高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册1 磁场对通电导线的作用力课时作业

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\l "_Tc32678" 二、 【磁铁与通电导线间的作用力知识梳理】 PAGEREF _Tc32678 \h 2
\l "_Tc22631" 三、 【通电导线与通电导线间的作用力知识点梳理】 PAGEREF _Tc22631 \h 5
\l "_Tc442" 四、 【磁电式电流表知识点梳理】 PAGEREF _Tc442 \h 8
\l "_Tc11254" 五、【安培力作用下的平衡问题知识点梳理】 PAGEREF _Tc11254 \h 11
【安培力的基础概念知识梳理】
1. 安培力：人们把通电导线在磁场中受的力称为安培力
2. 安培力的方向
（1）用左手定则判定：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
（2）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（注意：B和I 可以有任意夹角）
3. 安培力的大小
（1）磁场和电流垂直时：F=BIL
（2）磁场和电流平行时：F=0
（3）磁感应强度B的方向与电流方向成θ角：F=BILsinθ
【安培力的基础概念举一反三练习】
1．关于磁场，下列认识正确的是（ ）
A．公式说明磁感应强度B与F成正比，与IL成反比
B．某点的磁场方向与放在该点的小磁针N极所受磁场力方向一致
C．磁感线总是由磁体的N极发出终止于磁体的S极
D．在通电导线与磁场垂直的情况下，导线不受磁场力
【答案】B【详解】A．公式是磁感应强度的定义式，磁场中某点的磁感应强度是由磁场本身决定的，与放入磁场中的通电导线所受安培力，通电导线中的电流以及导线长度的乘积无关，故A错误；B．某点的磁场方向与放在该点的小磁针N极所受磁场力方向一致或小磁针静止时，N极所指的方向，故B正确；C．磁感线在磁体外部由磁体的N极到磁体的S极，在磁体内部由磁体的S极到磁体的N极，是闭合曲线，故C错误；D．在通电导线与磁场平行的情况下，导线不受磁场力，在通电导线与磁场垂直的情况下，导线受磁场力，故D错误。故选B。
2．（多选）一根长0.20m、通有2.0A电流的通电直导线，放在磁感应强度为0.50T的匀强磁场中，受到的安培力大小可能是（ ）
A．0 NB．0.20 NC．0.40 ND．0.60 N
【答案】AB【详解】当通电导线与磁场垂直时，导线所受的安培力最大当导线与磁场平行时，导线所受磁场力最小为零，所以导线所受磁场力的范围为0～0.2N。故选AB。
3．关于通电直导线在匀强磁场中所受到的安培力、磁感应强度、电流三者之间的方向关系，下列说法中正确的是（ ）
A．安培力的方向一定垂直于磁感应强度和电流所在的平面
B．磁感应强度的方向一定垂直于安培力和电流所在的平面
C．电流的方向一定垂直于安培力和磁感应强度所在的平面
D．安培力、磁感应强度、电流三者之间的方向一定互相垂直
【答案】A【详解】由左手定则可知安培力F的方向一定垂直于磁感应强度B和电流I所在的平面，但电流I和磁场强度B不一定是垂直关系。故选A。
4．如图所示，半圆形导线abc通以恒定电流I，放置在匀强磁场中、已知磁感应强度为B，导线长为，直径ac与磁场方向夹角为。该导线受到的安培力为（ ）

A．B．C．D．
【答案】B【详解】该导线受到的安培力故选B。
【磁铁与通电导线间的作用力知识梳理】
①可以将条形磁铁和U型磁铁中的磁场简化处理，通电螺线管可以视为条形磁铁。环形电流可以视为小磁针。
②磁铁对通电导线的作用力：用左手定则判断安培力的方向
③求磁铁收到的作用力：先用左手定则判断导线受到的安培力，在通过牛顿第三定律得出磁铁受到的作用力。
【磁铁与通电导线间的作用力举一反三练习】
5．（多选）兼善中学“物理魔法社”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．弹簧长度将变短
C．F1＜F2D．F2＜F1
【答案】BD【详解】AB．以导体棒为研究对象，根据左手定则判断可知，其所受安培力斜向右下方，根据牛顿第三定律可知，磁铁受到导体棒对它的作用力斜向左上方，则磁铁将向左运动，弹簧被压缩，长度变短，故A错误，B正确；CD．由于磁铁受到导体棒对它的作用力斜向左上方，则可知磁铁对弹簧秤的压力减小，因此有故C错误，D正确。故选BD。
6．如图所示，把一通电导线放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由移动，当导线通入向左的电流I时，如果只考虑安培力的作用，则从上往下看，导线的运动情况是（ ）
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，同时上升
D．逆时针方向转动，同时下降
【答案】D【详解】在导线两侧取两小段，左边一小段所受的安培力方向垂直纸面向外，右侧一小段所受安培力的方向垂直纸面向里，从上往下看，知导线逆时针转动，当转动度时，导线所受的安培力方向向下，所以导线的运动情况为，逆时针转动，同时下降。故选D。
7．（多选）如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在其左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线，当导线通以如图所示方向电流时，下列判断正确的是（）
A．磁铁对桌面的压力增大，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．若将导线移至磁铁中点的正上方，电流反向，磁铁对桌面的压力会减小
D．若将导线移至磁铁中点的正上方，电流反向，磁铁对桌面的压力会增大
【答案】AC【详解】磁铁周围磁场的分布如图所示AB．以直导线为研究对象，可知其受到的安培力朝左上，所以磁铁受到直导线的反作用朝右下，所以磁铁对地面的压力增大，受到地面的摩擦向左，A正确B错误CD．若将导线移至磁铁中点的正上方，电流反向，此处磁铁的磁场水平向左，导线受到的安培力竖直向下，所以磁铁受到的反作用力向上，磁铁对桌面的压力会减小，C正确D错误
8．如图所示，弹簧秤下挂一条形磁棒，其中条形磁棒N极的一部分位于未通电的螺线管内，下列说法正确的是 ( )
A．若将a接电源正极，b接电源负极，弹簧秤的示数将减小.
B．若将a接电源正极，b接电源负极，弹簧秤的示数将增大.
C．若将a接电源正极，b接电源负极，弹簧秤的示数将不变
D．不能确定，与磁铁进入通电螺线管的长度有关．
【答案】A【分析】当螺线管通电时，线圈中将产生磁场，根据安培定则判断磁场方向，分析螺线管与磁铁之间存在引力还是斥力，来确定弹簧秤示数的变化．【详解】A、B、C项：当螺线管将a接电源正极，b接负极时，线圈中产生磁场，由安培定则判断得知，螺线管内部磁场方向向上，上端相当于N极，对磁铁产生向上的斥力，所以弹簧秤示数减小，故A正确；B错误，C错误；D项：当螺线管将a接电源负极，b接正极时，线圈中产生磁场，由安培定则判断得知，螺线管内部磁场方向向下，上端相当于S，对磁铁产生向下的引力，所以弹簧秤示数增大；结合前面的分析可知，与磁铁进入通电螺线管的长度无关．故D错误．故选A．【点睛】本题考查安培定则的基本应用，基础题．对于安培定则抓住两点：一是何时用；二是怎样用．
9．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极的上端的过程中，导线保持与磁铁垂直，导线的通电方向如图所示，则此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
【答案】B【详解】由图可知通电导线所在位置的磁场的方向，根据左手定则可以判定通电导线所受安培力的方向如图所示。显然安培力有一个水平方向的分量，根据牛顿第三定律可知条形磁铁受到通电导线的安培力也有一个水平方向的分量，而由于条形磁铁保持静止，故条形磁铁所受地面的静摩擦力与安培力在水平方向的分量相互平衡。所以当导线在条形磁铁的左侧上方时条形磁铁所受的静摩擦力方向向左，而当导线运动到条形磁铁的右半部分上方时条形磁铁所受地面的静摩擦力水平向右。故条形磁铁所受摩擦力的方向由向左变为向右，故B正确，ACD错误。故选B。
10．如图所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁的N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直线圈平面，当线圈内通以如图方向的电流后，线圈将（ ）
A．不动B．转动C．向左摆动D．向右摆动
【答案】C【详解】根据右手螺旋定则，环形电流可以等效为小磁针，小磁针的N极指向右，线圈左边是S极，根据异极相吸，知线圈向左运动，ABD错误，C正确。故选C。
11．如图所示，在条形磁铁极附近悬挂一个线圈，线圈与水平磁铁位于同一平面内。当线圈中通以图示方向的电流时，将会出现的现象是（ ）

A．线圈向左摆动
B．线圈向右摆动
C．从上往下看，线圈顺时针转动，同时向右摆动
D．从上往下看，线圈逆时针转动，同时向左摆动
【答案】D【详解】线圈通以顺时针的电流，由于处于S极的磁体附近，磁感线从右侧进入S极，根据左手定则可得，线圈左边受垂直纸面向外的安培力，线圈右边受垂直纸面向内的安培力，所以线圈还会绕着悬线轴线旋转，不属于单纯的平移，从上往下看，线圈逆时针转动，由于环形电流产生的磁场相当于小磁针，当开始旋转直至转过90°角过程中，环形电流与条形磁铁S极逐渐相向，二者异名磁极相互吸引，导致线圈在逆时针转动的同时向左摆动。故选D。
【通电导线与通电导线间的作用力知识点梳理】
通电导线与通电导线间的作用力方向判断方法：
①若要判断a电流受到b电流给的安培力，可以将b电流产生的磁场视为磁源，a电流视为通电导线。再通过左手定则判断出a导线所受的安培力。同理要判断b电流受到a电流给的安培力，也可以将a电流产生的磁场视为磁源，b电流视为通电导线。再通过左手定则判断出b导线所受的安培力。
②同向电流相互吸引，异向电流相互排斥也可以判断两电流所受的安培力方向。
【通电导线与通电导线间的作用力举一反三练习】
12．（多选）三根平行共面的通电长导线都通有稳恒电流，要使它们所受的磁场合力都为零，如图，有可能实现的是

A．B．C．D．
【答案】BD【详解】B、D两个选项中每根导线都处于另外两根不同方向通电导线所产生的磁场中，根据右手螺旋定则可知它们产生的磁感强度的矢量和可能为零，受的安培力可能为零；A中的导线都处于方向相同的磁场中，每根导线的受力都不为零；C中最右边的导线受的安培力不为零．故选BD.
13．直导线a、b相互垂直，a可以自由移动和转动，b固定。当a、b通有如图所示的电流后，从上往下看，a的运动情况是（ ）
A．逆时针方向转动，同时下降B．逆时针方向转动，同时上升
C．顺时针方向转动，同时下降D．顺时针方向转动，同时上升
【答案】A【详解】由安培定则可知，直导线b周围产生的磁场如图所示，由左手定则，导线a左侧受安培力方向垂直纸面向外，右侧受安培力方向垂直纸面向里，可知从上往下看导线a逆时针方向转动；转过90°后，导线a中的电流方向垂直纸面向里，此时可判断受安培力向下，即导线a应该是逆时针方向转动，同时下降。故选A。
14．通电矩形导线框与无限长通电直导线在同一平面内，电流方向如图所示，边与平行。关于中电流产生的磁场对线框的作用，下列叙述中正确的是（ ）
A．线框有两条边所受到的安培力方向相同
B．线框有两条边所受到的安培力大小相同
C．整个线框有向里收缩的趋势
D．若导线向左微移，各边受力将变小，但合力不变
【答案】B【详解】ABC．直导线中的电流方向向上，根据安培定则，导线右侧区域磁感应强度方向向内，根据左手定则，ad边受向左的安培力，bc边受到向右的安培力，ab边受到向下的安培力，cd受到向上的安培力，方向全不同， ab和cd两边电流相等，而所在位置的磁场相同，ab和cd两边受到的安培力大小相等，距离导线越近磁场越强，则ad边受向左的安培力大于bc边受到向右的安培力，整个线框有向外扩张的趋势，AC错误，B正确；D．若导线向左微移，则线框各边所在处磁感应强度均减小，但ad边所在处减小得更多，故各边受安培力均变小，线框所受向左的合力变小，D错误。故选B。
15．（多选）如图所示，一金属直杆两端接有导线，悬挂于线圈上方，与线圈轴线均处于竖直平面内，为使垂直纸面向外运动，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
【答案】ABD【详解】A.将a、c端接在电源正极，b、d端接在电源负极，则MN中电流方向向右，螺线管在导线处产生的磁场方向向上，由左右定则可知，MN受到安培力方向向外，A正确；B.将b、d端接在电源正极，a、c端接在电源负极，则MN中电流方向向左，螺线管在导线处产生的磁场方向向下，由左右定则可知，MN受到安培力方向向外，B正确；C.将a、d端接在电源正极，b、c端接在电源负极，则MN中电流方向向右，螺线管在导线处产生的磁场方向向下，由左右定则可知，MN受到安培力方向向里，C错误；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时，a、c端为同一极，b、d为同一极，故结果与A、B分析相同，故D正确；故选ABD。
16．如图所示电路中，电池均相同，当电键S分别置于a、b两处时，导致MM′与NN′之间的安培力的大小分别为Fa、Fb，可判断这两段导线（ ）
A．电键S置于a时MM′与NN′之间相互吸引，且Fa>Fb
B．电键S置于a时MM′与NN′之间相互吸引，且Fa＜Fb
C．电键S置于b时MM′与NN′之间相互排斥，且Fa>Fb
D．电键S置于b时MM′与NN′之间相互排斥，且Fa＜Fb
【答案】D【分析】两平行导线电流方向相反，则两通电导线相互排斥。由于电流越强，产生的磁场B越强，根据F=BIL可知电流越大则相互作用力越大。【详解】当电键S置于a处时电源为一节干电池电流的方向是M′MNN′，电流大小为由于导线MM′与NN′中电流方向相反故两段导线相互排斥；当电键S置于b处时电源为两节干电池，电流的方向仍是M′MNN′，由于导线MM′与NN′中电流方向相反故两段导线相互排斥。又由于电路中灯泡电阻不变，此时电路中电流大小为显然Ib>IaMM′在NN′处的磁感应强度Ba＜Bb应用安培力公式F=BIL可知Fa＜Fb故选D。【点睛】电流越大，产生的磁场越强，而安培力F=BIL，故两通电导线之间的安培力越大。通电导线处于磁场中要受到安培力作用，可得：同向电流相互吸引，异向电流相互排斥。可作为结论牢记并能应用。
17．一条直导线平行于通电螺线管的轴线放在螺线管的正上方，如图所示，导线ab通以由b向a的电流，则导线ab的可能运动是（ ）
A．导线ab不做任何运动
B．导线ab向纸面内平移
C．导线a端向纸外，b端向纸内转动，同时向下移动
D．导线a端向纸内，b端向纸外转动，同时向上移动
【答案】C【详解】根据通电螺线管的磁感线分布图可得a端所在磁场方向为斜向左下，b端所处磁场方向为斜向左上，根据左手定则可得a端导体受力方向向外，b端导体受力方向向里，即导线a端向纸外，b端向纸内转动；当直导线转过90°角时电流垂直纸面向外，磁场向左，导线受到的安培力向下，可知导线边转动同时还要向下移动。故选C。
18．如图，长载流导线ab和cd相互垂直，它们相隔一段距离，ab固定不动，cd能绕中点O转动，并能靠近或离开ab，当电流方向如图中所示时，导线cd将（ ）
A．顺时针转动同时离开ab
B．顺时针转动同时靠近ab
C．逆时针转动同时离开ab
D．逆时针转动同时靠近ab
【答案】D【详解】根据安培定则，ab左侧磁场向外，右侧向里。根据左手定则，cd在ab左侧部分受安培力向下，在ab右侧部分受安培力向上，则cd将逆时针转动。又因为ab外侧磁场向右，则cd受安培力向里，故导线cd将逆时针转动同时靠近ab。故选D。
19．已知通电长直导线周围激发磁场的磁感应强度大小与导线中的电流大小成正比。有四条垂直于纸面的长直固定导线，电流方向如图所示，其中a、b、c三条导线到d导线的距离相等，三条导线与d的连线互成120°角，四条导线中的电流大小都为I，其中a导线对d导线的安培力大小为F。现突然把b、c导线的电流方向同时改为垂直于纸面向外，电流大小同时变为原来的3倍，则此时d导线所受安培力的合力（ ）

A．大小为4F，方向为a→dB．大小为4F，方向为d→a
C．大小为3F，方向为a→dD．大小为2F，方向为d→a
【答案】A【详解】当导线通入电流为I时，由安培定则a导线在d导线位置产生的磁场水平向左。再由左手定则可知d导线受到a导线的安培力方向为a→d，大小为F。由对称性可知b、c导线对d导线的安培力大小也为F。当把b、c导线的电流方向同时改为垂直于纸面向外，电流大小同时变为原来的3倍，即b、c导线对d导线的安培力大小都为3F。方向分别由d→b，d→c。由于b、c导线与d的连线互成120°角，对d进行受力分析可知，b、c导线对d的安培力的合力为3F，方向为a→d，所以此时导线所受安培力的合力大小为4F，方向为a→d。故选A。
20．如图所示，导线A、B通以大小、方向均相同的恒定电流，在A、B连线的垂直平分线上放置一段长为L的直导线C，A、B、C刚好在正三角形的三个顶点上。现C通以恒定电流，C受到的安培力大小为F。若只将导线A的电流增大为原来的两倍，则C受到的安培力大小变为（ ）

A．FB．2FC．D．
【答案】D【详解】根据电流方向相同相互吸引，且A、B通以大小、方向均相同的恒定电流可得A和B对C安培力如下图所示 由于A、B是两根平行且水平放置的长直导线，所以根据几何关系可得解得所以只将导线A的电流增大为原来的两倍，根据导线在空间中产生的磁感应强度和左手定则可得，则A在C处，产生的磁场为原来的两倍， C受到A给的安培力大小变为原来的两倍，为方向沿CA方向，C受到B给的安培力大小仍为，方向沿CB方向，如下图所示 由余弦定理可得C受的安培力为 故选D。
【磁电式电流表知识点梳理】
磁电式电流表的构造特点
(1)构造：磁铁、线圈、螺旋弹簧、指针、极靴。(如图甲所示)
(2)特点：两极间的极靴和极靴中间的铁质圆柱，使极靴与圆柱间的磁场都沿半径方向均匀分布，使线圈平面都与磁感线平行，使表盘刻度均匀。(如图乙所示)
甲 乙
原理
(1)通电线圈在磁场中受安培力作用发生转动。螺旋弹簧变形，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，可以确定被测电流的大小；根据线圈偏转的方向，可以知道被测电流的方向。
优缺点：优点是灵敏度高，可以测出很弱的电流；缺点是线圈的导线很细，允许通过的电流很弱。如果希望它测量较大的电流值，就要根据在必修第三册中学到的方法扩大其量程。
【磁电式电流表举一反三练习】
21．（多选）磁电式电流表中通以相同电流时，指针偏转角度越大，表示电流表灵敏度越高，若其余条件都相同，则灵敏度高的电流表具有（ ）
A．较小的线圈面积
B．较强的辐向分布的磁场
C．较多的线圈匝数
D．劲度系数较大的两个螺旋弹簧
【答案】BC【详解】A．较小的线圈面积，这样在磁场中线圈通电导线的有效长度会小，会受到较小的安培力，线圈不容易转动，灵敏度较小，A错误；B．较强的辐向分布的磁场，则有较大的磁感应强度Ｂ，由安培力公式，可知线圈受到的安培力较大，线圈越容易转动，能提高电流表的灵敏度，B正确；C．较多的线圈匝数，线圈受到的安培力的合力较大，线圈转动容易，可以提高电流表的灵敏度，C正确；D．两个螺旋弹簧的作用是阻尼作用，因此劲度系数较大的两个螺旋弹簧不会提高电流表的灵敏度，D错误。故选BC。
22．如图甲是磁电式电流表的结构图，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布。线圈中a、b两条导线长度均为l，未通电流时，a、b处于图乙所示位置，两条导线所在处的磁感应强度大小均为B。通电后，a导线中电流方向垂直纸面向外，大小为I，则（ ）

A．该磁场是匀强磁场
B．线圈平面总与磁场方向垂直
C．线圈将逆时针转动
D．a导线受到的安培力大小始终为BIl
【答案】D【详解】A．由图乙可知，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，磁感应强度大小均为B，可方向均不相同，因此该磁场不是匀强磁场，A错误；B．由图乙可知，线圈平面总与磁场方向平行，B错误；C．通电后，a导线中电流方向垂直纸面向外，b导线中电流方向垂直纸面向里，由左手定则判定，a导线受安培力方向向上，b导线受安培力方向向下，则线圈将顺时针转动，C错误；D．a导线中电流方向始终与磁场方向垂直，磁感应强度B与电流I均大小不变，由安培力公式可知，a导线受到的安培力大小始终为BIl，D正确。故选D。
23．磁电式仪表的基本组成部分是磁铁、线圈、铁芯等，下列关于电表的说法中正确的是（ ）
A．电表里面是匀强磁场
B．电表里面的铁芯是为了减小线圈与磁场间的作用
C．电表中通的电流越大，指针偏转角度越大
D．改变电流方向，指针偏转方向不变
【答案】C【详解】A．电表内的磁场是均匀辐向分布磁场，不是匀强磁场，A错误；B．铁芯被磁化变成了磁铁，它的磁场和线圈的磁场同向、相互叠加加强，增大线圈与磁场间的作用，B错误；C．线圈所受安培力力的大小随电流增大而增大，所以电表中通的电流越大，指针偏转角度越大，C正确；D．改变电流方向，线圈所受安培力力的方向发生变化，指针偏转方向发生改变，D错误。故选C。
24．ABCD为一闭合回路，AB、CD间导线弯成水平半圆弧状，AD、BC间导线竖直放置。现有一根长直导线PQ平行于AD放置在半圆柱体的轴线上。ABCD回路和PQ导线通有如图所示的电流，已知BC段导线单独存在时，PQ受到的安培力大小为F。则ABCD回路给PQ的安培力为（ ）

A．4F，方向水平指向ADB．4F，方向水平指向BC
C．2F，方向水平指向ADD．2F，方向水平指向BC
【答案】C【详解】上下两端导线在PQ处产生磁场与PQ平行。已知BC段导线单独存在时，PQ受到的安培力大小为F。AD与BC和PQ的电流方向分别相同和相反，根据同向电流相互吸引反向电流相互排斥可知ABCD回路给PQ的安培力为2F，方向水平指向AD。故选C。
25．图甲为实验室里某型号磁电式电流表结构。矩形线圈匝数为n，电阻为R。矩形线圈处在均匀辐射状磁场中，如图乙所示，线圈左右两边所在之处的磁感应强度大小均为B。若线圈受到的安培力和螺旋弹簧的弹力达到平衡时，指针达到稳定。下列说法正确的是（ ）
A．如图甲所示，线圈顺时针转动过程中，穿过铝框的磁通量减少
B．在线圈转动范围内，线圈所受安培力大小与电流大小有关，而与所处位置无关
C．通电线圈中的电流越大，电流表指针偏转角度就越小
D．更换劲度系数更小的螺旋弹簧，可以减小电流表的灵敏度（灵敏度即）
【答案】B【详解】A．顺时针旋转的过程中，穿过铝框的磁感线根数增加，磁通量增加，故A错误；B．线圈左右两边所在之处的磁感应强度大小均为B，无论什么位置磁感应强度大小都相等，根据安培力的表达式可知，安培力的大小只与电流大小相关，与所在位置无关，故B正确；C．线圈中的电流越大，线框所受到的安培力越大，电流表指针偏转也就越大，故C错误；D．更换劲度系数更小的螺旋弹簧，电流变化量相等时，安培力变化量相等，但转动角度变化量大，故灵敏度增加，故D错误。故选B。
五、【安培力作用下的平衡问题知识点梳理】
安培力作用下物体的平衡、加速问题
①通电导体棒在磁场中的平衡问题是一种常见的力学综合模型，该模型一般由倾斜导轨、导体棒、电源和电阻等组成。这类题目的难点是题图具有立体性，各力的方向不易确定。因此解题时一定要先把立体图转化成平面图，通过受力分析建立各力的平衡关系，如图所示。

②如果导体处于加速状态，可根据牛顿第二定律处理。
③求解安培力作用下导体棒平衡问题的基本思路

④ 受力分析的注意事项
(1)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。
(2)安培力的大小：应用公式F＝BILsin θ计算弯曲导线在匀强磁场中所受安培力的大小时，有效长度L等于曲线两端点的直线长度。
(3)视图转换：对于安培力作用下的力学问题，导体棒的受力往往分布在三维空间的不同方向上，这时应利用俯视图、剖面图或侧视图等，变立体图为二维平面图。
【安培力作用下的平衡问题举一反三练习】
26．如图所示，质量为m的导体棒MN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，其余部分与接触电阻不计，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：
（1）电路中的电流和安培力；
（2）轨道对导体棒的支持力和摩擦力。（重力加速度取g）
【答案】（1），；（2）FN=mg－，Ff=【详解】(1)棒的受力分析如图所示由闭合电路欧姆定律I=由安培力公式F=BIL得(2)由共点力平衡条件Fsin=FfFN＋Fcs=mg计算得Ff=水平向右FN=mg－竖直向上
27．如图所示，水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L＝0.2m，现垂直于导轨放置一根质量为m＝0.06kg的金属棒ab，M和P之间接入一恒流源，回路中电流大小恒定为I＝2A，在导轨间加一个范围足够大的匀强磁场且磁场方向始终与导体棒垂直，方向与水平面间夹角可调。（g取10m/s2）
（1）当磁感应强度的大小B＝0.3T，方向与水平方向成30°角时，ab棒处于静止状态，求ab棒受到的摩擦力大小；
（2）若要使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？
（sin37°＝0.6，cs37°＝0.8）

【答案】（1）；（2）1.5T，方向为水平向右【详解】（1）根据平衡条件及安培力公式可得ab棒受到的摩擦力大小为（2）根据平衡条件及安培力公式可得ab棒受到的支持力大小为当N=0时，有当θ=0时，B有最小值为即B的大小至少为1.5T，此时B的方向为水平向右。
28．如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上，放置一段通有电流为I，长度L，质量m的导体棒，电流方向垂直纸面向外，已知重力加速度大小为g，试求：
（1）若空间中有竖直向下的匀强磁场，要使导体棒静止在斜面上，则所加匀强磁场的磁感应强度B1的大小；
（2）要使导体棒静止在斜面上且对斜面无压力，则所加匀强磁场的磁感应强度B2的大小和方向；
（3）如果磁场的大小方向可变，棒依然静止，匀强磁场沿什么方向时磁感应强度最小，最小值为多少？

【答案】（1）；（2），方向水平向右；（3），方向垂直于斜面向下【详解】（1）若磁场方向竖直向下，由平衡条件得：水平方向上B1IL-Nsinθ=0竖直方向上mg-Ncsθ=0解得（2）当安培力与重力平衡时，导体棒对地面没有压力，则有：在竖直方向mg=B2IL解得方向水平向右；（3）在平行于斜面方向mgsinθ=B3IL解得方向垂直于斜面向下。
29．在倾角的斜面上，沿斜面方向固定一对平行的金属导轨，两导轨距离 ，接入电动势 、内阻不计的电池及滑动变阻器，如图所示。垂直导轨放有一根质量的金属棒，它与导轨间的动摩擦因数为，整个装置放在磁感应强度的垂直斜面向上的匀强磁场中。当调节滑动变阻器的阻值在什么范围内时，可使金属棒静止在框架上？（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，框架与棒的电阻不计，）
【答案】【详解】当安培力较小，摩擦力方向向上时：得：当安培力较大，摩擦力方向向下时：得：．滑动变阻器的取值范围应为。【点睛】静摩擦力的方向是由安培力大小决定，当安培力过大使得棒有上滑趋势，所以静摩擦力沿斜面向下，当安培力过小时，棒有下滑的趋势，所以静摩擦力沿斜面向上。
30．如图所示，两平行金属导轨间的距离，金属导轨所在的平面与水平面的夹角，在导轨所在平面内分布着磁感应强度大小、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势、内阻的直流电源，现把一个质量的导体棒放在金属导轨上，导体棒恰好保持静止，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，金属导轨的电阻不计，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小，，。
（1）求导体棒受到的安培力；
（2）求导体棒与金属导轨间的动摩擦因数；
（3）若磁场方向改为竖直向上，在不改变其他条件的情况下，求磁场磁感应强度的最大值。

【答案】（1），沿金属导轨向上；（2）；（3）【详解】（1）通过导体棒的电流为导体棒受到的安培力为根据左手定则可知导体棒受到的安培力沿金属导轨向上。（2）导体棒恰好保持静止，对导体受力分析可得最大静摩擦力等于滑动摩擦力解得（3）对导体受力分析，根据平衡条件可得摩擦力为磁场磁感应强度的最大值为