思維方法
判定通電導體運動或運動趨勢的思路
選擇題
1．如圖所示，導體棒Ⅰ固定在光滑的水平面內，導體棒Ⅱ垂直于導體棒Ⅰ放置，且可以在水平面內自由移動(圖為俯視圖).給導體棒Ⅰ、Ⅱ通以如圖所示的恒定電流，僅在兩導體棒之間的相互作用下，較短時間后導體棒Ⅱ出現(xiàn)在虛線位置．下列關于導體棒Ⅱ位置的描述可能正確的是( )
2．如圖所示，厚度均勻的木板放在水平地面上，木板上放置兩個相同的條形磁鐵，兩磁鐵的N極正對．在兩磁鐵豎直對稱軸上的C點固定一垂直于紙面的長直導線，并通一垂直紙面向里的恒定電流，木板和磁鐵始終處于靜止狀態(tài)，則( )
A.導線受到的安培力豎直向上，木板受到地面的摩擦力水平向右
B．導線受到的安培力豎直向下，木板受到地面的摩擦力水平向左
C．導線受到的安培力水平向右，木板受到地面的摩擦力水平向右
D．導線受到的安培力水平向右，木板受到地面的摩擦力為零
3.
如圖所示，兩個完全相同、所在平面互相垂直的導體圓環(huán)P、Q中間用絕緣細線連接，通過另一絕緣細線懸掛在天花板上，當P、Q中同時通有圖示方向的恒定電流時，關于兩圓環(huán)的轉動(從上向下看)以及細線中張力的變化，下列說法正確的是( )
A．P順時針轉動，Q逆時針轉動，轉動時P與天花板連接的細線張力不變
B．P逆時針轉動，Q順時針轉動，轉動時兩細線張力均不變
C．P、Q均不動，P與天花板連接的細線和與Q連接的細線張力均增大
D．P不動，Q逆時針轉動，轉動時P、Q間細線張力不變
4．[2022·安徽名校聯(lián)考]L2是豎直固定的長直導線，L1、L3是水平固定且關于L2對稱的長直導線，三根導線均通以大小相等、方向如圖所示的恒定電流，則導線L2所受的安培力的情況是( )
A．大小為零
B．大小不為零，方向水平向左
C．大小不為零，方向水平向右
D．大小不為零，方向豎直向下
5．(多選)如圖所示，間距為0.3 m的平行導軌所在半面與水平面之間的夾角為θ，勻強磁場的磁感應強度方向垂直平行導軌向上，大小隨時間變化的規(guī)律為B＝(2＋2t)T.將一根長為0.3 m、質量為0.2 kg的導體棒垂直放置在導軌上，導體棒中通有大小為1 A、方向從a向b的電流．t＝0和t＝2 s時刻，導體棒剛好都能處于靜止狀態(tài)．取g＝10 m/s2.則( )
A．平行導軌傾角θ＝30°
B．導體棒對平行導軌的壓力為1 N
C．導體棒與平行導軌間的最大靜摩擦力為0.6 N
D．在t＝1 s時，導體棒所受的摩擦力為0
6．如圖所示，在豎直面內，固定一足夠長通電導線a，電流水平向右，空間還存在磁感應強度大小為B0、方向垂直紙面向里的勻強磁場．在通電導線a的正下方，用絕緣細線懸掛一質量為m的導線b，其長度為L，重力加速度為g，下列說法正確的是( )
A．若使懸掛導線b的細線不受力，需要在導線b中通入水平向左的電流
B．若導線b中通入方向向右、大小為I的電流，細線恰好不受力，則導線a在導線b處產生的磁場的磁感應強度大小為 eq \f(mg,IL)
C．若導線b中通入方向向右、大小為I的電流，細線恰好不受力，則導線a在導線b處產生的磁場的磁感應強度大小為 eq \f(mg,IL) －B0
D.若導線b中通入方向向右、大小為I的電流，細線恰好不受力，此時若使b中電流反向，大小不變，則每一根細線受到導線b的拉力大小將變成 eq \f(mg,2)
7．[2022·山東濟寧市一模]如圖所示，圖中曲線為兩段完全相同的六分之一圓弧連接而成的金屬線框(金屬線框處于紙面內)，每段圓弧的長度均為L，固定于垂直紙面向外、大小為B的勻強磁場中．若給金屬線框通以由A到C、大小為I的恒定電流，則金屬線框所受安培力的大小和方向為( )
A．ILB，垂直于AC向左
B．2ILB，垂直于AC向右
C． eq \f(6ILB,π) ，垂直于AC向左
D． eq \f(3ILB,π) ，垂直于AC向左
第72練 磁場對通電導線的作用力
1．答案：B
解析：由右手螺旋定則可知，導體棒Ⅰ在導體棒Ⅱ處產生的磁場方向垂直紙面向外，且離導體棒Ⅰ越遠，磁場越弱，由左手定則可知，導體棒Ⅱ所受的安培力沿導體棒Ⅰ中電流的方向，且導體棒Ⅱ左端受到的安培力大于右端受到的安培力，所以導體棒Ⅱ沿導體棒Ⅰ中電流的方向運動，且左端較右端運動顯著，故B正確．
2．答案：C
解析：條形磁鐵的磁場在C處的磁感應強度方向豎直向上，由左手定則可知，長直導線所受的安培力水平向右．把木板和條形磁鐵看成整體，由牛頓第三定律可知，木板和條形磁鐵所受安培力向左．對木板和條形磁鐵，由平衡條件可知，木板受到地面的摩擦力水平向右，選項C正確．
3．答案：A
解析：根據(jù)安培定則，P產生的磁場的方向垂直于紙面向外，Q產生的磁場水平向右，根據(jù)左手定則，P將順時針轉動，Q逆時針轉動；轉動后P、Q兩環(huán)的相鄰處電流的方向相同，所以兩個圓環(huán)相互吸引，P、Q間細線張力減?。烧w法可知，P與天花板連接的細線張力總等于兩環(huán)的重力之和，大小不變；故A正確，B、C、D錯誤．故選A.
4．
答案：A
解析：L1和L3在導線L2上產生的磁場方向如圖所示，由磁場的疊加原理可知L2上所有點的合磁場方向均與導線L2共線，結合安培力的一般表達式F＝BIL sin θ（θ為B與I的夾角）可知，通電直導線L2所受的安培力大小為零，選項A正確．
5．答案：CD
解析：據(jù)題意t＝0和t＝2 s時刻，導體棒恰好能處于靜止狀態(tài)，可知t＝0時，導體棒受到的摩擦力剛好達到最大值，方向沿導軌向上，t＝2 s時，最大靜摩擦力沿導軌向下，即t＝0時，mg sin θ＝fm＋B1 IL，t＝2 s時，mg sin θ＋fm＝B2IL，聯(lián)立得θ＝37°，fm＝0.6 N，選項A錯誤，C正確；導體棒對導軌的壓力為FN＝mg cs 37°＝1.6 N，選項B錯誤；t＝1 s時，BIL＝mg sin θ，導體棒所受摩擦力為零，選項D正確．
6．答案：C
解析：根據(jù)右手螺旋定則，通電導線a在b處產生的磁場方向垂直紙面向里，設磁感應強度大小為B，則導線b所在處磁場的磁感應強度大小為B0＋B，方向垂直于紙面向里．若使懸掛導線b的細線不受力，根據(jù)左手定則，需要在導線b中通入水平向右的電流I，且滿足mg＝（B＋B0）IL，解得B＝ eq \f(mg,IL) －B0，故A、B錯誤，C正確；此時若使b中電流反向，大小不變，則導線b受安培力方向向下，設此時每一根細線對導線b的拉力為FT，則有2FT＝（B＋B0）IL＋mg，聯(lián)立解得FT＝mg，則每一根細線受到導線b的拉力大小將變成mg，故D錯誤．
7．答案：D
解析：由題意知，圓弧的半徑R＝ eq \f(6L,2π) ＝ eq \f(3L,π) ，AC線段長度d＝R＝ eq \f(3L,π) ，金屬框所受安培力F＝2·B· eq \f(I,2) · eq \f(3L,π) ＝ eq \f(3ILB,π) ，由左手定則，安培力方向垂直于AC向左，故選D.

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