物理：磁场对电流作用以及安培力定则应用的解题大招
考点直击
（1）考纲要求
知道磁感应强度的概念及定义式，并能理解与应用；会用安培定则判断电流周围的磁场方向.3.会用左手定则分析解决通电导体在磁场中的受力及平衡类问题．
（2）命题规律
磁感应强度、磁感线、安培力及安培定则和左手定则的运用，一般以选择题的形式出现；安培力的综合应用是高考的热点，题型有选择题，也有综合性的计算题．
01
知识点梳理
（1）磁场、磁感应强度
①磁感应强度：定义式B=F/IL(通电导线垂直于磁场)；方向：小磁针静止时N极的指向．
②匀强磁场：磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同的磁场称为匀强磁场
（2）磁感线
①条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线分布
②电流的磁场：直线电流的磁场；通电螺线管的磁场；环形电流的磁场；
（1）安培力、安培力的方向匀强磁场中的安培力
①安培力公式：F=BILsinθ；
磁场和电流垂直时，F＝BIL；
磁场和电流平行时：F＝0.
②安培力的方向：左手定则
③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．
02
解题技巧
（1）安培定则的应用
在运用安培定则判定直线电流和环形电流的磁场时应分清“因”和“果”.
（2）判定通电导体在安培力作用下的运动或运动趋势，首先必须弄清楚导体所在位置的磁场分布情况，然后利用左手定则准确判定导体的受力情况，进而确定导体的运动方向或运动趋势的方向。现对五种常用的方法如下：
1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
2特殊位置法
在特殊位置―→安培力方向―→运动方向
3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
4结论法
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
5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
03
方法提点
与安培力有关的力学综合问题
①安培力的综合应用，一般有两种情形：一是安培力作用下导体的平衡和加速；二是与安培力有关的功能关系问题．
②处理这类问题，需弄清楚电流所在处的磁场分布情况，要做好受力分析，搞清物体的受力情况，然后利用牛顿运动定律或者功能关系求解．
③在受力分析时，有时要把立体图转换成平面图，即三维变二维．转换时要标明磁感应强度B的方向，以便于确定安培力的方向.
安培力做功的特点和实质
③安培力做功与路径有关，不像重力、电场力做功与路径无关；安培力做功的实质：起传递能量的作用；
（安培力做正功：是将电源的能量传递给通电导线后转化为导线的动能或转化为其他形式的能；安培力做负功：是将其他形式的能转化为电能后储存起来或转化为其他形式的能）
大学物理(4电磁感应定律)
第10章 电磁感应定律 第一节 法拉第电磁感应定律 1．电动势 只有静电场不能维持稳恒电流。（如电容器放电就是在静电场的作用下，电流由大到小到0的衰变过程，不能维持稳恒的电流。） 要维持稳恒的电流，必须有非静电力作功，将其它形式的能量补充给电路，即电源。 在电源内部，非静电力使电荷从负极搬回到正极板。 电动势的定义：把单位正电荷从负极通过电源内部移到正极时，非静电力F k 所作的功。 把正电荷q 经电源内部由负极移到正极时，非静电力作的功为： k k A F dl + - =?? 电动势为： 1k k A F dl q q ε+- ==?? 例：5号电池的开路电压为1.5伏，充电电池的开路电压为1.2伏，这是由化学特性决定的。 在有电流输出时，电池两端的电压比开路电压低，原因是电源内部有电阻。无内阻的电源称为“理想电源”
2．法拉第定律 精确的实验表明： 导体回路中产生的感应电动势ξ的大小与穿过回路的磁通量 的变化率d Φ/dt 成正比。 d dt εΦ=- 实验1： 磁铁插入线圈中，使线圈中的 磁通量发生变化，从而在线圈 中产生感应电动势。 实验2： 内线圈通、断电的变化产生一个 变化的磁场，在外线圈中便产生 了感应电动势，其中没有任何移 动的部件，这样产生的电动势称 为感生电动势。 3．愣次定律 （解决感应电动势的方向问题） 闭合回路中，感应电流的方向总是使得它自身产生的磁通量反抗引起感应电流的磁通量的变化。或者表述为：感应电流产生的磁
电动势方向 0d dt Φ > d dt Φ < 0d dt Φ> 0d dt Φ < 0d dt Φ > 0d dt Φ < 0d dt Φ > 0d dt Φ < 。 。 。 。 。 。 。 。 。。。。。 。 。 。 。 。 。 。 。 。。。。。 × × × × × × × × ××××× × × × × × × × × ×××××
高中物理磁场对电流的作用练习题汇总
磁场的描述磁场对电流的作用 知识点1 磁场、磁感应强度、磁感线 1．磁场 (1)基本特性：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁场力的作用． (2)方向：小磁针的N极所受磁场力的方向． 2．磁感应强度 (1)定义式：B＝F IL(通电导线垂直于磁场)． (2)方向：小磁针静止时N极的指向． (3)磁感应强度是反映磁场性质的物理量．由磁场本身决定，是用比值法 定义的． 3．磁感线 (1)引入：在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点 的磁感应强度的方向一致． (2)特点：磁感线的特点与电场线的特点类似，主要区别在于磁感线是闭 合的曲线． (3)磁体的磁场和地磁场 图9-1-1 易错判断 (1)磁场中某点磁感应强度的方向，跟放在该点的试探电流元所受磁场力 的方向一致．(×) (2)磁感线是真实存在的．(×) (3)在同一幅图中，磁感线越密，磁场越强．(√) 知识点2 电流的磁场及磁场的叠加
1．奥斯特实验 奥斯特实验发现了电流的磁效应，即电流可以产生磁场，首次揭示了电与磁的联系． 2．安培定则的应用 直线电流的磁场通电螺线管的 磁场 环形电流 的磁场 特点无磁极、非匀强，且距导线越远处磁 场越弱 与条形磁铁的 磁场相似，管 为匀强磁场且 磁场最强，管 外为非匀强磁 场 环形电流 的两侧是N 极和S极， 且离圆环 中心越远， 磁场越弱 安培 定则 立体图 横截 面图 磁感应强度是矢量，计算时与力的计算方法相同，利用平行四边形定则或正交分解法进行合成与分解． 易错判断 (1)通电导线周围的磁场是匀强磁场．(×) (2)电流的磁场方向可由右手螺旋定则(或安培定则)判定．(√) (3)一切磁现象都起源于电流或运动电荷，一切磁作用都是电流或运动电 荷之间通过磁场而发生的相互作用．(√) 知识点3 安培力 1．安培力的方向
大学物理 第四版 课后习题及答案 磁场
习题题10.1：如图所示，两根长直导线互相平行地放置，导线内电流大小相等，均为I = 10 A，方向相同， 如图所示，求图中M、N两点的磁感强度B的大小和方向（图中r0 = 0.020 m）。 题10.2：已知地球北极地磁场磁感强度B的大小为6.0?10?5T。如设想此地磁场是由地球赤道上一圆电流所激发的（如图所示），此电流有多大？流向如何？ 题10.3：如图所示，载流导线在平面内分布，电流为I，它在点O的磁感强度为多少？ 题10.4：如图所示，半径为R的木球上绕有密集的细导线，线圈平面彼此平行，且以单层线圈覆盖住半个球面，设线圈的总匝数为N，通过线圈的电流为I，求球心O处的磁感强度。 题10.5：实验中常用所谓的亥姆霍兹线圈在局部区域内获得一近似均匀的磁场，其装置简图如图所示，一对完全相同、彼此平行的线圈，它们的半径均为R，通过的电流均为I，且两线圈中电流的流向相同，试证：当两线圈中心之间的距离d等于线圈的半径R时，在两线圈中心连线的中点附近区
域，磁场可看成是均匀磁场。（提示：如以两线圈中心为坐标原点O ，两线圈中心连线为x 轴，则中点附近的磁场可看成是均匀磁场的条件为x B d d = 0；0d d 22=x B ） 题10.6：如图所示，载流长直导线的电流为I ，试求通过矩形面积的磁通量。 题10.7：如图所示，在磁感强度为B 的均匀磁场中，有一半径为R 的半球面，B 与半球面轴线的夹角为 α，求通过该半球面的磁通量。 题10.8：已知10 mm 2 裸铜线允许通过50 A 电流而不会使导线过热。电流在导线横截面上均匀分布。求： （1）导线内、外磁感强度的分布；（2）导线表面的磁感强度。 题10.9：有一同轴电缆，其尺寸如图所示，两导体中的电流均为I ，但电流的流向相反，导体的磁性可 不考虑。试计算以下各处的磁感强度：（1）r
磁场对电流的作用
《磁场对电流的作用》教案 教学目标 知识与能力 1．知道磁场对通电导体有作用力。 2．知道通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁感应线方向有关，改变电流方向或改变磁感线方向，导体的受力方 向随着改变。 3．知道通电线圈在磁场中转动的道理。 4．知道通电导体和通电线圈在磁场中受力而运动，是消耗了电能，得到了机械能。 5．培养学生观察能力和推理、归纳、概括物理知识的能力。 过程与方法 培养学生理论联系实际的意识 感态度与价值观 通过了解物理知识如何转化成实际技术应用，进一步提高学习科学技术知识的兴趣。
教学重点、难点 重点 1磁场对通电的导体有力的作用 2通电的导体的受力方向跟磁场方向和电流方向有关 难点 左手定则的运用 （二）教具 小型直流电动机一台，学生用电源一台，大蹄形磁铁一块，干电池一节，用铝箔自制的圆筒一根（粗细、长短与铅笔差不 多），两根铝箔条（用透明胶与铝箔筒的两端相连接），支架 （吊铝箔筒用）,如课本图12—10的挂图，线圈（参见图12 —2），抄有题目的小黑板一块（也可用幻灯片代替）。 (三）教学过程 1复习相关知识并提问： 1.磁场的基本性质是它对放入其中的磁体产生（）作用， 磁体间的相互作用就是通过（）发生的。 2.将一根导线平行地放在静止的小磁针上方，当导线通电时， 发现小磁针（），说明电流周围存在（）。
2．引入新课 本章主要研究电能：第一节和第二节我们研究了获得电能的原理和方法，第三节我们研究了电能的输送，电能输送到用电单位，要使用电能，这就涉及到用电器，以前我们研究了电灯、电炉、电话等用电器，今天我们要研究另一种用电器一电动机。 出示电动机，给它通电，学生看到电动机转动，提高了学习兴趣。 提问：电动机是根据什么原理工作的呢？ 讲述：要回答这个问题，还得请同学们回忆一下奥斯特实验的发现—电流周围存在磁场，电流通过它产生的磁场对磁体施加作用力（如电流通过它的磁场使周围小磁针受力而转动）。根据物体间力的作用是相互的，电流对磁体施加力时，磁体也应该对电流有力的作用。下面我们通过实验来研究这个推断。 3．进行新课 (1)通电导体在磁场里受到力的作用 板书课题：〈第四节磁场对电流的作用〉
高中物理选修3-1 磁场安培力练习题
一、磁场安培力练习题 一、选择题 1．关于磁场和磁感线的描述，正确的说法有[] A．磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种物质 B．磁感线可以形象地表现磁场的强弱与方向 C．磁感线总是从磁铁的北极出发，到南极终止 D．磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列出的曲线，没有细铁屑的地方就没有磁感线 2．一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针上方，并与磁针指向平行，能使磁针的S 极转向纸内，如图1所示，那么这束带电粒子可能是[] A．向右飞行的正离子束B．向左飞行的正离子束 C．向右飞行的负离子束D．问左飞行的负离子束 3．铁心上有两个线圈，把它们和一个干电池连接起来，已知线圈的电阻比电池的内阻大得多，如图2所示的图中，哪一种接法铁心的磁性最强[] 4．关于磁场，以下说法正确的是[] A．电流在磁场中某点不受磁场力作用，则该点的磁感强度一定为零 B．磁场中某点的磁感强度，根据公式B=F/I·l，它跟F，I，l都有关
C．磁场中某点的磁感强度的方向垂直于该点的磁场方向 D．磁场中任一点的磁感强度等于磁通密度，即垂直于磁感强度方向的单位面积的磁通量 5．磁场中某点的磁感应强度的方向[] A．放在该点的通电直导线所受的磁场力的方向 B．放在该点的正检验电荷所受的磁场力的方向 C．放在该点的小磁针静止时N极所指的方向 D．通过该点磁场线的切线方向 6．下列有关磁通量的论述中正确的是[] A．磁感强度越大的地方，穿过线圈的磁通量也越大 B．磁感强度越大的地方，线圈面积越大，则穿过线圈的磁通量越大 C．穿过线圈的磁通量为零的地方，磁感强度一定为零 D．匀强磁场中，穿过线圈的磁感线越多，则磁通量越大 7．如图3所示，条形磁铁放在水平桌面上，其中央正上方固定一根直导线，导线与磁铁垂直，并通以垂直纸面向外的电流，[] A．磁铁对桌面的压力减小、不受桌面摩擦力的作用 B．磁铁对桌面的压力减小、受到桌面摩擦力的作用 C．磁铁对桌面的压力增大，个受桌面摩擦力的作用 D．磁铁对桌面的压力增大，受到桌面摩擦力的作用
高中物理 3.3 探究安培力学案 粤教版选修3-1
3.3 探究安培力学案（粤教版选修3-1） 一、安培力的方向 1．磁场对电流的作用力称为________． 2．通电直导线所受安培力的方向和磁场方向、电流方向之间的关系，可以用__________定则来判断：伸开__________手使大拇指跟其余四指______，并且都跟手掌在一个平面内，把手放入磁场中让__________垂直穿入手心，并使伸开的四指指向________的方向，那么大拇指所指的方向就是______________________________的方向． 二、安培力的大小 1．物理学规定，当通电导线与磁场方向______时，通电导线所受安培力F跟________和 ______的乘积的比值叫做磁感应强度；用B表示，则B＝________. 2．磁感应强度B的单位是____________，符号是____．其方向为______，是____量．3．如果磁场的某一区域里，磁感应强度大小和方向处处相同，这个区域的磁场叫做______．4．在匀强磁场中，在通电直导线与磁场方向垂直的情况下，电流所受安培力F＝________. 三、磁通量 1．磁感应强度B与面积S的______叫做穿过这个面的磁通量，用Φ表示，则有Φ＝________，其中S为垂直______方向的面积． 2．磁通量的单位是________，符号是______. 一、安培力的方向 [问题情境] 通过上一节课的学习我们知道磁场对电流有力的作用，为了表彰和纪念安培在这方面作出的杰出贡献，人们把磁场对电流的作用力称为安培力． 1．通电直导线与磁场平行时，导线受安培力吗？ 2．通过课本实验与探究得到通电直导线与磁场方向垂直时，安培力沿什么方向？安培力的方向与哪些因素有关？ [要点提炼] ______手定则——安培力的方向判断 伸开______手，使大拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌处在同一个平面内；把手放入磁场中让______垂直穿入掌心，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． [问题延伸] 安培定则又称______手螺旋定则，是判断电流产生的磁场方向的；左手定则是判断电流在磁场中所受安培力方向的． 二、安培力的大小 [问题情境] 1.当通电导线与磁场垂直时、平行时、斜交时，所受安培力相同吗？何时最大？何时最小？2．本节中我们只研究什么情况下的安培力的大小？ 3．回顾描述电场强弱的物理量是什么？它是怎样定义的？能否用类似的方法来定义一个描述磁场强弱的物理量？
大学物理 第四版 课后习题及答案 磁场
习题题：如图所示，两根长直导线互相平行地放置，导线内电流大小相等，均为I = 10 A，方向相同，如图 所示，求图中M、N两点的磁感强度B的大小和方向（图中r0 = 0.020 m）。 题：已知地球北极地磁场磁感强度B的大小为105T。如设想此地磁场是由地球赤道上一圆电流所激发的（如图所示），此电流有多大流向如何 题：如图所示，载流导线在平面内分布，电流为I，它在点O的磁感强度为多少 题：如图所示，半径为R的木球上绕有密集的细导线，线圈平面彼此平行，且以单层线圈覆盖住半个球面，设线圈的总匝数为N，通过线圈的电流为I，求球心O处的磁感强度。 题：实验中常用所谓的亥姆霍兹线圈在局部区域内获得一近似均匀的磁场，其装置简图如图所示，一对完全相同、彼此平行的线圈，它们的半径均为R，通过的电流均为I，且两线圈中电流的流向相同，试证：当两线圈中心之间的距离d等于线圈的半径R 时，在两线圈中心连线的中点附近区域，磁场可看
成是均匀磁场。（提示：如以两线圈中心为坐标原点O ，两线圈中心连线为x 轴，则中点附近的磁场可看成是均匀磁场的条件为x B d d = 0；0d d 22=x B ） 题：如图所示，载流长直导线的电流为I ，试求通过矩形面积的磁通量。 题：如图所示，在磁感强度为B 的均匀磁场中，有一半径为R 的半球面，B 与半球面轴线的夹角为α，求 通过该半球面的磁通量。 题：已知10 mm 2 裸铜线允许通过50 A 电流而不会使导线过热。电流在导线横截面上均匀分布。求：（1） 导线内、外磁感强度的分布；（2）导线表面的磁感强度。 题：有一同轴电缆，其尺寸如图所示，两导体中的电流均为I ，但电流的流向相反，导体的磁性可不考虑。 试计算以下各处的磁感强度：（1）r
磁场对电流的作用力
高三年级物理学科导学案 1、如图所示，磁场B 方向、通电直导线中电流I 的方向，以及通电直导线所受磁场力F 的方向，其中正确的是（ ） 2、试画出下列各图中通电导体棒ab 所受安培力的方向： 考点知识回顾： 安培力： 对 的作用力 安培力方向： 定则，伸开左手，让拇指与其余四指 ，并且都与手掌在同一平面内， 让磁感线从掌心进入，并使四指指向 的方向，这时 所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向 理解：安培力既跟________方向垂直，又跟__________方向垂直，也就是说，安培力的方向总是垂 直于______________________所在的平面。 3、如右图所示，金属棒MN 用绝缘细丝悬吊在垂直于纸面向里的匀强磁场中，电流方向由M→N，此时悬线的拉力不为零．要使悬线的拉力变为零，可采用的办法是( ) A ．将磁场反向，并适当增大磁感应强度 B ．电流方向不变，并适当增大磁感应强度 C ．将磁场反向，并适当减小磁感应强度 D ．电流方向不变，并适当增大电流 4、如图所示，在匀强磁场中放有下列各种形状的通电导线，电流强度为I ，磁感应强度为B ，求各导线所受到的安培力。 （1） （2） （3） （4） （5）
考点知识回顾： 应用公式F＝BIL时的注意点 1、B与L要 2、式中L是长度 （1）弯曲导线的有效长度L等于，相应的电流方向沿L由始端流向末端． （2）对任意形状的闭合线圈 ．．．．，其有效长度均为， 即通电后在匀强磁场中受到的安培力为． 5、如图甲所示，质量为m的细杆ab置于倾角为θ的导轨上，ab处于磁场中，ab与导轨间动摩擦因数为μ，有电流时，ab恰好静止在导轨上，则从b端的侧视图看，其中杆 ab与导轨间摩擦力可能为“0”的是（） 6、水平放置的两个平行金属轨道相距0.2m，上面有一质量为0.04kg的均匀金属棒ab，阻值不计。电源电动势为6V，内阻为0.5Ω，滑动变阻器调到2.5Ω时， （1）要在金属棒所在位置施加一个垂直于ab的匀强磁场，才能使金属棒ab对轨道的压力恰好为零，求匀强磁场的大小和方向． （2）若保持磁感应强度B的大小不变，方向顺时针转37°，此时ab仍然静止，则轨道对ab的支持力和摩擦力为多大？ （3）若保持磁感应强度B的方向不变，大小变为原来的一半，则滑动变阻器调到什么阻值，才能Array 使金属棒ab对轨道的压力恰好为零 (1)匀强磁场的磁感应强度；(2)ab棒对导轨的压力；
大学物理学下册答案第11章
第11章 稳恒磁场 习 题 一 选择题 11-1 边长为l 的正方形线圈，分别用图11-1中所示的两种方式通以电流I （其中ab 、cd 与正方形共面），在这两种情况下，线圈在其中心产生的磁感应强度的大小分别为：[ ] （A ）10B =，20B = （B ）10B = ，02I B l π= （C ）01I B l π= ，20B = （D ）01I B l π= ，02I B l π= 答案：C 解析：有限长直导线在空间激发的磁感应强度大小为012(cos cos )4I B d μθθπ= -，并结合右手螺旋定则判断磁感应强度方向，按照磁场的叠加原理，可计 算 01I B l π= ，20B =。故正确答案为（C ）。 11-2 两个载有相等电流I 的半径为R 的圆线圈一个处于水平位置，一个处于竖直位置，两个线圈的圆心重合，如图11-2所示，则在圆心O 处的磁感应强度大小为多少? [ ] （A ）0 （B ）R I 2/0μ （C ）R I 2/20μ （D ）R I /0μ 答案：C 解析：圆线圈在圆心处的磁感应强度大小为120/2B B I R μ==，按照右手螺旋定 习题11-1图 习题11-2图
则判断知1B 和2B 的方向相互垂直，依照磁场的矢量叠加原理，计算可得圆心O 处的磁感应强度大小为0/2B I R =。 11-3 如图11-3所示，在均匀磁场B 中，有一个半径为R 的半球面S ，S 边线所在平面的单位法线矢量n 与磁感应强度B 的夹角为α，则通过该半球面的磁通量的大小为[ ] （A ）B R 2π （B ）B R 22π （C ）2cos R B πα （D ）2sin R B πα 答案：C 解析：通过半球面的磁感应线线必通过底面，因此2cos m B S R B παΦ=?= 。故正 确答案为（C ）。 11-4 如图11-4所示，在无限长载流直导线附近作一球形闭合曲面S ，当曲面S 向长直导线靠近时，穿过曲面S 的磁通量Φ B 将如何变化？[ ] （ A ）Φ增大， B 也增大 （B ）Φ不变，B 也不变 （ C ）Φ增大，B 不变 （ D ）Φ不变，B 增大 答案：D 解析：根据磁场的高斯定理0S BdS Φ==? ，通过闭合曲面S 的磁感应强度始终为0，保持不变。无限长载流直导线在空间中激发的磁感应强度大小为02I B d μπ= ，曲面S 靠近长直导线时，距离d 减小，从而B 增大。故正确答案为（D ）。 11-5下列说法正确的是[ ] (A) 闭合回路上各点磁感应强度都为零时，回路内一定没有电流穿过 (B) 闭合回路上各点磁感应强度都为零时，回路内穿过电流的代数和必定为零 (C) 磁感应强度沿闭合回路的积分为零时，回路上各点的磁感应强度必定为零 (D) 磁感应强度沿闭合回路的积分不为零时，回路上任意一点的磁感应强度 I 习题11-4图 习题11-3图
物理九年级北师大版14.6磁场对电流的作用力同步练习2
《磁场对通电导体的作用力》习题 1、一段通电的直导线平行于匀强磁场放入磁场中，如图所示导线上电流由左向右流过。当导线以左端点为轴在竖直平面内转过90０的过程中，导线所受的安培力（） A、大小不变，方向也不变 B、大小由零渐增大，方向随时改变 C、大小由零渐增大，方向不变 D、大小由最大渐减小到零，方向不变 2、在匀强磁场中，有一段5㎝的导线和磁场垂直，当导线通过的电流是1A时，受磁场的作用力是0.1N，那么磁感应强度B= T；现将导线长度增大为原来的3倍，通过电流减小为原来的一半，那么磁感应强度B= T，导线受到的安培力F= N。 3、如图所示，长直导线通电为I1，通过通以电流I2环的中心且垂直环平面，当通以图示方向的电流I1、I2时，环所受安培力( ) A、沿半径方向向里 B、沿半径方向向外 C、等于零 D、水平向左 E、水平向右 4、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、竖直向下 D、竖直向上 5、如图所示，把一重力不计可自由运动的通电直导线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 6、把轻质导线圈用细线挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈中心， 且在线圈平面内。当线圈通以图示方向的电流时线圈将( ) A、发生转动，同时靠近磁铁 B、发生转动，同时远离磁铁 C、不发生转动，只靠近磁铁 D、不发生转动，只远离磁铁 1
大学物理 习题分析与解答
第八章 恒定磁场 8-1 均匀磁场的磁感强度B 垂直于半径为r 的圆面．今以该圆周为边线，作一半球面S ，则通过S 面的磁通量的大小为［ ］。 (A) B r 22π (B) B r 2π (C) 0 (D) 无法确定 分析与解 根据高斯定理，磁感线是闭合曲线，穿过圆平面的磁通量与穿过半球面的磁通量相等。正确答案为（B ）。 8-2 下列说法正确的是[ ]。 (A) 闭合回路上各点磁感强度都为零时，回路内一定没有电流穿过 (B) 闭合回路上各点磁感强度都为零时，回路内穿过电流的代数和必定为零 (C) 磁感强度沿闭合回路的积分为零时，回路上各点的磁感强度必定为零 (D) 磁感强度沿闭合回路的积分不为零时，回路上任意点的磁感强度必定为零 分析与解 由磁场中的安培环路定理，磁感强度沿闭合回路的积分为零时，回路上各点的磁感强度不一定为零；闭合回路上各点磁感强度为零时，穿过回路的电流代数和一定为零。正确答案为（B ）。 8-3 磁场中的安培环路定理∑?=μ=?n L I 1i i 0d l B 说明稳恒电流的磁场是[ ]。 (A) 无源场 (B) 有旋场 (C) 无旋场 (D) 有源场
分析与解 磁场的高斯定理与安培环路定理是磁场性质的重要表述，在恒定磁场中B 的环流一般不为零，所以磁场是涡旋场；而在恒定磁场中，通过任意闭合曲面的磁通量必为零，所以磁场是无源场；静电场中E 的环流等于零，故静电场为保守场；而静电场中，通过任意闭合面的电通量可以不为零，故静电场为有源场。正确答案为（B ）。 8-4 一半圆形闭合平面线圈，半径为R ，通有电流I ，放在磁感强度为B 的均匀磁场中，磁场方向与线圈平面平行，则线圈所受磁力矩大小为[ ]。 (A) B R I 2π (B) B R I 221π (C) B R I 24 1π (D) 0 分析与解 对一匝通电平面线圈，在磁场中所受的磁力矩可表示为B e M ?=n IS ，而且对任意形状的平面线圈都是适用的。正确答案为（B ）。 8-5 一长直螺线管是由直径d =0.2mm 的漆包线密绕而成。当它通以I =0.5A 的电流时，其内部的磁感强度B =_____________。(忽略绝缘层厚度，μ0=4π×10-7N/A 2) 分析与解 根据磁场中的安培环路定理可求得长直螺线管内部的磁感强度大小为nI B 0μ=，方向由右螺旋关系确定。正确答安为（T 1014.33-?）。 8-6 如图所示，载流导线在平面内分布，电流为I ，则在圆心O 点处的磁感强度大小为_____________，方向为 _____________ 。 分析与解 根据圆形电流和长直电 流的磁感强度公式，并作矢量叠加，可得圆心O 点的总
高中物理选修磁场安培力洛伦兹力
精心整理 选修3-1磁场练习 姓名：___________分数：___________ 一、选择题（题型注释） 1．空间有一圆柱形匀强磁场区域，该区域的横截面的半径为R，磁场方向垂直横截面．一质量为m、电荷量为q（q＞0）的粒子以速率v0沿横截面的某直径射入磁场， A．B．C．D． 2 该 3 4 A C 5I1与I2 且间距相等，b是两导线连线中点，b、d连线与两导线连线垂直．则 （A）I2受到的磁场力水平向左 （B）I1与I2产生的磁场有可能相同 （C）b、d两点磁感应强度的方向必定竖直向下
6．带电为+q的粒子在匀强磁场中运动，下面说法中正确的是 A．只要速度大小相同，所受洛仑兹力就相同 B．如果把+q改为-q，且速度反向大小不变，则洛仑兹力的大小、方向均不变C．洛仑兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直D．粒子只受到洛仑兹力作用，其运动的动能可能增大 7．边长为a的正方形，处于有界磁场如图所示，一束电子以水平速度射入磁场后， 8 的长为L A B C D 9 A B C．向下偏转 D．向纸外偏转 10．通电直导线A与圆形通电导线环B固定放在同一水平面上，通有如图所示的电流，则（） A．直导线A受到的安培力大小为零
B．直导线A受到的安培力大小不为零，方向水平向右 C．导线环B受到的安培力的合力大小不为零 D．导线环B受到的安培力的合力大小不为零，其方向水平向右 11．如图所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度为1T的匀强磁场中，以导线为中心，半径为R的圆周上有a、b、c、d四个点，已知c点的实际磁感应强度为0，则下列说法中正确的是（） A B．d C．a D．b点的磁感应强度为T 12 （） A B C D 13b两粒子，分别从A、O两点沿x轴正方向同时射入磁场，两粒子同时到达C点，此时a粒子速度恰好沿y轴负方向，粒子间作用力、重力忽略不计，则a、b粒子 A．分别带正、负电 B．运动周期之比为2：3 C2 D．质量之比为2
高中物理课时跟踪检测十五探究安培力粤教版选修3_1
课时跟踪检测（十五）探究安培力 1．一通有电流强度为I、长度为l的导线，垂直放在磁感应强度为B的匀强磁场中， 受到的安培力为F，对于他们的关系B＝F Il 的认识，下列说法正确的是( ) A．B与F成正比 B．B与电流I成正比 C．B与Il的乘积成反比 D．B与F、Il均无关，由磁场本身决定 解析：选D 磁感应强度的大小与所受的安培力、Il无关，由磁场本身决定，故A、B、C错误，D正确。 2．一根容易形变的弹性导线，两端固定。导线中通有电流，方向如图中箭头所示。当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是( ) 解析：选D 根据左手定则可判断出A图中导线所受安培力为零，B图中导线所受安培力垂直纸面向里，C、D图中导线所受安培力向右，由导线受力以后的弯曲方向与受力方向的关系可知，D图正确。 3．某地地磁场磁感应强度大小为B＝1.6×10－4T，与水平方向夹角为53°，一正方形线圈位于水平面内，匝数为N＝10，面积S＝1.5 m2，则穿过线圈的磁通量为( ) A．1.44×10－4 Wb B．1.92×10－4 Wb C．1.92×10－3 Wb D．1.44×10－5 Wb 解析：选B 由磁通量的定义式可得：Φ＝BS sin 53°＝1.6×10－4T×1.5 m2×0.8＝1.92×10－4 Wb，故选B。 4.如图1所示，长为2l的直导线折成边长相等，夹角为60°的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B，当在该导线中通以电流强度为I的电流时，该V形通电导线受到的安培力大小为( ) 图1
大学物理(第四版)课后习题及答案 磁场
习 题 题10.1：如图所示，两根长直导线互相平行地放置，导线内电流大小相等，均为I = 10 A ，方向 相同，如图所示，求图中M 、N 两点的磁感强度B 的大小和方向（图中r 0 = 0.020 m ）。 题10.2：已知地球北极地磁场磁感强度B 的大小为6.0?10-5 T 。如设想此地磁场是由地球赤道上 一圆电流所激发的（如图所示），此电流有多大？流向如何？ 题10.3：如图所示，载流导线在平面内分布，电流为I ，它在点O 的磁感强度为多少？ 题10.4：如图所示，半径为R 的木球上绕有密集的细导线，线圈平面彼此平行，且以单层线圈 覆盖住半个球面，设线圈的总匝数为N ，通过线圈的电流为I ，求球心O 处的磁感强度。 题10.5：实验中常用所谓的亥姆霍兹线圈在局 部区域内获得一近似均匀的磁场，其装置简图如图所示，一对完全相同、彼此平行的线圈，它们的半径均为R ，通过的电流均为I ，且两线圈中电流的流向相同，试证：当两线圈中心之间的距离d 等于线圈的半径R 时，在两线圈中心连线的中点附近区域，磁场可看成是均匀磁场。（提示：如以两线圈中心为坐标原点O ，两线圈中心连线为x 轴，则中点附近的磁场可 看成是均匀磁场的条件为x B d d = 0；0d d 22=x B ）
题10.6：如图所示，载流长直导线的电流为I，试求通过矩形面积的磁通量。 题10.7：如图所示，在磁感强度为B的均匀磁场中，有一半径为R的半球面，B与半球面轴线的夹角为 ，求通过该半球面的磁通量。 题10.8：已知10 mm2裸铜线允许通过50 A电流而不会使导线过热。电流在导线横截面上均匀分布。求：（1）导线内、外磁感强度的分布；（2）导线表面的磁感强度。 题10.9：有一同轴电缆，其尺寸如图所示，两导体中的电流均为I，但电流的流向相反，导体的磁性可不考虑。试计算以下各处的磁感强度：（1）r
5.3 磁场对电流的作用力
5.3 磁场对电流的作用力 考纲要求：熟练掌握左手定则以及磁场对电流作用力的计算。 教学目的要求：1、掌握磁场对电流作用力的大小和方向的判断。 2、理解通电线圈在磁场中的受力分析和力矩计算。 教学重点：磁场对电流作用力大小和方向。 教学难点：通电线圈在磁场中的受力分析。 课时安排：2节课型：复习 教学过程： 【知识点回顾】 一、磁场对电流的作用力 1、磁场对电流作用力大小F= 注意：（1）单位 （2）适用于匀强磁场。 2、磁场对电流作用力的方向 （1）方法： （2）此方法：B、I方向可以得到方向；B、F方向可以得到方向；I、F 方向可以得到方向。（两两垂直） 二、通电线圈在匀强磁场中所受力矩的分析 1、矩形线圈在磁场中的受力情况： ad边、bc边与磁力线倾斜θ角 Fad= 方向：； Fbc= 方向：。 Fad、Fbc大小，方向，在上，是力，不产生，不会使线圈发生偏转。 ab边、cd边与磁力线相垂直 Fab= 方向：； Fcd= 方向：。 Fab、Fcd大小，方向，不在上，是一对，产生，从而使线圈发生偏转。当转动到时，线圈停止转动。 2、分析：通电线圈在匀强磁场中所受力矩 M= （其中θ为） θ=00时，M= （）θ=900时，M= （）
【课前练习】 一、判断题 1、通电矩形线圈在磁场中的力矩方向也可用左手定则判断。( ) 2、磁电式仪表中的磁场是匀强磁场。( ) 3、磁场力的方向和磁场方向及电流方向一定是两两垂直。( ) 二、选择题 1、电流与电流之间存在力作用的实质是( ) A．电磁与电磁间的相互作用 B．电场与电磁间的相互作用 C．磁场与电磁间的相互作用 D．磁场与磁场间的相互作用 2、如图示，磁极中通电直导体的受力情况是 A．向上受力 B．向下受力 C．向左受力 D．向右受力 3、如图所示，矩形框的ab、dc边的有效长度相同，则矩形框有 ( ) A．向上运动趋势 B．向下运动趋势 C．向左运动趋势 D．向右运动趋势 4、数匝通电线圈在磁场中会受到电磁转矩的作用，其转矩的计算公式为（式中α为磁 力线与线圈平面的夹角） ( ) A．M=BIS B．M=BIScosα C.M=NBISsinα D.M=NBIScosα 三、填空题 1、通电导线与磁场方向成某一角度θ时，受到的作用力公式为，当θ=Л/2时，F= ，当θ=0O。时，F= . 2、通电矩形线圈在磁场中要受到电磁力矩的作用，其公式可以是：M=NBIScosα，则α的意义是。有时也可以用公式M=NBISsinθ表示，则θ的意义是。 3、由于磁电式仪表的通电线圈受到的力矩M与被测的电流I成比，所以电流表的刻度是，如用它来改装成欧姆，刻度是。 4、两根平行导体中的电流方向相同时，两根导体将；当电流方向相反时，两根导体将___ _。 四、分析计算题 1、标出图中电流或力的方向。 2、在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中，有一长度为50 cm的导线，导线中的电流为 10 A，导线与磁力线的夹角分别为O O、30 O和90 O时，求导体各受力大小？
高中物理练习：探究安培力
5.4 探究安培力 [学科素养与目标要求] 物理观念：1.知道安培力的概念,掌握安培力的公式.2.知道左手定则的内容. 科学思维：1.会用左手定则判定安培力的方向.2.会用安培力的公式F＝ILBsinθ进行有关计算. 科学探究：能设计方案、选择器材进行实验,探究安培力F与I、L、B的定量关系,体会控制变量法在实验中的应用. 一、安培力的方向 利用如图1所示的实验装置进行实验. 图1 (1)上下交换磁极的位置以改变磁场方向,导线受力的方向是否改变？ (2)改变导线中电流的方向,导线受力的方向是否改变？ 仔细分析实验结果,说明安培力的方向与磁场方向、电流方向有怎样的关系？ 答案(1)导线受力的方向改变 (2)导线受力的方向改变 安培力的方向与磁场方向、电流方向的关系满足左手定则 [要点总结] 1.左手定则：伸开左手,使大拇指跟其余四个手指垂直,且都跟手掌在同一个平面内,让磁感线穿入手心,使四指指向电流方向,则大拇指所指的方向就是安培力的方向,如图2所示. 图2 2.判断电流的磁场方向用安培定则(右手螺旋定则),确定通电导体在磁场中的受力方向用左手定则.
3.安培力方向的特点 安培力的方向既垂直于电流方向,也垂直于磁场方向,即安培力的方向垂直于电流I和磁场B所决定的平面. (1)当电流方向与磁场方向垂直时,安培力方向、磁场方向、电流方向两两垂直,应用左手定则时,磁感线垂直穿过掌心. (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方向,也垂直于磁场方向.应用左手定则时,磁感线斜着穿入掌心. [延伸思考] 电流周围可以产生磁场,磁场又会对放在其中的电流产生力的作用,如果有两条相互平行的、距离很近的通电直导线,它们之间会不会有力的作用？若有力的作用,那么同向电流之间的作用力如何？反向电流之间的作用力如何？ 答案有力的作用,同向电流相互吸引,反向电流相互排斥. 例1 画出图3中各磁场对通电导线的安培力的方向(与纸面垂直的力只需用文字说明). 图3 答案如图所示 解析无论B、I是否垂直,安培力总是垂直于B与I决定的平面,且满足左手定则. 学科素养例1用左手定则来判断安培力的方向,这是从物理学视角对客观事物的内在规律及相互关系进行分析,是对基于经验事实建构的理想模型的应用过程,体现了“科学思维”的学科素养.
磁场对电流有力作用
第五节磁场对电流的作用力 学习目的 1.知道磁场对通电导体有作用力。 2.知道通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁感线方向有关，改变电流方向或改变磁感线方向，导体的受力方向随着改变。 3.知道通电线圈在磁场中转动的原理。 4.知道通电导体和通电线圈在磁场中受力而运动，是消耗了电能，得到了机械能。 学习过程 一、预习检测 1.通电导体在磁场中受力的方向与__________和___________有关，改变电流方向或改变磁感线方向，导体的受力方向随着改变。 2、电动机是根据_______原理工作的,和电动机工作原理相同有____________ 3、左手定则的内容是____________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ 二、自学引导（一） (1)通电导体在磁场里受到力的作用 介绍实验装置，将铝箔筒两端的铝箔条吊挂在支架上，使铝箔筒静止在磁铁的磁场中(参见课本中的图14-32)。用铝箔筒作通电导体是因为铝箔筒轻，受力后容易运动，以便我们观察。 演示实验1：用一节干电池给铝箔筒通电(瞬时短路)，让学生观察铝箔筒的运动情况， 并回答问题1：给静止在磁场中的铝箔筒通电时，铝箔筒会_____，这说明_____。 点拨通电导体在磁场中受到力的作用 自学引导（二） (2)通电导体在磁场里受力的方向，跟电流方向和磁感线方向有关 演示实验2：先使电流方向相反，再使磁感线方向相反，让学生观察铝箔筒运动 回答问题2：保持磁感线方向不变，交换电池两极以改变铝箔筒中电流方向，铝箔筒运动方向会______，这说明______。保持铝箔筒中电流方向不变，交换磁极以改变磁感线方向，铝箔筒运动方向会______，这说明______。 归纳实验2的结论并板书：〈2.通电导体在磁场里受力的方向，跟电流方向和磁感线方向有关。〉 自学引导（三） (3)磁场对通电线圈的作用 提问：应用上面的实验结论，我们来分析一个问题：如果把直导线弯成线圈，放入磁场中并通电，它的受力情况是怎样的呢？ 课件展示， 通电线圈在磁场中受力情况 引导学生分析：通电时，图甲中ab边和cd边都在磁场中，都要受力，因为电流方向相反，所以受力方向也肯定相反。提问：你们想想看，线圈会怎样运动呢？ 自学引导（四）演示实验3：将电动机上的电刷、换向器拆下(实质是线圈)后通过，让学生观察线圈的运动情况。 教师指明：线圈转动正是因为两条边受力方向相反，才会转动。 提问：线圈为什么会停下来呢？ 利用课件：在甲图位置时，两边受力方向相反，但不在一条直线上，所以线圈会转动。当转动到乙图位置时，两边受力方向相反，且在同一直线上，线圈在平衡力作用下保持平衡而静止。 板书结论：〈3.通电线圈在磁场中受力转动，到平衡位置时静止。〉 堂清 1：通电导体在磁场中受力而运动是消耗了______能，得到了______ 能。 2、若改变通电导线在磁场受力的方向，可采用的方法（） A.改变通电导线中的电流大小 B.只改变电流方向或只改变磁感线 方向 C.同时改变电流方向和磁感线方向 D.改变电流大小和磁场强弱 3、下列设备是根据磁场对通电导体的作用原理制成的（） A.电磁继电器 B.电铃 C.电风扇的电动机 D.电磁铁 4、电动机是根据_______原理工作的,和电动机工作原理相同有____________ ５．改变电动机转动的方向的方法有（1）＿＿＿＿＿＿＿＿（2）＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ ６.改变电动机转动的快慢方法（１）＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（２）＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 四、拓展延伸 电动机就是根据通电线圈在磁场中受力而转动的道理工作的。但实际制成电动机时，还有些问题需要我们解决，比如：通电线圈不能连续转动，而实际电动机要能连续转动，这个问题同学们先思考，下节我们研究。 五、课后反思 - 1 -
磁场对电流的作用教学设计
磁场对电流的作用教学设计 教学目标： 知识与技能知道磁场对通电导线有力的作用. 知道磁场对通电导线的作用力方向跟磁场方向和电流方向有关. 过程与方法培养学生理论联系实际的意识. 情感、态度与价值观通过了解物理知识如何转化成实际技术应用，进一步提高学习科学技术知识的兴趣。 教学重点： 通电导线在磁场中要受到力的作用。 教学过程 复习相关知识并提问： 1.磁场的基本性质是它对放入其中的磁体产生( ) 作用，磁体间的相互作用就是通过() 发生的。 2. 将一根导线平行地放在静止的小磁针上方，当导线通电时，发现小磁针( ) ，说明电流周围存在( ) 。 演示实验： 演示直流电动机通电转动 提出问题： 1. 电动机为什么会转动呢? 2. 奥斯特实验证明了什么? 通电导体周围存在磁场，并通过磁场使小磁针偏转，即电流对磁体有力的作用。
启发学生： 磁场对电流有没有力的作用呢? 实验： (1) 介绍实验装置，并连接好。渗透设计思想，明确实验研究对象是铜棒。 (2) 让学生明确实验目的，即磁场能否让通电后的铜棒运动。 (3) 实验条件逐步演示并观察实验现象，完成记录表格。 1 静止的铜棒通电后发生什么现象?原因是什么?运动受力 2 铜棒的运动方向、电流的方向和磁感线方向的角度关系? 互相垂直 3 不改变磁场方向而改变电流的方向，铜棒运动方向如何? 改变方向 4 不改变电流的方向，而改变磁场方向，铜棒运动方向怎样?改变方向 (4) 学生根据实验现象，分析得出结论。 通电导体在磁场中受到力的作用。力的方向，电流的方向和磁场线的方向互相垂直。通电导体在磁场里受力的方向跟电流的方向和磁感线的方向有关。 左手定则 伸开左手，使大拇指与四指在同一平面内并跟四指垂直，让磁感线垂直穿入手心，使四指指向电流方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受磁力的方向。
高中物理安培力练习题专题训练
磁场 右手定则 1.如图所示，E、F分别表示蓄电池两极，P、Q分别表示螺线管两端．当闭合开关时，发现小磁针N极偏向螺线管Q端．下列判断正确的是( )多选 A．F为蓄电池正极 B．螺线管P端为S极 C．流过电阻R的电流方向向下 D．管内磁场方向由Q指向P 2.下列各图中，已标出电流I、磁感应强度B的方向，其中符合安培定则的是（） A． B． C． D． 3.如右下图所示，有一根直导线上通以恒定电流I，方向垂直纸面向内，且和匀强磁场B垂直，则在图中圆周上，磁感应强度数值最大的点是（） A．a点 B．b点 C．c点 D．d点 4.根据安培分子电流假说的思想，认为磁场是由于运动电荷产生的，这种思想如果对地磁场也适用，而目前在地球上并没有发现相对地球定向移动的电荷，那么由此推断，地球应该( ) A．带负电 B．带正电 C．不带电 D．无法确定 5.如图所示为磁场作用力演示仪中的赫姆霍兹线圈，线圈中心处挂有一根小磁针，小磁针与线圈在同一平面内，当赫姆霍兹线圈通以如图所示方向的电流时( ) A．小磁针N极向里转 B．小磁针N极向外转 C．小磁针在纸面内向左摆动 D．小磁针在纸面内向右摆动 6.当导线中分别通以图示方向的电流，小磁针静止时北极指向读者的是( ) A B C D 左手定则 1.一束粒子沿水平方向飞过小磁针的下方，如图所示，此时小磁针的S极向纸内偏转，这一束粒子不可能的是（） A．向右飞行的正离子束 B．向左飞行的负离子束 C．向右飞行的电子束 D．向左飞行的电子束 2.下列各图中标出了匀强磁场中通电直导线受安培力的方向，正确的是( ) 3.如图，两方向相同的直线电流P、Q，若I p＞I q，P、Q受到安培力大小分别为F1和F2，则P和Q( ) A．相互吸引．F 1＞F2 B．相互排斥．F1＞F2 C．相互排斥．F1=F2 D．相互吸引．F1=F2