使弹簧上下振动；纯净水不导电，所以接通电源后，弹

簧中无电流，不会上下振动，故C错误；

D．如果改变电流的方向，根据C选项分析可知依然可以观察到弹簧不断上下振动，故D错误。

故选A。

【对点训练2】如图，一个薄圆盘和通电直导线处在同一平面内，圆盘上带有均匀的负电荷，导线中电流方

向如图中所示。当圆盘绕着圆心O顺时针匀速转动时，通电直导线受到的安培力方向为（）

A．水平向左B．水平向右

C．垂直纸面向外D．垂直纸面向内

【答案】A

【解析】

带负电荷的圆盘顺时针转动，圆盘产生的电流为逆时针方向，由右手螺旋定则知此电流在通电直导线处产

生的磁场方向垂直纸面向里；再利用左手定则，通电直导线受到的安培力水平向左。

故选A。

【题型二】安培力的大小

1．对安培力F＝ILBsinθ的理解

(1)θ是B与I的夹角，当B与I垂直，即sin90°＝1时，F＝ILB。

(2)B对放入的通电导线来说是外磁场的磁感应强度，不必考虑导线自身产生的磁感应强度的影响。

(3)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)；相应的电流

沿L由始端流向末端。

2．F＝ILBsinθ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。

【典型例题3】

仔细观察图片，回答下列问题：

（1）根据必修课的学习，垂直于磁场B的方向放置的长为l的一段导线，当通过的电流为I时，它所受的

安培力是多大？

（2）实验发现，当磁感应强度B的方向与通电导线的方向平行时，导线受力为0。那么图甲中长为l的一

段导线所受安培力是多大？

（3）图乙中设磁感应强度为B，电流大小为I，ABBCl，试求解整个导线ABC所受安培力。

（4）将（3）的结果与公式FBIl对比，可以得到什么结论？

【答案】（1）BIl；（2）BIlsin；（3）2BIl，方向垂直于AC向上；（4）见解析

【解析】（1）垂直于磁场B的方向放置的长为l的一段导线，当通过的电流为I时，它所受的安培力大小为

FBIl

（2）实验发现，当磁感应强度B的方向与通电导线的方向平行时，导线受力为0。则图甲中长为l的一段

导线所受安培力大小

FBIlBIlsin

（3）图乙中设磁感应强度为B，电流大小为I，ABBCl，导线AB所受安培力方向垂直导线AB向右，

大小为

FABBIl

导线BC所受安培力方向垂直导线BC向上，大小为

FBCBIl

则整个导线ABC所受安培力大小为

22

FFABFBC2BIl

方向垂直于AC向上；

（4）将（3）的结果与公式FBIl对比可知，将ABC导线等效成沿虚线的导线AC（电流从A到C），导

线AC受到的安培力大小、方向与ABC导线受到的安培力大小、方向相同。

【典型例题4】由均匀的电阻丝制成的半径为r的圆形导线框，存在导线框平面向里的匀强磁场，磁感应强

度大小为B，将P、Q两点接入如图示的电压恒定的电源两端，通电时电流表示数为I，则线框所受安培力

大小为（）

23

A．BIrB．BIrC．2BIrD．BIr

24

【答案】C

【解析】由图可知圆形导线框的大圆弧部分与小圆弧部分并联，两端圆弧受安培力的等效长度相等，即

L2r

电流表示数为I，由于大圆弧部分的电阻是小圆弧部分电阻的3倍，根据电路串并联规律可得大圆弧部分与

小圆弧部分的电流大小分别为

I

I

大4

3I

I小

4

故线框所受安培力大小为

F安BI大LBI小L2BIr

故选C。

【对点训练3】

如图所示，金属杆ab的质量为m，长为l，通过的电流为I，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向

与导轨平面为角斜向上，结果ab静止于水平导轨上。下列说法正确的是（）

A．金属杆ab所受安培力大小为F安BIlsin

B．金属杆ab所受安培力水平向左

C．金属杆受ab到的摩擦力fBIlsin，方向水平向左

D．金属杆对导轨的压力大小为NmgBIlcos

【答案】D

【解析】A．金属杆ab所受安培力大小为

F安BIl

A错误。

B．根据左手定则，安培力方向垂直B、I构成的平面，斜向左上方；B错误。

C．金属杆ab受到的摩擦力

fBIlsin

方向水平向右；C错误。

D．根据受力平衡，金属杆对导轨的压力大小为

NmgBIlcos

D正确。

故选D。

【对点训练4】如图所示，粗细均匀的正六边形线框abcdef由相同材质的导体棒连接而成，顶点a、b用导

线与直流电源相连接，正六边形abcdef处在垂直于框面的匀强磁场中，若ab直棒受到的安培力大小为5N，

则整个六边形线框受到的安培力大小为（）

A．4NB．5NC．6ND．10N

【答案】C

16

【解析】设通过ab直棒的电流为I，则通过另外5条边的电流为I，总电流为I，由题意可知ab直棒受

55

到的安培力大小为5N，即

BIL5N

则整个六边形线框受到的安培力大小为

6

FBIL6N

5

故选C。

【题型三】电流天平

如图所示为电流天平，可以测量匀强磁场的磁感应强度B.它的右臂挂着矩形线圈，线圈匝数为n，b段

导线长为l，导线a、b、c段处于匀强磁场中，磁感应强度方向与线圈平面垂直。当线圈没有通电时，天平

处于平衡状态。当线圈中通入电流I时，在右盘加质量为m的砝码可使天平重新平衡。

根据左手定则可知线圈中受到的安培力方向竖直向上。

mg

根据题意可知：nBILmg解得B。

nIl

电流天平作用：可以测量匀强磁场的方向和大小。

【典型例题5】利用如图所示的电流天平，可以测量匀强磁场中的磁感应强度B。它的右臂挂着等腰梯形线

圈，匝数为n，上下底边水平且ab长为l，cd长为2l，线圈一半的高度处于方框内的匀强磁场中，磁感应

强度方向与线圈平面垂直。当线圈中通入电流I时，调节砝码使两臂达到平衡；当线圈中通入大小不变、方

向相反的电流I时，在左盘中增加质量为m的砝码，两臂再次达到新的平衡，重力加速度为g。则方框内

磁场的磁感应强度大小为（）

mgmgmg3mg

A．B．C．D．

3IlnIl3nIl2nIl

【答案】C

3l

【解析】线圈一半处于匀强磁场中，则有效长度为，安培力大小为

2

3l

FnBI

2

电流反向时，需要在左盘中增加质量为m的砝码，说明原来的安培力方向向上，当电流反向，安培力变为

向下时，再次平衡，说明安培力等于mg的一半，即

3lmg

nBI

22

得

mg

B

3nIl

故选C。

【典型例题6】（多选）如图所示为电流天平，可用来测量匀强磁场中的磁感应强度。它的右臂挂着矩形线

圈，匝数为n，线圈的水平边长为L，处于虚线方框的被测匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直。当线圈

中通过如图所示的电流I时，调节砝码使两臂达到平衡。然后使电流反向，大小不变，这时需要在左盘中增

加质量为m的砝码，才能使天平再次平衡。重力加速度为g。下列说法正确的是（）

mgmg

A．测得的磁感应强度大小为B．测得的磁感应强度大小为

2IL2nIL

C．被测匀强磁场方向垂直线圈平面向里D．被测匀强磁场方向垂直线圈平面向外

【答案】BC

【解析】CD．电流反向后，需要在左盘中增加质量为m的砝码，则电流反向后线圈所受安培力竖直向下，

根据左手定则可知，被测匀强磁场方向垂直线圈平面向里，故C正确，D错误。

AB．对电流天平，电流方向改变前

m左gm右gnIBL

电流方向改变后

m左gmgm右gnIBL

联立解得测得的磁感应强度大小为

mg

B

2nIL

故A错误，B正确；

故选BC。

【对点训练5】如图为电流天平，可以用来测量匀强磁场的磁感应强度大小。它的右臂挂着矩形线圈，匝数

为n，线圈的水平边长为l，线圈一部分处于匀强磁场内，磁感应强度大小为B，方向垂直于线圈平面向里。

当线圈中通有电流I时，调节砝码使两臂达到平衡。

(1)达到平衡时线圈所受安培力大小为F（用字母n、l、B、I表示）。

(2)达到平衡后使电流反向，大小不变，这时需要在左盘中增加质量为m的砝码，才能使两臂再次达到平衡，

此时线圈所受安培力方向（填“向上”或“向下”）。

(3)当n9，l10.0cm，I0.10A，m8.78g，重力加速度大小取g10m/s2时，根据上述条件得磁感应

强度大小为BT（保留2位有效数字）。

【答案】(1)nBIl(2)向下(3)0.49

【解析】（1）线圈所受安培力大小为

FnBIl

（2）根据左手定则，此时安培力的方向向下。

（3）电流反向，大小不变，则安培力变化了2nBIl，根据平衡关系有

2nBIlmg

解得

B0.49T

【对点训练6】

如图所示为某科技小组设计的等臂“电流天平”，其左臂挂一质量为m1的空饮料瓶作为挂盘，右臂挂一质量

为m2的矩形线圈，其下半部分处于方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中。当线圈中通有大小为I、沿顺时

5

针方向的电流时，“电流天平”平衡。在挂盘内放入100粒米泉大米后，当线圈中通有大小为I、仍沿顺时

4

针方向的电流时，“电流天平”再次平衡。已知矩形线圈的水平边长为L，重力加速度大小为g。

（1）求匀强磁场的磁感应强度B的大小；

（2）若m140g，m230g，求一粒米泉大米的平均质量m。

(mm)g

【答案】（1）B12；（2）m=0.025g

IL

【解析】（1）设当线圈中电流为I时所受安培力为F安，由杠杆平衡条件得

m1gm2gF安

F安BIL

解得

(mm)g

B12

IL

5

（2）设线圈中电流为I时所受安培力为F安，同理得

4

m1g100mgm2gF安

5

FBIL

安4

解得

m=0.025g

【基础强化】

1．下列选项中正确标明了通电导线所受安培力F方向的是（）

A．B．

C．D．

【答案】C

【解析】A．由左手定则得：伸开左手，拇指与手掌垂直且共面，磁感线向外穿过手心，则手心朝里．四指

指向电流方向，拇指指向为通电导线所受安培力方向应该为竖直向下，故A错误；

B．由左手定则得：电流方向与磁场方向平行，此时通电导线不受安培力，B错误；

C．由左手定则得：伸开左手，拇指与手掌垂直且共面，磁感线向右穿过手心，则手心朝左．四指指向电流

方向：向外，拇指指向安培力方向：向上，故C正确；

D．由左手定则得：伸开左手，拇指与手掌垂直且共面，磁感线向上穿过手心，则手心朝下．四指指向电流

方向：向里，拇指指向安培力方向：水平向右，D错误。

故选C。

2．如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B，直角三角形导线框abc通以恒定电流I，放置在磁场中。已知

ab边长为l，与磁场方向平行；bc边长为2l，与磁场方向垂直。下列说法正确的是（）

A．ab边所受安培力大小为BIl

B．bc边所受安培力大小为BIl

C．ca边所受安培力大小为5BIl

D．整个导线框所受安培力为0

【答案】D

【解析】A．导线的ab边与磁场平行，不受安培力的作用，故A错误；

B．导线的bc边与磁场垂直，受到的安培力大小为

Fbc2BIl

故B错误；

C．导线ac与磁场垂直的有效长度是2l，则导线受到的安培力大小为

Fca2BIl

故C错误；

D．由左手定则可知导线的bc边受到的安培力方向与导线ac边受到的安培力方向相反，整个导线框所受安

培力为0，故D正确。

故选D。

3．如图所示，金属棒ab的质量为m，通过的电流为I，处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向

先是与导轨平面夹角为斜向右上方，后变为与原方向垂直斜向左上方，磁感应强度大小不变，

42

ab始终静止在宽为L的水平导轨上。下列说法正确的是（）

A．磁场方向改变前，金属棒受到的安培力大小为BILsin

B．磁场方向改变前后金属棒受到的摩擦力方向发生了改变

C．磁场方向改变前后金属棒受到的摩擦力大小发生了改变

D．磁场方向改变后，金属棒对导轨的压力将减小

【答案】C

【解析】A．磁场方向改变前，对金属杆做受力分析，如图所示

由于磁场方向垂直于电流，金属杆受到的安培力的大小为FABIL。A错误；

BCD．磁场方向改变前，水平方向，由平衡条件得

f1BIlsin

竖直方向，由平衡条件得

N1mgBIlcos

由牛顿第三定律得金属杆对导轨压力大小

'

N1N1mgBIlcos

磁感应强度B改为与原方向垂直斜向左上方，磁感应强度大小不变，受力分析如图所示

由于磁场仍垂直于电流，且大小不变，所以安培力大小不变，方向变为与水平夹角θ斜向左下方，根据平衡

条件知

f2BILcos，N2mgBILsin

由可知：金属棒受到的摩擦力方向不变，大小变小，结合牛顿第三定律知金属棒对导轨的压力将

42

增大。

故选C。

4．把一根通电的硬直导线ab放在磁场中，导线中的电流方向由b到a，如图所示，导线可以在空中自由移

动和转动，俯视看，导线在安培力的作用下先顺时针转动，转过一个小角度后，接着边转动边向下移动，

则虚线框内的场源可能是（）

A．B．

C．D．

【答案】A

【解析】由左手定则，结合通电导线左半部分受到安培力方向垂直纸面向里，右半部分安培力方向垂直向

纸面向外，导致通电导线从上向下（俯视）看顺时针转动，同时向下移动，可知磁感线方向是从右向左，

如图所示；

A．若为条形磁铁，左端为N极，故A正确；

B．若为马蹄形磁铁，左端为N极，故B错误；

C．若为通电螺线管，电流的方向左端应该是向下，故C错误；

D．若为直线电流，电流的方向垂直纸面向里，故D错误。

故选A。

5．如图所示，在等腰直角三角形ABC的顶点上固定三根互相平行的长直导线A、B、C，三导线中通入的

电流大小相等，其中导线A、C中的电流方向垂直纸面向外，导线B中的电流方向垂直纸面向里，O为BC

边的中点。则（）

A．导线A、C之间相互排斥

B．导线B、C对导线A的合力方向平行于BC向左

C．导线B在O点产生的磁场的磁感应强度方向垂直于BC向下

D．三根导线在O点产生的磁场的磁感应强度方向平行于BC向右

【答案】C

【解析】A．根据安培定则可以确定电流的磁场方向，根据左手定则可以确定安培力的方向，可知同向电流

相互吸引，反向电流相互排斥，则导线A、C之间相互吸引，故A错误；

B．根据上述可知，B对A是斥力，C对A是引力，由于电流大小相等，A到B、C的间距相等，可知，B

对A的安培力与C对A的安培力大小相等，根据对称性，结合矢量叠加可知，导线B、C对导线A的合力

方向平行于BC向右，故B错误；

C．根据安培定则可知，导线B在O点产生的磁场的磁感应强度方向垂直于BC向下，故C正确；

D．导线C在O点产生的磁场的磁感应强度方向垂直于BC向下，导线A在O点产生的磁场的磁感应强度

方向平行于BC向右，导线B在O点产生的磁场的磁感应强度方向垂直于BC向下，根据矢量叠加可知，三

根导线在O点产生的磁场的磁感应强度方向斜向右下方，故D错误。

故选C。

6．如图1所示为磁电式电流表的结构图，其基本组成部分是磁体和放在磁体两级之间的线圈，线圈缠绕在

铝框上。极靴和中间软铁制成的圆柱，形成辐向磁场，使磁场总沿半径方向，如图2所示。当线圈中有恒定

电流时，安培力带动线圈偏转，在螺旋弹簧的共同作用下最终稳定。下列说法正确的是（）

A．线圈受到的安培力的大小随转动发生改变

B．可以把线圈缠绕的铝框换成绝缘材料框架

C．线圈在转动过程中不产生感应电动势

D．增加线圈匝数，可增加测量的灵敏度

【答案】D

【解析】A．根据辐向磁场的特点，线圈所在位置的磁感应强度大小不变，线圈中有恒定电流，根据安培力

公式

FIBL

可知线圈受到的安培力的大小不变，故A错误；

B．常用铝框做骨架，把线圈缠绕的铝框上，当线圈在磁场中转动时，导致铝框的磁通量变化，从而产生感

应电流，出现安培阻力，使其很快停止摆动，而塑料做骨架达不到此作用，故B错误；

C．线圈在转动过程中切割磁感线，产生感应电动势，故C错误；

D．线圈匝数增加，相同电流下，线圈受到的安培力更大，偏转的角度更大，灵敏度更高，故D正确。

故选D。

【素养提升】

7．电流天平是一种测量磁场力的装置，如图所示。两相距很近的通电平行线圈Ⅰ和Ⅱ，线圈Ⅰ固定，线圈

Ⅱ置于天平托盘上。当两线圈中均无电流通过时，天平示数恰好为零。下列说法正确的是（）

A．当天平示数为负时，两线圈中电流方向相同

B．当天平示数为正时，两线圈中电流方向相同

C．线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力大于线圈Ⅱ对线圈Ⅰ的作用力

D．线圈Ⅱ的匝数越少，天平越灵敏

【答案】A

【解析】AB．当两线圈中电流方向相同时，表现为相互吸引，电流方向相反时，表现为相互排斥，故当天

平示数为正时，两线圈相互排斥，电流方向相反，当天平示数为负时，两线圈相互吸引，电流方向相同，

故A正确，B错误；

C．线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力与线圈Ⅱ对线圈Ⅰ的作用力是一对相互作用力，等大反向，故C错误；

D．由于线圈Ⅱ放在天平托盘上，线圈Ⅱ的匝数越多，相同情况下受的力越大，天平越灵敏，故D错误。

故选A。

8．如图所示，在条形磁体的右侧放置一个可以自由运动的矩形通电线圈abdc，线圈最初与条形磁体处于同

一平面内，ac边、bd边与条形磁体的方向平行，且ac边、bd边中点的连线过条形磁体的中心。通以顺时

针方向的电流后，该线圈的运动情况为（）

A．ab边转向纸内，cd边转向纸外，同时靠近磁体

B．ab边转向纸外，cd边转向纸内，同时靠近磁体

C．ab边转向纸内，cd边转向纸外，同时远离磁体

D．ab边转向纸外，cd边转向纸内，同时远离磁体

【答案】A

【解析】在图示位置时，根据左手定则可知ab边所受磁场力方向向内，cd边所受磁场力方向向外，所以

ab边转向纸内，cd边转向纸外；从图示位置转过90°时，根据左手定则判断可知ac边所受磁场力方向水平

向左，bd边所受磁场力方向水平向右，且ac边所受磁场力大于bd边所受磁场力，所以靠近磁铁。

故选A。

9．如图所示，用细橡皮筋悬吊一轻质线圈，置于固定直导线上方，两者在同一竖直平面内，线圈可以自由

运动，当给两者通以图示电流时，线圈将（）

A．远离直导线，两者仍在同一竖直平面内

B．靠近直导线，两者仍在同一竖直平面内

C．靠近直导线，同时发生旋转

D．远离直导线，同时发生旋转

【答案】B

【解析】由右手螺旋定则判断出直导线的磁场，线圈在直导线上边，所处的磁场方向垂直纸面向里，由左

手定则判断线圈的受力情况，左右部分大小相等，方向相反，相互抵消；上边所受安培力向上，下边所受

安培力向下，但由于直导线周围磁感应强度的大小与它到导线的距离成反比，线圈下边受力比上边受力大，

则合力向下，所以线圈向下运动靠近通电长直导线，而不会发生转动，仍在同一竖直平面内。

故选B。

10．如图所示，有一个边长为L的立方体空间ABCDMNPQ，一长度为3L的导体棒沿AP方向放置。空

间内加上某一方向的匀强磁场（图中未画出）．磁感应强度的大小为B。在导体棒中通以从A至P、大小为

I的电流，则关于导体棒受到的安培力，下列说法中正确的是（）

A．若磁场沿M指向A的方向，安培力的大小为3ILB

B．若磁场沿M指向A的方向，安培力的大小为2ILB

6

C．若磁场沿M指向Q的方向，安培力的大小为ILB

2

3

D．若磁场沿M指向Q的方向，安培力的大小为ILB

2

【答案】B

【解析】AB．若磁场沿M指向A的方向，在平面ACPM中对磁感应强度沿AP和与AP垂直的方向分解，

如图

则与电流垂直的磁感应强度分量

2

BBcosB

3

安培力大小

2

FI3LB2ILB

3

故A错误，B正确；

CD．若磁场沿M指向Q的方向，对磁场沿平行、垂直于面ACPM的方向分解，如图

分量

2

BBB

122

则在而ACPM中，安培力大小

26

FI3LBI3LBILB

122

6

分量B2同样要产生安培力，因此安培力肯定要大于ILB，故CD错误。

2

故选B。

3L

11．在光滑桌面上将长为的软导线两端固定，固定点的距离为2L，导线通有电流I，处于磁感应强

2

度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中，导线中的张力大小为（）

A．BILB．2BILC．πBILD．2πBIL

【答案】A

【解析】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为

F2BIL

设绳子的张力为T，由几何关系可知

F

T

2

解得

TBIL

故选A。

12．（多选）如图所示，长为L、质量为m的导体棒ab，置于倾角为θ的光滑斜面上。导体棒与斜面的水平

底边始终平行。已知导体棒通以从b向a的电流，电流为I，重力加速度为g。则（）

mg

A．若匀强磁场方向竖直向上，为使导体棒静止在斜面上，磁感应强度B的大小为tan

IL

mg

B．若匀强磁场方向竖直向上，为使导体棒静止在斜面上，磁感应强度B的大小为sin

IL

mg

C．若匀强磁场的大小、方向都可以改变，要使导体棒能静止在斜面上，磁感应强度的最小值为tan，

IL

方向沿斜面向上

mg

D．若匀强磁场的大小、方向都可以改变，要使导体棒能静止在斜面上，磁感应强度的最小值为sin，

IL

方向垂直于斜面向上

【答案】AD

【解析】AB．若匀强磁场方向竖直向上，为使导体棒静止在斜面上，根据共点力平衡得

mgtanBIL

解得

mg

Btan

IL

故A正确，B错误；

CD．对导体棒进行受力分析，如图所示

当安培力平行于斜面向上，即安培力与斜面对导体棒的支持力垂直时，安培力最小。由左手定则可知此时

磁感线方向垂直于斜面，安培力的最小值为

Fmgsin

此时所加的磁场方向垂直于斜面向上，即为

mgsinBIL

解得

mg

Bsin

IL

故C错误，D正确。

故选AD。

13．（多选）磁电式电流表的构造如图甲所示，在蹄形磁铁的两极间有一个可以绕轴转动的线圈，转轴上装

有螺旋弹簧和指针。蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，如图乙所示。当有电流通过线圈时，线圈在

安培力的作用下转动，螺旋弹簧被扭动，线圈停止转动时满足NBISk，式中N为线圈的匝数，S为线圈

的面积，I为通过线圈的电流，B为磁感应强度，为线圈（指针）偏角，k是与螺旋弹簧有关的常量。不

考虑电磁感应现象，由题中的信息可知（）

A．该电流表的刻度是均匀的

B．图乙中穿过铁芯的磁感线都穿过铁芯横截面的圆心O

C．若线圈中通以如图乙所示的电流时，线圈将沿顺时针方向转动

D．更换k值更大的螺旋弹簧，可以增大电流表的灵敏度（灵敏度即）

I

【答案】AC

【解析】A．磁场是均匀辐向分布，线圈转动过程中各个位置的磁感应强度的大小不变，螺旋弹簧的弹力与

转动角度成正比，故该电流表的刻度是均匀的，故A正确；

B．磁感线不能相交，所以图乙中穿过铁芯的磁感线不可能都穿过铁芯横截面的圆心O，故B正确；

C．若线圈中通以如图乙所示的电流时，根据左手定则，左侧受安培力向上，右侧受安培力向下，线圈将沿

顺时针方向转动，故C正确；

D．更换k值更大的螺旋弹簧，同样的电流变化导致同样的安培力变化，但偏角变化减小了，故灵敏度减小

了，故D错误。

故选AC。

14．（多选）如图所示，由4根相同导体棒连接而成的正方形线框固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强

度方向垂直，顶点A、B与直流电源两端相接。已知导体棒BC受到的安培力大小为F，导体棒AB水平放

置，下列说法正确的是（）

A．导体棒AD受到的安培力水平向右

B．导体棒AB受到的安培力大小为3F

C．导体棒AD、DC和CB受到的安培力的合力大小为3F

D．线框受到的安培力的合力大小为4F

【答案】BD

【解析】A．根据左手定则可知，导体棒AD受到的安培力水平向左，选项A错误；

B．因通过AB的电流等于通过BC电流的3倍，根据F=BIL可知，导体棒AB受到的安培力大小为3F，选

项B正确；

C．导体棒AD和CB受安培力等大反向，导体棒DC受安培力大小为F，则导体棒AD、DC和CB受到的

安培力的合力