安培力问题题型归纳
安培力专题分类训练
安培力专题分类训练题型一：电磁场方向的判定1 .⑴•禾U 用右手定则判断电磁场的方向；⑵.注意同一铁芯所绕线圈中的电流方向题1: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（）利用右手定则判断电磁场的方向；整个通电螺线管可分为上下两部分，而上下两个通电螺线管可看作两根条形磁铁; 注意同一铁芯所绕线圈中的电流方向； 中心处的磁场由上下两个通电螺线管的磁场叠加而成； 电子束可看作通电直导线题5：如图所示，通有恒定电流的导线 MN 与闭合金属框共面，第一次将 金属框由I 平移到n 第二次将金属框绕 cd 边翻转到n,设先后两次通过金属 框的磁通量变化分别为厶 0 1和△ 0 2,则（）2.⑴. ⑵.⑶. ⑷. ⑸.题2：如图，在铁环上用绝缘导线缠绕两个相同的线圈a 和b oa 、后通入方向如图的电流 I ，一束电子从纸里经铁环中心射向纸外时（ A.向下题型二磁通量的求解1 .对条形磁铁而言，0总=0内题3：如图，a 、b 、c 三个环，水平套在条形磁铁外面，其中小相同，c 环最大，a 环位于N 极外， 个环的磁通量（ A.C. a 、 a 、b 两环大b 、c 两环均位于条形磁铁中部，则穿过三）c 环最大，a 、b 环相同； b环比c 环大；D.B.三个环相同；b 环比a 环⑵.总的磁通量为各分量的代数和 的绝缘导线，位于同一平面内，围成⑴.磁通量有正负之分； 题4：六根通有等值电流I 四个面积相等的正方形区域，如图所示。
穿过这四个区域的磁通量（ 穿过1、3两个区域的磁通量最小； 穿过4区指向纸里的磁通量最大；2.A. C.1、2、3、）B.穿过2区指向纸外的磁通量最大；D. 穿过2、4两个区域的磁通量最小。
3.⑴.磁通量有正负之分;⑵.求磁通量变化量时，注意“+”、“―”符号a向右偏I I IB. A 0i =A 0 2C. A 0 KA 0 2D. 不能判断题型二：安培力方向的判定1. ⑴•思路的转换：磁铁的受力情况不能直接确定，就先判断通电直导线的受力，再回过头来判断磁铁的受力⑵.从左至右的运动过程中，磁感线的方向不同，导线所受安培力方向 也不同 题6：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，导线保持与磁铁垂直，导线中的电流方向向 内.则这个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2. ⑴.要判断安培力方向，应先明确它处于谁产生的磁场中；⑵.不知外加磁场方向时， 应分两种情况讨论〈垂直纸面向里和垂直纸面向外两种情况〉⑶.外加匀强磁场后，导线所处的磁场有两个，两个磁场产生两个安培力 题7：如图所示，两根平行放置的长直导线a 和b 载有大小相同、方向相反的|电流，a 受到的磁场力大小为 F i .当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受到磁场力大小变为 F 2,则此时b 受到的磁场力大小变为（）A.F 2B.F1-F 2C.F 计F 2D.2F1-F 2题型四：运动情况的判定要特别注意二维运动题9：两根相互垂直的异面通电直导线 中AB 固定不动，CD 可自由移动，则 CD 运动的情况是（ A.逆时针转动，同时靠近 AB 3.⑴.通电直导线在周围某一点产生的磁场，与该点和导线的连线垂直；⑵.通电直导线自身产生的磁场对自己不能产生力的作用，⑶.c 点的磁场由导线 a 、b 共同产生，c 点的磁感应强度 B c 由B a 、B b 合成后求得 ⑷.得出B c 的方向后，还要根据左手定则判断安培力的方向 题8：在等边三角形的三个顶点 有大小相同的恒定电流，方向如图。
安培力经典题型
安培力经典习题2．如图8-1所示，条形磁铁放在桌子上，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，则在这个过程中磁铁受到的摩擦力（保持静止）（）A．为零B．方向由左变为向右C．方向保持不变图8-1D．方向由右变为向左3．在赤道上某处有一支避雷针。
当带有负电的乌云经过避雷针上方时，避雷针开始放电，则地磁场对避雷针的作用力的方向为（）A．正东 B．正西正南正北4．如图8-2，环形导线和直导线AB相互绝缘，且直导线又紧靠环的直径，若直导线被固定不动，则两者通以图示方向(直线电流向右，环形电流顺时针)的电流后，环形导线的运动情况是（）A．静止不动B．以直导线为轴转动C．向上运动D．向下运动图8-29．（8分）等边三角形的金属框abc，置于垂直纸面指向读者的匀强磁场中，且线框平面与磁感线垂直,方向如图8-7所示，则线框各边所受安培力的方向为垂直于线框各边且指向三角形________（填“外侧”或“内侧”）；线框所受安培力的合力是_________。
11．如图8-9所示，相距20 cm的两根光滑平行铜导轨，导轨平面倾角为a=370，上面放着质量为80 g的金属杆ab，整个装置放在B=0.2 T的匀强磁场中．⑴若磁场方向竖直向下，要使金属杆静止在轨道上，必须通以多大的电流？⑵若磁场方向垂直斜面向下，要使金属杆静止在导轨上，必须通以多大的电流？4．如图所示，两个完全相同的闭合导线环挂在光滑绝缘的水平横杆上，当导线环中通有同向电流时(如图所示)，两导线环的运动情况是( c )第4题图A．互相吸引，电流大的环其加速度也大B．互相排斥，电流小的环其加速度较大C．互相吸引，两环加速度大小相同D．互相排斥，两环加速度大小相同第8题图8．如图所示，质量为m 、长为L 的导体棒电阻为R ，初始时静止于光滑的水平轨道上，电源电动势为E ，内阻不计．匀强磁场的磁感应强度为B ，其方向与轨道平面成θ角斜向上方，电键闭合后导体棒开始运动，则( BD )A ．导体棒向左运动B ．电键闭合瞬间导体棒MN 所受安培力为BEL /RC ．电键闭合瞬间导体棒MN 所受安培力为BEL sin θ/RD ．电键闭合瞬间导体棒MN 的加速度为BEL sin θ/mR10．如图所示，导体杆ab 的质量为m ，电阻为R ，放置在与水平面夹角为θ的倾斜导轨上，导轨间距为d ，电阻不计，系统处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B ，电源内阻不计．第10题图(1)若导轨光滑，电源电动势E 多大时才能使导体杆静止在导轨上？(2)若杆与导轨之间的动摩擦因数为μ，且不通电时导体不能静止在导轨上，要使杆静止在导轨上．电源的电动势E 应为多大？10.(1)mgRBdtan θ(2)（tan θ－μ）mgR （1＋μtan θ）Bd ≤E ≤（tan θ＋μ）mgR （1－μtan θ）Bd9．如图，水平放置的光滑的金属导轨M 、N ，平行地置于匀强磁场中，间距为d ，磁场的磁感强度大小为B ，方向与导轨平面夹为α ，金属棒ab 的质量为m ，放在导轨上且与导轨垂直．电源电动势为E ，定值电阻为R ，其余部分电阻不计．则当电键调闭合的瞬间，棒ab 的加速度为多大？解析：画出导体棒ab 受力的截面图，如图所示导体棒ab 所受安培力：F ＝BIL 由牛顿第二定律得：F sin α＝ma导体棒ab 中的电流：I ＝E R ，得a ＝BEL sin αmR答案：BEL sin αmR【例3】画出图16－15中导线棒ab 所受的磁场力方向．3．(单选)将闭合通电导线圆环平行于纸面缓慢地竖直向下放入水平方向垂直纸面向里的匀强磁场中，如图2所示，则在通电圆环从刚进入到完全进入磁场的过程中，所受的安培力的大小( )．图2A ．逐渐增大B ．逐渐变小C ．先增大后减小D ．先减小后增大解析 通电圆环受到的安培力大小F ＝ILB ，其中I 、B 分别为所通电流大小、磁感应强度大小，L 指有效长度，它等于圆环所截边界线的长度．由于L 先增大后减小，故安培力先增大后减小，C 正确． 答案 C4．(单选)如图3所示，光滑的金属轨道分水平段和圆弧段两部分，O 点为圆弧的圆心．两金属轨道之间的宽度为0.5 m ，匀强磁场方向如图，大小为0.5 T ．质量为0.05 kg 、长为0.5 m 的金属细杆置于金属轨道上的M 点．当在金属细杆内通以电流强度为2 A 的恒定电流时，金属细杆可以沿杆向右由静止开始运动．已知MN ＝OP ＝1 m ，则( )．图3A ．金属细杆开始运动的加速度为5 m/s 2B ．金属细杆运动到P 点时的速度大小为5 m/sC ．金属细杆运动到P 点时的向心加速度大小10 m/s 2D ．金属细杆运动到P 点时对每一条轨道的作用力大小为0.75 N解析 金属细杆在水平方向受到安培力作用，安培力大小F A ＝BIL ＝0.5×2×0.5 N＝0.5 N ，金属细杆开始运动的加速度为a ＝F A m＝10 m/s 2，选项A 错误；对金属细杆从M 点到P 点的运动过程，安培力做功W A ＝F A ·(MN ＋OP )＝1 J ，重力做功W G ＝－mg ·ON ＝－0.5 J ，由动能定理得W A ＋W G ＝12mv 2，解得金属细杆运动到P 点时的速度大小为v ＝20 m/s ，选项B 错误；金属细杆运动到P 点时的加速度可分解为水平方向的向心加速度和竖直方向的加速度，水平方向的向心加速度大小为a ′＝v 2r ＝20 m/s 2，选项C 错误；在P 点金属细杆受到轨道水平向左的作用力F ，水平向右的安培力F A ，由牛顿第二定律得F －F A ＝mv 2r，解得F ＝1.5 N ，每一条轨道对金属细杆的作用力大小为0.75 N ，由牛顿第三定律可知金属细杆运动到P 点时对每一条轨道的作用力大小为0.75 N ，选项D 正确． 答案 D图8-912．(多选)利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域．如图11是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度B 垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图示方向的电流I ，C 、D 两侧面会形成电势差，下列说法中正确的是( )．图11A ．若元件的载流子是自由电子，则D 侧面电势高于C 侧面电势B ．若元件的载流子是自由电子，则C 侧面电势高于D 侧面电势 C ．在测地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持竖直D ．在测地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平解析 自由电子定向移动方向与电流方向相反，由左手定则可判断电子受洛伦兹力作用使其偏向C 侧面，则C 侧面电势会低于D 侧面，A 正确，B 错．地球赤道上方的地磁场方向水平向北，霍尔元件的工作面应保持竖直才能让地磁场垂直其工作面，C 正确，D 错． 答案 AC9.如图所示,有两根长为L 、质量为m 的细导体棒a 、b,a 被水平放置在倾角为45°的光滑斜面上,b 被水平固定在与a 在同一水平面的另一位置,且a 、b 平行,它们之间的距离为x.当两细棒中均通以电流强度为I 的同向电流时,a 恰能在斜面上保持静止,则b 的电流在a 处产生的磁场的磁感应强度的说法错误的是 （ ）A.方向向上B.大小为ILmg22 C.要使a 仍能保持静止,而减小b 在a 处的磁感应强度,可使b 上移 D.若使b 下移,a 将不能保持静止 答案 B11.水平面上有电阻不计的U 形导轨NMPQ ,它们之间的宽度为L .M 和P 之间接入电动 势为E 的电源（不计内阻）.现垂直于导轨放置一根质量为m ,电阻为R 的金属棒ab , 并加一个范围较大的匀强磁场,磁感应强度大小为B ,方向与水平面夹角为θ且指向 右斜上方,如图所示,问:（1）当ab 棒静止时,受到的支持力和摩擦力各为多少?（2）若B 的大小和方向均能改变,则要使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? 答案 （1）mg-RBLE RBEL θθsin cos （2）ELmgR方向水平向右 6．（2013甘肃省一诊）如图所示，两根光滑金属导轨平行放置，导轨所在平面与水平面间的夹角为θ。
安培力专题 答案
上右安培力专题分类训练题型一：磁场方向的判定——安培定则1、在同一平面内有四根彼此绝缘的通电直导线，如图所示，四根导线中电 流i 4=i 3＞i 2＞i 1.要使O 点磁场增强，应切断哪一根导线中的电流（ ） A.i 1B.i 2C.i 3D.i 42、如图所示，放在通电螺线管内部中点处的小磁针，静止时N 极指向左，关于电源的正负极和螺线管的南北极，下列判定正确的是（ ） A.Ａ端是南极，Ｃ是电源正极 B.Ａ端是北极，Ｄ是电源正极 C.Ｂ端是南极，Ｃ是电源负极 D.Ｂ端是北极，Ｄ是电源负极题型二：磁通量φ、磁通量的变化Δφ3、如图所示，ａｂ是水平面上一个圆的直径，在过ａｂ的竖直面 内有一根通电导线ｅｆ，且ｅｆ平行于ａｂ，当ｅｆ竖直向上平移 时，穿过圆面积的磁通量将（ ） Ａ.逐渐变大 Ｂ.逐渐变小Ｃ.始终为零 Ｄ.不为零，但始终保持不变4、如图，a 、b 、c 三个环，水平套在条形磁铁外面，其中a 、b 两环大小 相同，c 环最大，a 环位于N 极外，b 、c 两环均位于条形磁铁中部，则穿 过三个环的磁通量（ ）A.c 环最大，a 、b 环相同；B.三个环相同；C.b 环比c 环大；D.b 环比a 环大。
5、如图所示，通有恒定电流的导线MN 与闭合金属框共面，第一次将金属框由Ⅰ平移到Ⅱ第二次将金属框绕cd 边翻转到Ⅱ，设先后两次通过金属框的磁通量变化分别为Δφ1和Δφ2，则（ ） A. Δφ1＞Δφ2 B. Δφ1=Δφ2 C. Δφ1＜Δφ2 D. 不能判断题型三：安培力方向的判定——左手定则6、在等边三角形的三个顶点a 、b 、c 处各有一条长直导线垂直穿过纸 面，导线中通有大小相同的恒定电流，方向如图。
过c 点的导线所受安 培力的方向为（ ）A.与ab 平行，竖直向上B.与ab 平行，竖直向下C.与ab 边垂直，指向左边D.与ab 边垂直，指向右边34N7、如图，在XOY 平面中有一通电直导线与OX 、OY 轴相交，导线中电流 方向如图所示。
例析安培力做功的三种情况
例析安培力做功的三种情况周志文 （湖北省罗田县第一中学 438600）安培力做功的问题是学生在学习《电磁感应》这一章当中感觉到最难的知识点，因为同学往往弄不清安培力做功、焦耳热、机械能、电能之间的转化关系，但它又是高考命题的热点题型。
因此本文通过建立物理模型，分析安培力做功的本质，用实例来帮助学生理解安培力做功的三种情况，希望对同学们有所帮助。
一、安培力做正功1．模型：如图，光滑水平导轨电阻不计，左端接有电源，处于竖直向下的匀强磁场中，金属棒mn 的电阻为R ，放在导轨上开关S 闭合后，金属棒将向右运动。
安培力做功情况：金属棒mn 所受安培力是变力，安培力做正功，由动能定理有k E ∆＝安W ①①式表明，安培力做功的结果引起金属棒mn 的机械能增加能量转化情况：对金属棒mn 、导轨、和电源组成的系统，电源的电能转化为金属棒的动能和内能，由能量的转化和守恒定律有：Q E k ＋＝电∆E ②由①②两式得：Q E W －＝电安 ③③式表明，计算安培力做功还可以通过能量转化的方法。
2.安培力做正功的实质如图所示，我们取导体中的一个电子进行分析，电子形成电流的速度为u ，在该速度下，电子受到洛仑兹力大小euB F u =，方向与u 垂直，水平向左；导体在安培力作用下向左运动，电子随导体一同运动而具有速度v ，电子又受到一个洛仑兹力作用evB F v =，方向与v 垂直，竖直向上。
其中u F 是形成宏观安培力的微观洛仑力。
这两个洛仑兹力均与其速度方向垂直，所以，它们均不做功。
但另一方面，v F 与电场力F 方向相反，电场力在电流流动过程中对电子做了正功，v F 在客观上克服了电场力F 做了负功，阻碍了电子的运动，把电场能转化为电子的能量，再通过u F 的作用，把该能量以做功的形式转化为机械能。
所以v F 做了负功，u F 做了正功，但总的洛仑功做总功为零。
因此，安培力做功的实质是电场力做功，再通过洛仑兹力为中介，转化为机械能。
必考点01 安培力(人教版2019)(原卷版)
必考点01 安培力题型一安培力的方向例题1 如图所示，在南北方向安放的长直导线的正上方用细线悬挂一根条形磁铁，当导线中通入图示的电流I后，下列说法正确的是（）A．磁铁N极向里转，悬线所受的拉力小于磁铁所受的重力B．磁铁N极向外转，悬线所受的拉力小于磁铁所受的重力C．磁铁N极向里转，悬线所受的拉力大于磁铁所受的重力D．磁铁N极向外转，悬线所受的拉力大于磁铁所受的重力【解题技巧提炼】1．影响安培力方向的因素：(1)磁场方向。
(2)电流方向。
(3)安培力方向与磁场方向、电流方向的关系：安培力F垂直于磁感应强度B与电流I决定的平面。
2．左手定则：伸开左手，使拇指与其余四指垂直，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方向。
题型二安培力的大小例题2 有一间距为L的光滑金属导轨倾斜放置与水平面成 角。
在导轨上垂直放置一根金属棒，接通如图所示的电源，电流强度为I。
若磁感应强度大小为B、方向垂直斜面向上，金属棒恰好静止，则所放置的金属棒质量应为（）A．BsinθILmg=B．BcosθILmg=C．BnθILmgta=D．BoθILmgc t=【解题技巧提炼】1.公式F＝BIl sin θ中B对放入的通电导线来说是外加磁场的磁感应强度，不必考虑导线自身产生的磁场对外加磁场的影响。
2.公式F＝BIl sin θ中l指的是导线在磁场中的“有效长度”，弯曲导线的有效长度l，等于两端点连线的长度(如图所示)；相应的电流沿两端点的连线由始端流向末端。
3.公式F＝B Il sin θ中θ是B和I方向的夹角，当θ＝90°时sin θ＝1，公式变为F＝BIl。
当θ＝0°或180°即两者平行时，不受安培力。
题型三通电导线在磁场中的平衡和加速问题例题3 如图所示，水平面内有相距为l=0.5m的两平行固定金属导轨，导轨左端接有电动势E=4V、内阻r=1Ω的电源，金属棒ab跨接在金属导轨上，与两金属导轨垂直并与导轨接触良好，棒ab接入电路部分的电阻R=1Ω，金属导轨电阻不计。
高考物理真题分项汇编——安培力
高考物理真题分项汇编——安培力一、单选题1．（2023·浙江·统考高考真题）如图所示，质量为M、电阻为R、长为L的导体棒，通过两根长均为l、质量不计的导电细杆连在等高的两固定点上，固定点间距也为L。
细杆通过开关S可与直流电源0E或理想二【解析】因bc段与磁场方向平行，则不受安培力；ab段与磁场方向垂直，则受安培力为F ab=BI∙2l=2BIl则该导线受到的安培力为2BIl。
故选C。
R金属棒ab与3．（2017·天津·高考真题）如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下｡现使磁感应强度随时间均匀减小，ab始终保持静止。
下列说法正确的是（）A．ab中的感应电流方向由a到b B．ab中的感应电流逐渐减小C．ab所受的安培力保持不变D．ab所受的静摩擦力保持不变→→→→A．线框中产生的感应电流方向为a b c d aB．线框中产生的感应电流逐渐增大C．线框ad边所受的安培力大小恒定D．线框整体受到的安培力方向水平向右【答案】D【解析】A．根据安培定则可知，通电直导线右侧的磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度随时间均匀增加，→→→→，A错误；根据楞次定律可知线框中产生的感应电流方向为a d c b aB．线框中产生的感应电流为B．平行于纸面向下C．左半部分垂直纸面向外，右半部分垂直纸面向里D．左半部分垂直纸面向里，右半部分垂直纸面向外【答案】C【解析】根据安培定则，可判断出导线a左侧部分的空间磁场方向斜向右上，右侧部分的磁场方向斜向下方，根据左手定则可判断出左半部分垂直纸面向外，右半部分垂直纸面向里。
故选C。
所在区域存在方向垂直指向OO′的磁场，与OO′距离相等位置的磁感应强度大小相等且不随时间变化，其截面图如图（b）所示。
导线通以电流I，静止后，悬线偏离竖直方向的夹角为θ。
下列说法正确的是（）A．当导线静止在图（a）右侧位置时，导线中电流方向由N指向M B．电流I增大，静止后，导线对悬线的拉力不变C．tanθ与电流I成正比D．sinθ与电流I成正比A．从上向下看，圆管中的感应电流为逆时针方向A．B．C．D．【答案】B【解析】根据F = BIL可知先保持导线通电部分的长度L 不变，改变电流I 的大小，则F —I 图象是过原点的直线。
高二物理安培力专题
一、知识梳理1．安培力概念电流在磁场中受到磁场对它的作用力，叫安培力.磁场对通电导线中定向移动的电荷有力的作用，磁场对这些定向移动电荷的作用力的宏观表现，即为安培力.2．安培力大小sin F BIL θ= ，式中L 为磁场中通电直导线的长度，θ为磁场方向与电流方向的夹角当通电直导线与磁场方向平行时，所受磁场力最小，为零；当通电导线与磁场方向垂直时，所受磁场力最大，m F BIL =；通常安培力F 的大小介于0和BIL 之间.3．安培力方向（1）安培力的方向既与磁场方向垂直，又与通电导线方向垂直，即F 总是垂直于磁场与导线所决定的平面，但B 与I 的方向不一定垂直.（2）左手定则：伸开左手，使拇指与其余四指垂直，且与手掌都在同一平面内，让磁感线穿入掌心，并使四指指向电流方向，则大拇指所指的方向就是通电导线所受安培力的方向。
（3）平行通电直导线间作用力特点：同向电流互相吸引，反向电流互相排斥.4．安培力可对导线做功安培力做功的实质是起传递能量的作用，将电源的能量传递给通电导线，而磁场本身并不提供能量练习A例1 下列关于通电直导线在匀强磁场中受安培力的说法中，正确的是（ ）A. 安培力的大小只和磁场的强弱、电流大小有关B. 安培力的方向与磁场方向垂直，同时又与电流方向垂直C. 若通电导线所受磁场力为零，则导线所在处磁感应强度必为零D. 若某段导线在磁场中取某一方向时受到的磁场力最大，此时导线必与磁场方向垂直变式训练1 如图所示，abcd 四边形闭合线框，a 、c 、d 三点分别在三个正交轴上，坐标值均等于L ，整个空间处于平行于+y 方向竖直向上的匀强磁场中，通入电流I 方向如图所示，关于四边形的四条边所受到的安培力的大小下述正确的是（ ） A. ab 边与ad 受到的安培力大小相等； B. cd 边受到的安培力最大； C. cd 边与ad 受到的安培力大小相等； D. a d 边不受安培力的作用；例2 如图所示，一根条形磁铁放在水平桌面上，在其左端上方固定一根与磁铁垂直的长直导线．当导线中通以图示方向的电流时，则 ( )A ．磁铁对桌面的压力减小，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 ．磁铁对桌面的压力增大，且受到向左的摩擦力作用．D ．磁铁对桌面的压力增大，且受到向右的摩擦力作用．变式训练2 如图所示，一条形磁铁静止在斜面上，现在在磁铁上方放置一通以如图中所示方向电流的导线，磁铁仍保持静止，则磁铁所受到斜面的支持力N 和摩擦力f 的变化情况是 （ ）A ．N 变小，f 变大B ．N 变小，f 变小C ．N 变大，f 变大D ．N 变大，f 变小例3 如图所示，在条形磁铁S 极附近悬挂一个圆线圈，线圈与水平磁铁位于同一平面内，当线圈中电流沿图示的方向流动时，将会出现 ( )A. 线圈向磁铁平移B. 线圈远离磁铁平移C. 从上往下看，线圈顺时针转动，同时靠近磁铁D. 从上往下看，线圈逆时针转动，同时靠近磁铁变式训练 3 如图所示, 通电圆线圈套在条形磁铁右端, 磁场对通电线圈作用的结果使（ ）A ．圆面积有被拉大的倾向B ．圆面积有被压小的倾向C ．线圈将向左平移D ．线圈将向右平移 变式训练4 如图所示，原来静止的圆形线圈通过逆时针方向的电流, 在其直径ab 上靠近b 点有一长直导线垂直于圆形线圈平面被固定。
高考物理复习冲刺压轴题专项突破—安培力(含解析)
高考物理复习冲刺压轴题专项突破—安培力（含解析）一、选择题（1-9题只有一个选项正确，10-12题有多个选项符合条件）1．如图（a ）所示，在倾角37θ=的斜面上放置着一个金属圆环，圆环的上半部分处在垂直斜面向上的匀强磁场（未画出）中，磁感应强度的大小按如图（b ）所示的规律变化。
释放圆环后，在08t t =和09t t =时刻，圆环均能恰好静止在斜面上。
假设圆环与斜面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin 370.6=，则圆环和斜面间的动摩擦因数为（ ）A ．34B ．1516C ．1920D ．2728【答案】D 【解析】根据楞次定律可知，008t 时间内感应电流的方向沿顺时针方向，由左手定则可知圆环上部受安培力沿斜面向下，设圆环半径为r ，电阻为R ，在08t t =时有220101ππ216B B E r r t t t Φ==⋅⋅=，11E I R= 此时圆环恰好静止由平衡得01sin 2cos mg B I r mg θμθ+⋅=同理在09t t =时圆环上部分受到的安培力沿斜面向上2020π2B E r t t ∆Φ==∆，22E I R= 圆环此时恰好静止，由平衡得02sin cos 2mg mg B I r θμθ+=⋅联立以上各式得2728μ=故ABC 错误，D 正确。
故选D 。
2．某实验装置如图所示，用细绳竖直悬挂一个多匝矩形线圈，细绳与传感器相连，传感器可以读出细绳上的拉力大小。
将线框的下边ab 置于蹄形磁铁的、S 极之间，使ab 边垂直于磁场方向且ab 边全部处于N 、S 极之间的区域中。
接通电路的开关，调节滑动变阻器的滑片，当电流表读数为时，传感器的读数为1F ；保持ab 中的电流大小不变，方向相反，传感器的读数变为2F （21F F <）。
已知金属线框的匝数为n ，ab 边长为L ，重力加速度为g ，则可得到（ ）A ．金属线框的质量122F F m g+= B ．N 、S 极之间的磁感应强度12F F B nIL -=C ．传感器的读数为1F 时，ab 中的电流方向为b →aD ．减小电流I 重复实验，则1F 、2F 均减小【答案】A【解析】AB ．通电线圈受到重力安培力和细绳的拉力作用，当电流表读数为I 时，绳子的拉力为1F ，则1F mg nBIL =+保持ab 中的电流大小不变，方向相反，绳子的拉力为2F ，则2F nBIL mg +=联立解得金属框的质量为 122F F m g +=122F F B nIL-= 选项A 正确，B 错误；C ．传感器的读数为1F 时，安培力竖直向下，根据左手定则可知，ab 中的电流方向为a →b ，故C 错误；D ．减小电流I 重复实验，则1F 减小，2F 增大，故D 错误。
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引用安培力问题题型归纳默认分类2010-06-04 17:07:19 阅读78 评论0 字号：大中小订阅引用dsl62389 的安培力问题题型归纳一. 教学内容：安培力问题题型归纳二. 学习目标：1、加深和强化对于安培力计算式的深层理解。
2、学会在不同的物理情景中熟练判断通电导线在安培力作用下的运动方向。
3、掌握安培力作用下的物体的平衡问题、极值问题的解法。
考点地位：本部分内容是磁场问题的核心内容，是高考考查的重点和难点。
从高考的出题形式上来看，主要体现于把安培力的知识背景与实际物理模型的相互综合，如磁力秤、磁力炮、磁流体推进船、电磁泵等模型，所以综合性很强，突出考查学生对于磁场类综合问题的构建模型的能力，试题既可以通过选择或填空的形式考查单一的知识点，同时也可以把安培力作用问题与平衡、运动学、能量等多方面的知识进行综合，多以压轴题的形式出现。
如2008年广东文科基础卷第61题、宁夏卷第14题、2006年上海高考2A题，以填空题形式出现，2006年上海卷第12题以选择题形式出现。
三. 重难点解析：1. 安培力（1）定义：磁场对电流的作用力叫安培力。
（2）安培力的大小与导线放置有关。
同一通电导线，按不同方式放在同一磁场中，如图甲、乙、丙所示，三种情况下，导线与磁场方向垂直时安培力最大，取为；当导线与磁场方向平行时，安培力最小，F=0；其他情况下，。
甲乙丙说明：电荷在电场中受到的电场力是一定的，方向与该点的电场方向相同或相反。
电流在磁场中某处所受的磁场力（安培力），与电流在磁场中放置的方向有关，当电流方向与磁场方向平行时，电流受的安培力最小，等于零；当电流方向与磁场方向垂直时，电流受的安培力最大。
2. 安培力的大小与方向：（1）安培力的大小安培力的大小可由F=BIL求出（I⊥B），使用此式时应注意几点：①导线L所处的磁场应为匀强磁场。
②L为有效长度，如图所示，半径为r的半圆形导线与磁场B垂直放置，当导线中通以电流I时，安培力F=2BIr。
（2）安培力的方向——左手定则伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在同一平面内，把手放入磁场，让磁感线穿过手心，让伸开的四指指向电流方向，那么大拇指所指方向即为安培力方向。
说明：不管电流方向与磁场方向是否垂直，安培力方向总垂直于电流方向与磁场方向所在的平面。
注意：左手定则判定的是磁场对电流作用力的方向，而不一定是载流导体运动的方向。
载流导体是否运动，要看它所处的具体情况而定。
例如：两端固定的载流导体，即使受磁场力作用，它也不能运动。
问题1、左手定则的理解与运用问题：（2008年广东文科基础）61. 如图所示，电流强度为I的一段通电直导线处于匀强磁场中，受到的安培力为F，图中正确标志I和F方向的是答案：A变式：（2008年宁夏卷）14. 在等边三角形的三个顶点a、b、c处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图。
过c点的导线所受安培力的方向A. 与ab边平行，竖直向上B. 与ab边平行，竖直向下C. 与ab边垂直，指向左边D. 与ab边垂直，指向右边答案：C（3）两平行通电直导线的相互作用同向电流相互吸收，反向电流相互排斥。
设两导线中都通以向上的同向电流，如图甲所示。
根据安培定则，导线a中的电流产生的磁场，在其右侧都垂直纸面向内。
这个磁场对通电导线b的作用力的方向由左手定则可知，在纸面内向左。
同理，导线b中的电流产生的磁场在其左侧都垂直纸面向外，它对导线a的作用力的方向在纸面内向右。
结果，两导线互相吸引。
若其中b导线的电流反向（即两导线中通以反向电流），则a导线的右边垂直纸面向内的磁场对b导线的作用力的方向在纸面内向右；同理b导线的左边垂直纸面向内的磁场对a 导线的作用方向在纸面内向左。
结果，两导线互相排斥，如图乙所示。
甲乙问题2. 对于安培力计算式的深层理解：例1. 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。
解析：本题考查对安培力大小计算公式的正确理解，为磁场在垂直导线电流方向的分量，B为有效磁场，或者，其中为垂直于磁场方向的有效长度。
A图中，这时不能死记公式，而写成，要理解公式本质是有效长度或有效磁场，正确分解。
B图中，B⊥I，不论导线再怎么放，也在纸平面内，故。
C图是两根导线组成的折线abc，整体受力实质上是两部分直导线分别受力的矢量和，其有效长度为ac（即从a→c的电流）。
故。
同理，从a→b的半圆形电流，分析圆弧上对称的每一小段电流，受力抵消合并后，其有效长度为ab，。
所以，，可以推广到任意形状的导线在匀强磁场中的受力计算。
若在D图中，用导线将ab接通形成闭合线圈，则ab弧受力与ba直径电流受力方向刚好相反，故合力为零。
所以，闭合的通电线圈受安培力为零。
E图中，。
变式1：通电的三角形闭合线框处在与其表面垂直的匀强磁场中，如图所示，则线框所受安培力为A. 零B. 方向垂直ab边向外C. 方向垂直bc边向外D. 条件不充分，无法求解答案：A3、判断安培力作用下物体的运动方向的常规方法：（1）电流元法：即把整段电流等效为多段直线电流元，运用左手定则判断出每小段电流元受安培力的方向，从而判断出整段电流所受合力的方向，最后确定运动方向。
（2）特殊位置法：把电流或磁铁转到一个便于分析的特殊位置后再判断所受安培力方向，从而确定运动方向。
（3）等效法：环形电流和通电螺线管都可以等效成条形磁铁，条形磁铁也可等效成环形电流或通电螺线管。
通电螺线管也可以等效成很多匝的环形电流来分析。
（4）利用结论法：①两电流相互平行时无转动趋势，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥；②两电流不平行时，有转动到相互平行且方向相同的趋势，利用这些结论分析，可事半功倍。
问题3、通电导线或线圈在安培力作用下的运动方向的判断问题：例2. 两条直导线互相垂直，如图甲所示，但相隔一个小距离，其中一条AB是固定的，另一条CD能自由转动。
当直流电流按图乙所示方向通入两条导线时，CD导线将（）A. 不动B. 顺时针方向转动，同时靠近导线ABC. 顺时针方向转动，同时离开导线ABD. 逆时针方向转动，同时离开导线ABE. 逆时针方向转动，同时靠近导线AB答案：E变式：如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在磁铁右上方固定一根与磁铁垂直的长直导线。
当导线中通以由外向内的电流时（）A. 磁铁受到向左的摩擦力，磁铁对桌面的压力减小B. 磁铁受到向右的摩擦力，且对桌面的压力减小C. 磁铁受到向左的摩擦力，且对桌面的压力增大D. 磁铁不受摩擦力，对桌面的压力不变答案：A4、安培力作用下的物体平衡：（1）有安培力参与的物体平衡，此平衡与前面所讲的物体平衡一样，也是利用物体平衡条件解题，其中安培力是众多受力中的一个。
（2）与闭合电路欧姆定律相结合的题目。
主要应用：①全电路欧姆定律；②安培力求解公式F＝BIL；③物体平衡条件。
（3）在安培力作用下的物体平衡的解题步骤和前面我们学习的共点力平衡相似，一般也是先进行受力分析，再根据共点力平衡的条件列出平衡方程。
其中重要的是在受力分析过程中不要漏掉了安培力。
安培力作为通电导线所受的外力参与受力分析，产生了通电导体在磁场中的平衡、加速及做功问题，这类问题与力学知识联系很紧，解题时，把安培力等同于重力、弹力、摩擦力等性质力；对物体进行受力分析时，注意安培力大小和方向的确定；求解时注意运用力学中静力学、动力学及功和能等有关知识解此类题可以有效地培养综合运用能力，必须引起重视。
问题4. 安培力作用下的物体的平衡、极值问题。
例3. 如图所示，通电直导线ab质量为m、长为l水平地放置在倾角为的光滑斜面下，通过图示方向的电流，电流强度为I，要求导线ab静止在斜面上。
（1）若磁场的方向竖直向上，则磁感应强度为多大？（2）若要求磁感应强度最小，则磁感应强度如何？解析：本题的关键是分析导线的受力情况，那么怎样将立体情形转化为平面情形？（1）若磁场方向竖直向上，从a向b观察，导线受力情况如图所示。
由平衡条件得：在水平方向上；在竖直方向上，其中F＝BIL。
联立可解得：。
（2）若要求磁感应强度最小，则一方面应使磁场方向与通电导线垂直，同时另一方面调整磁场方向使与重力、支持力合力相平衡的安培力最小。
如图由力的矢量三角形讨论可知，当安培力方向与支持力垂直时，安培力最小，对应磁感应强度最小，设其值为，则：根据左手定则判定知，该磁场方向垂直斜面向上。
变式1：如图所示，在倾角为的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L，质量为m的直导体棒，在导体棒中的电流I垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，下列外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向正确的是（）。
A. ，方向垂直斜面向上B. ，方向垂直斜面向下C. ，方向垂直斜面向下D. ，方向垂直斜面向上答案：A变式2：如图所示，MN、PQ为水平放置的金属导轨，直导线ab与导轨垂直放置，导轨间距，其电阻为，导轨所在区域处在匀强磁场中，磁场方向竖直向下，磁感应强度。
电池电动势，内电阻，电阻，开关S接通后直导线ab仍静止不动。
求直导线ab所受的摩擦力的大小和方向。
解：导线处于平衡状态，受力分析如下图所示。
当开关闭合时，电阻R与导线ab并联，ab两端的电压为。
通过ab的电流为导线ab所受的安培力F为由平衡条件可得所以导线所受的摩擦力大小为0.048N，方向水平向左。
【模拟试题】（答题时间：80分钟）1. 下列说法中正确的是（）A. 磁场中某一点的磁感应强度可以这样测定：把一小段通电导线放在该点时受到磁场力F与该导线的长度L、通过的电流I乘积的比值即B. 通电导线在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零C. 磁感应强度只是定义式，它的大小取决于场源以及磁场中的位置，与F、I、L以及通电导线在磁场中的方向无关D. 通电导线所受磁场力的方向就是磁场的方向2. 如图所示的天平可用来测定磁感应强度，天平的右臂下面挂有一个矩形线圈。
宽度为l，共N匝，线圈下端悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面。
当线圈中通有电流I（方向如图）时，在天平左右两边加上质量各为的砝码，天平平衡，当电流反向（大小不变）时，右边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡，由此可知（）A. 磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为B. 磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为mg/2NIlC. 磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为D. 磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为mg/2NIl3. 关于通电导线所受安培力F的方向与磁场磁感应强度B的方向和电流的方向之间的关系。
下述说法正确的是（）A. F、B、I三者总是互相垂直的B. F总与B和I垂直，但B、I之间可以不垂直C. B总与F和I垂直，但F、I之间可以不垂直D. I总与F和B垂直，但F、B之间可以不垂直4. 如图所示，两个同样的通电导线环同轴平行悬挂相隔一小段距离，当同时给两导线环通以同向电流时，两导线环将（）A. 吸引B. 排斥C. 保持静止D. 边吸引边转动5. 通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内，电流方向如图所示，ab 边与MN平行，关于MN的磁场对线框的作用，下列叙述正确的是（）A. 线框有两条边所受的安培力方向相同B. 线框有两条边所受的安培力大小相同C. 线框所受安培力的合力朝左D. cd所受安培力对ab边的力矩不为零6. 一个可自由运动的线圈和一个固定的线圈互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合，当两线圈都通过如图所示方向的电流时，则从左向右看，线圈将（）A. 不动B. 顺时针转动C. 逆时针转动D. 向纸外平动7. 如图所示，一金属直杆MN两端接有导线，悬挂于线圈上方，MN与线圈轴线均处于竖直平面内，为使MN垂直于纸面向外运动，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8. 在一根长为0.2m的直导线中通入2A的电流，将导线放在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中，则导线受到的安培力的大小可能是（）A. 0.4N B. 0.2N C. 0.1N D. 0【试题答案】1. C提示：根据磁感应强度的定义，通电导线应为“在磁场中垂直于磁场方向的通电导线”，只有在这个方向导线所受磁场力才最大，本题A项未注明导线放置的方向，所以是错误的。