导线环

1

第15讲：磁场对通电导线的作用（学生版）

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1、知道什么是安培力，会推导安培力公式F=BILsin。

2、知道左手定则的内容，并会用它判断安培力的方向。

一、安培力的方向

1．安培力：通电导线在________中受的力．

2．决定安培力方向的因素：________和磁感应强度方向．

3．左手定则：如图1所示，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

________从掌心进入，并使四指指向________，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受

___书籍设计封面 _____的方向．

4．安培力的特点

F⊥B，F⊥I，即F垂直于______决定的平面．

5．平行通电导线间的作用力：电流方向相同，两导线相互________________，电流方向相反，两导

线相互________．

二、安培力的大小

1．当通电导线垂直磁场方向放置时所受安培力的大小为：F＝________.

2．当磁感应强度B的方向与通电导线平行时，导线受力F＝________.

3．当磁感应强度B的方向与通电导线方向成角时，F＝________.为B与I的夹角．

题目类型:安培力的方向

例1、判断下图中导线A所受磁场力的方向.

2

例2.如右图所示，A为一水平旋转的橡胶盘，带有大量均匀分布的负电荷，在圆盘正

上方水平放置一通电直导线，电流方向如右图．当圆盘高速绕中心轴OO′转动时，通电

直导线所受磁场力的方向是()

A．竖直向上B．竖直向下

C．水平向里D．水平向外

例3．如右图所示的三维空间内，匀强磁场方向沿＋x方向，在平面xOz内有一通电直导线，若

它所受的安培力方向沿＋y方向，则()

A．该通电导线一定不会沿平行Ox方向放置

B．该通电导线一定平行Oz方向放置

C．无论通电导线怎样放置，它总受到＋y方向的安培力

D．沿＋x方向观察导线中的电流方向，应该为向右方向

题目类型:安培力的大小

例4．如图2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

例5．如图所示，长L、质量为m的金属杆ab，被两根竖直的金属丝静止

吊起，金属杆ab处在方向垂直纸面向里的匀强磁场中。当金属杆中通有方向

a→b的电流I时，每根金属丝的拉力大小为T。当金属杆通有方向b→a的电

流I时，每根金属丝的拉力大小为2T。求磁场的磁感应强度B的大小。

例6．如图两个同样的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

例7.如图所示，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于

纸面向里)垂直．线段ab、bc和cd的长度均为L，且∠abc＝∠bcd＝135.流经导线的电流为I，

方向如图中箭头所示．导线abcd所受到的磁场的作用力的合力()

A．方向沿纸面向上，大小为(2＋1)BILB．方向沿纸面向上，大小为(2－1)BIL

C．方向沿纸面向下，大小为(2＋1)BILD．方向沿纸面向下，大小为(2－1)BIL

例8.如图所示，质量为

m

的导体棒AB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

，求轨道对导

3

体棒的支持力和摩擦力．

基础演练

1．画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向

2．(2014江苏省学考模拟)某同学画的表示磁感应强度B、电流I和安培力F的设计岗位职责 相互关系的图

如图所示，其中正确的是()

3.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

1

，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受到的磁场力大小变为F

2

，则此时b受到

的磁场力大小变为（）

A.F

2

B.21

FF

C.21

FF

D.21

2FF

4．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

第3题

4

5.一根通有电流的直铜棒用软导线挂在如图所示的匀强磁场中,此时悬线的张力大于零而小于

铜棒的重力.使悬线中张力为零,可采用的方法有()

A．适当增大电流,方向不变B．适当减小电流,方向反向

C．电流大小、方向不变D．使原电流反向，并适当减弱磁场

6．两根相互垂直的异面通电直导线ab和cd中电流的方向如图所示，ab在前，cd在后，其中

ab固定不动，cd可自由移动，则松手后cd的运动情况是()

A．逆时针转动，同时靠近abB．逆时针转动，同时远离ab

C．顺时针转动，同时靠近abD．顺时针转动，同时远离ab

7.如图所示，固定不动的绝缘直导线mn和可以自由移动的矩形线框位于同一平面内，与

边平行且离边较近．当导线中通以向上的电流，线框中通以顺时针方向的电流时，线

框的运动情况是()

A．向左运动B．向右运动C．以为轴转动D．静止不动

C

B

D

第5题

第4题

5

8．一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘，垂直放置，且两个线圈都通以

如图所示方向的电流，则从左向右看，线圈L1将()

A．不动B．顺时针转动C．逆时针转动D．向纸外平动

9．如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央上方固定一根长直导线，

导线与条形磁铁垂直．当导线中通以垂直纸面向里的电流时，用N表示磁铁对桌面的压力，静表

示桌面对磁铁的摩擦力，则导线通电后与通电前受力相比较是()

A．N减小，静＝0B．N减小，静≠0C．N增大，静＝0D．N增大，静≠0

10．竖直放置的直导线AB与导电圆环的平面垂直且隔有一小段距离，直导线固定，圆环可以物业经营管理 自由运

动，当通以如图8所示方向的电流时(同时通电)，从左向右看，线圈将()

A．顺时针转动，同时靠近直导线ABB．顺时针转动，同时离开直导线AB

C．逆时针转动，同时靠近直导线ABD．不动

巩固提高

1.（多选）条形磁铁放在水平面上，在它的上方偏右处有一根固定的垂直纸面的直导线，如图

所示，当直导线中通以图示方向的电流时，磁铁仍保持静止.下列结论正确的是（）

A.磁铁对水平面的压力减小B.磁铁对水平面的压力增大

C.磁铁对水平面施加向左的静摩擦力D.磁铁所受的合外力增加

2.(多选)如图所示，在倾角为的光滑斜面上，垂直纸面水平放置一根长为L，质量为m的通

电直导线，电大学生入伍享受哪些优惠政策 流方向垂直纸面向里，欲使导线静止于斜面上，则外加磁场的磁感应强度的大小和方

6

向可以是（）

A.B=mgtan/IL，方向垂直斜面向下B.B=mgtan／IL，方向竖直向下

C.B=mg／IL，方向水平向左D.B=mgcos/IL，方向水平向右

3．如图，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()

A．0B．0.5BILC．BILD．2BIL

4．(14年江社会基本矛盾运动 苏模拟)如图，光滑的水平桌面处在竖直向下的匀强磁场中，桌面上平放一根一端

开口、内壁光滑的绝缘细管，细管封闭端有一带电小球，小球直径略小于管的直径，细管的中心轴

线沿y轴方向．在水平拉力F作用下，细管沿x轴方向做匀速运动，小球能从管口处飞出，小球在

离开细管前的运动加速度a、拉力F随时间t变化的图象中，正确的是()

A

C

B

D

7

第4题图

5.如图所示，有一水平放置的圆环线圈，半径为r，单位长度的质量m0＝16．有一圆锥形的

磁场，线圈所在位置的磁感应强度为B＝0.8T，锥形的顶角为60，为使线圈悬浮，应通以多大

的电流？(取g＝10m/s2)

8

6.如图所示，电源电动势E＝2V，r＝0.5，竖直导轨宽L＝0.2m，导轨电阻不计．另有

一金属棒ab，质量m＝0.1kg，电阻R＝0.5，它与轨道间的动摩擦因数＝0.4，金属棒靠在

导轨的外面．为使金属棒静止不下滑，施加一个与纸面夹角为30且方向向里的匀强磁场，g取

10m/s2.求(1)磁场的方向；(2)磁感应强度B的取值范围．

7．如图所示，两平行金属导轨间的距离L＝0.40m，金属导轨所在的平面与水平面夹角＝37，

在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B＝0.50T，方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场．金属导轨

的一端接有电动势E＝4.5V、内阻r＝0.50的直流电源．现把一个质量m＝0.040kg的导体棒ab放

在金属导轨上，导体棒恰好静止．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R

0

＝2.5，金属导轨电阻不计，g取10m/s2.已知sin37＝0.60，cos37＝0.80，求：

(1)通过导体棒的电流；

(2)导体棒受到的安培力大小；

(3)导体棒受到的摩擦力．

第7题图

8．如图所示，在磁感应强度B＝1.0T、方向竖直向下的匀强磁场中，有一个与水平面成＝37

角的导电滑轨，滑轨上放一个可以自由滑动的金属杆ab.已知接在滑轨中的电源电动势E＝12V，内

阻不计，ab杆长L＝0.5m，质量m＝0.2kg，杆与平行滑轨间的动摩擦因数＝0.1；不计滑轨与ab

杆的电阻，g取10m/s2，求接在滑轨上的变阻器R的阻值在什么范围内变化时，可以使ab杆在滑轨

上保持静止．

9

1.（多选）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端接元宵节吃 在电源负极

D．将a、c端接交流电源的一端，b、d端接在交流电源的另一端

2.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

1

，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受到的磁场力大小变为F

2

，则此时b受

到的磁场力大小变为()

A．F

2

B．F

1

－F

2

C．F

1

＋F

2

D．2F

1

－F

2

10

3．如图，用两根相同的细绳水平悬挂一段均匀载流直导线MN，电流I方向从M到N，绳子的

拉力均为F.为使F＝0，可能达到要求的方法是()

A．加水平向右的磁场B．加水平向左的磁场

C．加垂直纸面向里的磁场D．加垂直纸面向外的磁场

4．质量为m的金属棒MN两端用细软导线连接后悬挂于a、b两点，棒处于水平状态，棒的中

部有水平方向的匀强磁场，磁场方向垂直金属棒，如图所示．当棒中通有从M流向N方向的恒定电

流时，悬线中有拉力．为了减小悬线中的拉力，可采用的办法有()

A．适当增大水平磁场的磁感应强度B．使磁场反向

C．适当减小金属棒中的电流D．使电流反向

11

5．（多选）如图所示，质量为m的通电导体棒ab置于倾角为的导轨上．若已知导体棒与导

轨间的动摩擦因数为，在图所加的各种磁场中，导体棒均处于静止状态，则导体棒与导轨间摩擦

力可能为零的是()

A

12

B

C

D

6.如图所示，电源电动势E＝2.4V，r＝0.4，电阻R2＝0.2.CD、EF为竖直平面内的平行

光滑导电轨道，间距L＝25cm，水平匀强磁场垂直轨道平面，轨道电阻不计，ab为铜棒，质量m＝

5g，电阻为R1＝0.2，可以在轨道上自由滑动，滑动时保持水平，(g取10N/kg)求：

(1)S断开，要ab保持不动，磁感应强度应多大？

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(2)S接通瞬间，铜棒的加速度为多大？

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1.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()

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

2.如图所示，在匀强磁场中放有下列各种形状的通电导线，电流为I，磁感应强度为B，则各

导线所受到的安培力分别是________、________、________、________、________。

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3.一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

导线状态的四个图中正确的是（）

4.（多选）一根长为0.2m的通以2A电流的导线，放在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中，受

到磁场力的大小可能是（）

A.0.4NB.0.2NC.0.1ND.0

5.（多选）电流表中蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀分布的，当线圈中通入恒定电流时，线圈

将发生转动，电流表的指针也随之偏转，最后停在某一偏角位置上，则在偏转过程中随着偏转角度

的增大（）

A.线圈受到的安培力的力矩将逐渐增大B.线圈受到安培力的力矩将逐渐减小

C.线圈所受安培力的力矩不变D.电流表中螺旋弹簧产生的阻碍线圈转动的力矩将逐渐增大

6.如图所示，用两根轻细金属丝将质量为m，长为l的金属棒ab悬挂在c、d两处，置于匀强

磁场内。当棒中通以从a到b的电流I后，两悬线偏离竖直方向角处于平衡状态。为了使棒平衡

在该位置上，所需的磁场的最小磁感应强度的大小、方向为（）

A.tan

Il

mg

，竖直向上B.tan

Il

mg

，竖直向下

C.sin

Il

mg

，平行悬线向下D.sin

Il

mg

，平行悬线向上

7.如图所示，台秤上放一光滑平板，其左边固定一挡板，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T

1

，现在磁铁上方中心偏左位置固定一导体棒，当导体棒中通以方向如图所

示电流后，台秤读数为T

2

，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．T

1

>T

2

D．T

1

2

15

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角斜向上方，电键闭合

后导体棒开始运动，则()

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/R

C．电键闭合瞬间导体棒MN所受安培力为BELsin/R

D．电键闭合瞬间导体棒MN的加速度为BELsin/mR

9．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．

(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，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？

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