（通用）2026高考物理重难点讲练 磁场对电流的作用(提高)+巩固练习（附解析）

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1、知道磁体的磁场、电流的磁场及地磁场的分布特点；
2、理解磁感应强度的概念、定义式；
3、掌握安培定则，会利用安培定则判断通电导线、螺线管的磁场；
4、会求安培力的大小并确定其方向，能在具体问题中熟练应用。
【知识网络】
【考点梳理】
考点一、磁场
1、磁场的存在
磁场是一种特殊的物质，存在于磁极和电流周围。
2．磁场的特点
磁场对放入磁场中的磁极和电流有力的作用。
同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，磁体之间、磁体与电流（或运动电荷）之间、电流（或运动电荷）与电流（或运动电荷）之间的相互作用都是通过磁场发生的。
3、磁场的方向
规定磁场中任意一点的小磁针静止时N极的指向（小磁针N极受力方向）。
4、地磁场的主要特点
要点诠释：地球的磁场与条形磁铁的磁场相似，其主要特点有三个：
（1）地磁场的N极在地球地理南极附近，S极在地球地理北极附近。磁感线分布如图所示。

（2）地磁场B的水平分量()总是从地球地理南极指向地球地理北极（地球外部）；而竖直分量()，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下。
（3）在赤道平面上，距离地球表面高度相等的各点，磁感应强度相等，且方向水平向北。
注意：地球的地理两极和地磁两极不重合，因此形成了磁偏角。
考点二、磁感应强度
1、磁感应强度
磁感应强度是描述磁场大小和方向的物理量，用“B”表示，是矢量。
（1）．B的大小：磁场中某点的磁感应强度的大小等于放置于该点并垂直于磁场方向的通电直导线所受磁场力F与通过该导线的电流强度和导线长度乘积IL的比值。
定义式.
（2）．B的方向：磁场中该处的磁场方向。
（3）．B的单位：特斯拉。1T=1 N/ ( A·m)。
要点诠释：
（1）磁感应强度B也是用比值法定义的物理量，其特点：与F、I、L无关，只由磁场本身决定。
（2）式中的I必须垂直于该处的磁场。
（3）磁感应强度是一个矢量，B的方向就是该处的磁场方向（不是F的方向）。
2、磁场的叠加
要点诠释：空间中如果同时存在两个以上的电流或磁体在该点激发的磁场，某点的磁感应强度B是各电流或磁体在该点激发磁场的磁感应强度的矢量和，且满足平行四边形定则。
磁感应强度B与电场强度E的比较：
电场强度E是描述电场的力的性质的物理量；磁感应强度B是描述磁场的力的性质的物理量。现把这两个物理量比较如下：
3、磁感线
1、磁感线的特点
磁感线的特点：磁感线是为形象地描述磁场的强弱和方向而引入的一系列假想的曲线，是一种理想化的模型。它有以下特点：
（1）磁感线某点切线方向表示该点的磁场方向，磁感线的疏密可以定性地区分磁场不同区域磁感应强度B的大小。
（2）磁感线是闭合的，磁体的外部是从N极到S极，内部是从S极到N极。
（3）任意两条磁感线永不相交。
（4）条形磁体、蹄形磁体、直线电流、通电螺线管、地磁场等典型磁场各有其特点，记住它们的分布情况有助于分析解决有关磁场的问题。
2、几种常见的磁感线
（1）条形磁铁和蹄形磁铁的磁场
在磁体的外部，磁感线从N极射出进入S极，在内部也有相应条数的磁感线（图中未画出）与外部磁感线衔接并组成闭合曲线。

（2）直线电流的磁场
直线电流的磁感线是在垂直于导线平面上的以导线上某点为圆心的同心圆（如图)，其分布呈现“中心密边缘疏”的特征，从不同角度观察，如图。

（3）环形电流的磁场
如图中甲、乙、丙从不同角度观察，环形电流的磁感线是一组穿过环所在平面的曲线，在环形导线所在平面处，各条磁感线都与环形导线所在的平面垂直。

（4）通电螺线管的磁感线与条形磁铁相似，一端相当于北极N，另一端相当于南极S。
由于在螺线管内部磁感线从S指向N，因此不能用“同名磁极相斥，异名磁极相吸”来判断管内部的小磁针的指向。小磁针在通电螺线管周围空间的指向，不论是在管内或管外，应根据磁感线的方向加以判断，如图。

（5）匀强磁场
磁感应强度大小、方向处处相同的区域，在磁场的某些区域内，则这个区域的磁场叫匀强磁场。在匀强磁场中，磁感线为同向、等间距的平行的直线。
条形磁铁N和S两磁极端面相互平行，距离较近时，磁极间的磁场是匀强磁场，如图所示。通有稳恒电流的长直螺线管内的中央区域的磁场也是匀强磁场。


4、安培定则
要点诠释：直线电流和环形电流及通电螺线管的磁场磁感线的方向可以用安培定则确定。
（1）对于通电直导线，可用右手握住导线，大拇指指向电流方向，弯曲的四指指向磁感线环绕的方向。
（2）对于环形电流和通电螺线管，则用弯曲的四指指向电流环绕的方向，右手大拇指指向螺线管内部磁感线的方向。
4、安培分子电流假说
（1）磁现象的电本质：磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由运动电荷产生的。
（2）安培分子电流假说：法国学者安培提出了分子电流假说。他认为在原子、分子等物质微粒内部存在着微小的环形电流即分子电流，分子电流使每个物质微粒成为微小的磁体。安培的假说可以解释磁化等磁现象。
考点三、磁场对电流的作用力——安培力
1、安培力的大小
要点诠释：安培力的大小： 表示电流I与磁感应强度B的夹角。
（1）当磁场与电流垂直时，即，，此时安培力最大；
（2）当磁场与电流平行时，即磁场方向与电流方向相同或相反时，即，，
即安培力为零。
L是有效长度；B并非一定为匀强磁场，但它应该是L所在处的磁感应强度。
2、安培力的方向
安培力的方向由左手定则判断。
磁场的基本性质是对放入其中的电流有力的作用。
磁场对电流的作用力称为安培力。实验表明，安培力的方向与磁场方向、电流方向都有关系。
左手定则：
通电导线垂直放入磁场时，磁场方向、电流方向和安培力方向三者之间的空间关系由左手定则来确定。它的内容是：伸出左手，使大拇指和四指在同平面内并且相互垂直，让磁感线垂直穿过手心、四指沿电流方向，则大拇指所指的方向就是电流所受安培力的方向。
【典型例题】
类型一、对磁感应强度的理解
例1、如图所示，在正方形的四个顶点处垂直纸面放置四根长直通电导线，电流大小相等，各处电流方向如图，它们在三角形中心O点的磁感应强度大小均为B，求O处磁感应强度。
【思路点拨】直线电流的磁场与电流大小有关，与距离有关。方向用安培定则（即右手螺旋定则）确定。磁感应强度是矢量，仍然用平行四边形定则进行合成和分解。
【答案】，方向水平向左。
【解析】因四根长直通电导线的电流在O点产生的磁场大小均为B，
根据安培定则，各电流在O处产生的B的方向应垂直于各点和O的连线，再根据平行四边形定则和几何关系知，a、c电流在O处的磁感应强度均为B，方向都指向d，它们的矢量和大小为2B；b、d在O处的磁感应强度均为B，方向都指向a，它们的矢量和大小也为2B，这两个磁感应强度相互垂直，由勾股定理知，四个电流在O点的磁感应强度的矢量和为，方向水平向左。
【总结升华】磁感应强度是矢量，要用矢量合成的平行四边形定则。各电流在O处产生的B的方向应垂直于各点和O的连线。
举一反三
【变式】如图，两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与直面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等。关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是（ ）

A. O点处的磁感应强度为零
B. a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反
C. c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同
D. a、c两点处磁感应强度的方向不同
【答案】C
【解析】由安培定则可知，两导线在O点产生的磁场均竖直向下，合磁感应强度一定不为零，选项A错；由安培定则，两导线在a、b两处产生磁场方向均竖直向下，由于对称性，电流M在a处产生磁场的磁感应强度等于电流N在b处产生磁场的磁感应强度，同时电流M在b处产生磁场的磁感应强度等于电流N在a处产生磁场的磁感应强度，所以a、b两处磁感应强度大小相等方向相同，选项B错；根据安培定则，两导线在c、d处产生磁场垂直c、d两点与导线连线方向向下，且产生的磁场的磁感应强度相等，由平行四边形定则可知，c、d两点处的磁感应强度大小相同，方向相同，选项C正确。a、c两处磁感应强度的方向均竖直向下，选项D错。
【变式2】三条在同一平面（纸面）内的长直绝缘导线组成一等边三角形，在导线中通过的电流均为I，方向如图所示。a、b和c三点分别位于三角形的三个顶角的平分线上，且到相应顶点的距离相等。将a、b和c处的磁感应强度大小分别记为B1、B2和B3，下列说法正确的是（ ）
A．B1＝B2b时，磁铁以速度v进入铝条间时，磁铁受到的作用力变为F´，有
可见F´>，磁体所受到的合力也减小，由于磁铁加速度与所受到的合力成正比，磁铁的加速度逐渐减小。所以磁铁做加速度减小的减速运动。直到时，磁铁达到平衡状态，将再次以较小的速度匀速下滑。
举一反三
【变式1】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，宽为 l，共N匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，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、右两边加上质量不同的砝码，天平平衡．将电流反向（大小不变）时，右边再加上质量为 m的砝码后，天平重新平衡。求磁感应强度的大小和方向。
【答案】方向垂直纸面向里。
【解析】将电流反向（大小不变）时，右边再加上质量为 m的砝码后，天平重新平衡，说明此时安培力方向向上，根据左手定则，磁感应强度的方向垂直纸面向里。
安培力变化了2F所加质量为 m的砝码的重力等于安培力的变化，即
安培力大小，联立解得。
【变式2】如图，质量为、长为的直导线用两绝缘细线悬挂于，并处于匀强磁场中。当导线中通以沿正方向的电流，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为。则磁感应强度方向和大小可能为（ ）
A. 正向， B.正向，
C. 负向， D. 沿悬线向上，
【答案】BC
【解析】用逆向解题法。A、磁感应强度方向为z正向，根据左手定则，直导线所受安培力方向沿y负方向，直导线不能平衡，所以A错误；B、磁感应强度方向为y正向，根据左手定则，直导线所受安培力方向沿z正方向，此时细线拉力为零（否则不能平衡），根据平衡条件BIL=mg，所以，所以B正确；C、磁感应强度方向为z负方向，根据左手定则，直导线所受安培力方向沿y正方向，根据平衡条件 ，
所以，所以C正确；D、磁感应强度方向沿悬线向上，根据左手定则，直导线所受安培力方向如下图（侧视图），直导线不能平衡，所以D错误。故选BC。
例5、水平面上有U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L，M和P之间接入电源，现垂直于导轨搁一根质量为m的金属棒ab，棒与导轨的动摩擦因数为μ(滑动摩擦力略小于最大静摩擦力),通过棒的电流为I，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于金属棒ab，与垂直导轨平面的方向夹角为θ，如图所示，金属棒处于静止状态,重力加速度为g，则金属棒所受的摩擦力大小为( )
A. BILsinθB. BILcsθ C. μ(mg-BILsinθ) D. μ(mg+BILcsθ)
【答案】B
【解析】金属棒处于静止状态，所受合力为零，受力分析如图，在水平方向由平衡条件有
BILcsθ-f=0
f=BILcsθ
选项B正确，选项A、C、D错误。
举一反三
【变式】质量为m=0.02 kg的通电细杆ab置于倾角为的平行放置的导轨上，导轨的宽度d=0.2 m，杆ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.4，磁感应强度B=2 T的匀强磁场与导轨平面垂直且方向向下，如图所示。现调节滑动变阻器的触头，试求出为使杆ab静止不动，通过ab杆的电流范围为多少？
【答案】 0.14 A≤I≤0.46 A
【解析】杆ab中的电流为a到b，所受的安培力方向平行于导轨向上。当电流较大时，导体有向上的运动趋势，所受静摩擦力向下；当静摩擦力达到最大时，磁场力为最大值F1，此时通过ab的电流最大为Imax；同理，当电流最小时，应该是导体受向上的静摩擦力，此时的安培力为F2，电流为Imin。
正确地画出两种情况下的受力图，由平衡条件列方程求解。
根据第一幅受力图列式如下：
， ，
，
解上述方程得：Imax=0.46 A。
根据第二幅受力图，得
，
，
解上述方程得：Imin=0.14 A。
类型五、安培力和其它力学知识的综合应用
例6、下图是导轨式电磁炮实验装置示意图。两根平行长直金属导轨沿水平方向固定，其间安放金属滑块（即实验用弹丸）。滑块可沿导轨无摩擦滑行，且始终与导轨保持良好接触。电源提供的强大电流从一根导轨流入，经过滑块，再从另一导轨流回电源。滑块被导轨中的电流形成的磁场推动而发射。在发射过程中，该磁场在滑块所在位置始终可以简化为匀强磁场，方向垂直于纸面，其强度与电流的关系为B=kI，比例常量k=2.5×10－6T/A。
已知两导轨内侧间距l=1.5cm，滑块的质量m=30g，滑块沿导轨滑行5m后获得的发射速度v=3.0km/s（此过程视为匀加速运动）。
（1）求发射过程中电源提供的电流强度。
（2）若电源输出的能量有4%转换为滑块的动能，则发射过程中电源的输出功率和输出电压各是多大？
（3）若此滑块射出后随即以速度v沿水平方向击中放在水平面上的砂箱，它嵌入砂箱的深度为s'。设砂箱质量为M，滑块质量为m，不计砂箱与水平面之间的摩擦。求滑块对砂箱平均冲击力的表达式。
【思路点拨】（1）运动分析：滑块在安培力作用下做匀加速直线运动。（2）理解“滑块获得的动能是电源输出能量的4%”，功等于功乘以时间再乘以4%就等于动能。（3）滑块射出后击中砂箱，这是“子弹打木块模型”，分别应用动能定理，再利用动量守恒定律即可求解。
【答案】（1）（2），
（3）
【解析】（1）由匀加速运动公式
由安培力公式和牛顿第二定律，有
因此
（2）滑块获得的动能是电源输出能量的4%，
即：
发射过程中电源供电时间
所需的电源输出功率为
由功率，解得输出电压：
（3）分别对砂箱和滑块用动能定理，有

由动量守恒
联立解得平均冲击力
【总结升华】注重理论联系实际，本题以高科技问题为背景与所学的知识建立联系，而怎样将实际问题转化为熟知的物理模型，则是求解此类问题的关键。注重学科内基本知识、典型模型的整合，本题涉及的规律有：匀变速直线运动、安培力、电功率、子弹打木块模型等，因此要注意知识背景的合理迁移。
举一反三
【变式】电磁轨道炮工作原理如图所示。待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与
轨道保持良好接触。电流I从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回。轨道电
流可形成在弹体处垂直于轨道面得磁场（可视为匀强磁场），磁感应强度的大小与I成正比。
通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出。现欲使弹体的出射速度增加至原来的2
倍，理论上可采用的方法是（ ）

A. 只将轨道长度L变为原来的2倍
B. 只将电流I增加至原来的2倍
C. 只将弹体质量减至原来的一半
D. 将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L变为原来的2倍，其它量不变
【答案】BD
【解析】利用动能定理，安培力对弹体做的功等于弹体动能的变化
，B=kI
解得。所以正确答案是BD。
【巩固练习】
一、选择题
1、在如图所示电路中，电池均相同，当电键S分别置于a、b两处时，导线与，之间的安培力的大小为、，判断这两段导线（ ）

A.相互吸引， B.相互排斥，
C.相互吸引， D.相互排斥，
2、如图所示，一劲度系数为k的轻质弹簧，下面挂有匝数为n的矩形线框abcd．bc边长为l，线框的下半部分处在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向与线框平面垂直，在图中垂直于纸面向里．线框中通以电流I，方向如图所示，开始时线框处于平衡状态．令磁场反向，磁感应强度的大小仍为B，线框达到新的平衡．则在此过程中线框位移的大小△x及方向是（ ）
A. ，方向向上 B. ，方向向下
C. ，方向向上 D. ，方向向下
3、如图，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1、I2，且I1>I2；a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点，且a、b、c与两导线共面；b点在两导线之间，b、d的连线与导线所在平面垂直。磁感应强度可能为零的点是（ ）

A．a点 B．b点
C．c点 D．d点
4、如图，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=1350。流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示。导线段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
Ｂ．方向沿纸面向上，大小为
Ｃ．方向沿纸面向下，大小为
Ｄ．方向沿纸面向下，大小为
5、三根相互平行的通电长直导线放在等边三角形的三个顶点上，右图为其截面图，电流方向如图所示。若每根导线的电流均为I，每根直导线单独存在时，在三角形中心O点产生的磁感应强度大小都是B，则三根导线同时存在时O点的磁感应强度大小为（ ）
A. 0 B. B C. 2B D.


6、一个可自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置，且两个圆线圈的圆心重合，当两线圈都通过如图所示的电流时，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
7、如图所示，两平行导轨ab、cd竖直放置在匀强磁场中，匀强磁场方向竖直向上，将一根金属棒PQ放在导轨上使其水平且始终与导轨保持良好接触．现在金属棒PQ中通以变化的电流I，同时释放金属棒PQ使其运动．已知电流I随时间的关系为I=kt（k为常数，k＞0），金属棒与导轨间的动摩擦因数一定．以竖直向下为正方向，则下面关于棒的速度v、加速度a随时间变化的关系图象中，可能正确的是（ ）
8、如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上，垂直纸面水平放置一根长为L，电流大小为，质量为m的通电直导线，电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向可以是（ ）

A. ，方向垂直斜面向下 B. ，方向竖直向下
C. ，方向水平向左 D. ，方向水平向右
9、如图所示，将通电线圈悬挂在磁铁N极附近，磁铁处于水平位置和线圈在同一平面内，且磁铁的轴线经过线圈圆心，线圈将（ ）
A．转动同时靠近磁铁 B．转动同时离开磁铁
C．不转动只靠近磁铁 D．不转动只离开磁铁
10、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（ ）
二、填空题
1、某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验．两根金属导轨ab和a1b1固定在同一水平面内且相互平行，足够大的电磁铁(未画出)的N极位于两导轨的正上方，S极位于两导轨的正下方，一金属棒置于导轨上且与两导轨垂直．
(1)在图中画出连线，完成实验电路．要求滑动变阻器以限流方式接入电路，且在开关闭合后，金属棒沿箭头所示的方向移动．
(2)为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，有人提出以下建议：
A．适当增加两导轨间的距离
B．换一根更长的金属棒
C．适当增大金属棒中的电流
其中正确的是________(填入正确选项前的标号)．

2，一劲度系数为k的轻质弹簧，下端挂有一匝数为n的矩形线框abcd，bc边长为L，线框下边部分处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向与线框平面垂直，如图所示，垂直纸面向里。线框中通以电流I，方向如图，开始时线框处于平衡状态，现令磁场反向，磁感应强度大小仍为B，线框达到新的平衡，在此过程中，线框位移的大小=________，方向________。
3、在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，有一个边长为20cm×30cm的矩形线圈。通有I=0.8A的电流，线圈共N=50匝。线圈的转轴OO'位于长边的1/4处，且与磁场方向垂直。当线圈平面与中性面夹角为30°时，线圈短边ab所受的磁场力的大小是多少？
三、计算题
1、如图，一关于y轴对称的导体轨道位于水平面内，磁感应强度为B的匀强磁场与平面垂直。一足够长，质量为m的直导体棒沿x轴方向置于轨道上，在外力F作用下从原点由静止开始沿y轴正方向做加速度为a的匀速加速直线运动，运动时棒与x轴始终平行。棒单位长度的电阻ρ，与电阻不计的轨道接触良好，运动中产生的热功率随棒位置的变化规律为P=ky3/2（SI）。求：
（1）导体轨道的轨道方程y=f（x）；
（2）棒在运动过程中受到的安培力Fm随y的变化关系；
（3）棒从y=0运动到y=L过程中外力F的功。
2、如图所示，在与水平方向成60°角的光滑金属导轨间连一电源，在相距1m的平行导轨
上放一重为3N的金属棒ab，棒上通过3A的电流，磁场方向竖直向上，这时棒恰好静止，
求：（1）匀强磁场的磁感应强度；
（2）ab棒对导轨的压力
（3）若要使B取值最小，其方向应如何调整？并求出最小值。

3、磁流体推进船的动力来源于电流与磁场间的相互作用。图1是在平静海面上某实验船的示意图，磁流体推进器由磁体、电极和矩形通道（简称通道）组成。
如图2所示，通道尺寸a＝2.0m、b＝0.15m、c＝0.10m。工作时，在通道内沿z轴正方向加B＝8.0T的匀强磁场；沿x轴负方向加匀强电场，使两金属板间的电压U＝99.6V；海水沿y轴方向流过通道。已知海水的电阻率＝0.20·m。
（1）船静止时，求电源接通瞬间推进器对海水推力的大小和方向；
（2）船以5.0m/s的速度匀速前进。若以船为参照物，海水以5.0m/s的速率涌入进水口，由于通道的截面积小于进水口的截面积，在通道内海水速率增加到8.0m/s。求此时两金属板间的感应电动势U感；
（3）船行驶时，通道中海水两侧的电压按计算，海水受到电磁力的80％可以转化为对船的推力。当船以5.0m/s的速度匀速前进时，求海水推力的功率。
【答案与解析】
一、选择题
1、D
解析：电键S分别置于a、b两处时，电源分别为一节干电池、两节干电池，而电路中灯泡电阻不变，则电路中电流Ia＜Ib，在处的磁感应强度Ba＜Bb，应用安培力公式F＝BIL可知fa＜fb，又在电流方向相反、则相互排斥。
2、【答案】B
【解析】线框在磁场中受重力、安培力、弹簧弹力处于平衡，安培力为：FB=nBIL，且开始的方向向上，然后方向向下，大小不变．设在电流反向之前弹簧的伸长为x，则反向之后弹簧的伸长为（x+△x），
则有：kx+nBIL–G=0
k（x+△x）–nBIL–G=0
解之可得：，且线框向下移动，故B正确．
3、C
解析：磁感应强度是矢量，磁感应强度的叠加符合平行四边形定则。a、b、c、d各点的磁感应强度等于电流I1、I2各自产生的磁场的磁感应强度的矢量和。某点磁感应强度为零，则两电流在该点的磁感应强度大小相等方向相反。由通电直导线磁场中的磁感线分布规律、安培定则和平行四边形定则知，b、d两点合磁感应强度一定不为零。两电流在a、c两点的磁感应强度方向相反，又I1＞I2，因此a点合磁感应强度不可能为零，而c点合磁感应强度可能为零。本题选C。
4、A
解析：该导线可以用a和d之间的直导线长为来等效代替，根据，可知大小为，方向根据左手定则，A正确。
5、C
解析：参见例1，三根通电长直导线分别在O点的磁感应强度方向如图，大小相等，合成后的磁感应强度大小为2B。故选C。
6、C
解析：本题可把L1、L2等效成两根长直导线，利用同向电流相互吸引，反向电流相互排斥，即可判断出L1将逆时针转动。
7、【答案】B
【解析】因为开始加速度方向向下，与速度方向相同，做加速运动，加速度逐渐减小，即做加速度逐渐减小的变加速运动，然后加速度方向向上，加速度逐渐增大，做加速度逐渐增大的变减速运动．故A错误，B正确；根据牛顿第二定律得，金属棒的加速度，f=μN=μFA=μBIL=μBLkt，联立解得加速度，与时间成线性关系．故C错误；t=0时刻无电流，无安培力，只有重力，加速度竖直向下，为正值．故D错误．
8、AC
解析：当磁感应强度方向竖直向下时，安培力水平向左，受力图如图1所示，根据平衡条件
解得，A对；当磁感应强度方向垂直斜面向下时，安培力沿斜面向上，受力
图如图2所示，根据平衡条件解得，B错；当磁感应强度方向水平向左时，
安培力方向竖直向上，此时支持力等于零，安培力等于重力，，，C对；
当磁感应强度方向水平向右时，安培力方向竖直向下，无法静止，D错。故选AC。
9、A
解析：N极附近磁场方向向左，由左手定则，线圈右侧受安培力向纸内，左侧受安培力向纸外，因此将逆时针转动（从上向下看），转动90°后，线圈N极在左，S极在右，将受磁铁吸引靠近磁铁。
10、【思路点拨】安培定则，也叫右手螺旋定则，是表示电流和电流激的磁场的磁感线方向间关系的定则，根据安培定则的应用即可正确解答．加强练习熟练掌握安培定则的内容，注意磁场方向的表示方法．
【答案】C
【解析】通电直导线中的安培定则（安培定则一）：用右手握住通电直导线，让大拇指指向电流的方向，那么四指的指向就是磁感线的环绕方向由此可知AB错误；通电螺线管中的安培定则（安培定则二）：用右手握住通电螺线管，使四指弯曲与电流方向一致，那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极，据此可知C正确，D错误．故选C．
二、填空题
1、【答案】(1)连线如图所示
(2)AC
【解析】 (1)限流式接法要求滑动变阻器接线时只能连接“一上一下”两个接线柱；磁铁N极位于上方，说明磁感线向下；开关闭合后，金属棒往右运动，说明棒受到向右的安培力；由左手定则可知，电流应垂直纸面向外(ab指向a1b1)；所以应按“电源正极→开关→滑动变阻器下接线柱→滑动变阻器上接线柱→电流表→ab→a1b1→电源负极”的顺序连接回路．
(2)由动能定理可知，要增大金属棒离开导轨时的速度v，可以增大磁感应强度B、增大电流I、增大两导轨间的距离L或增大导轨的长度s；但两导轨间的距离不变而只是换一根更长的金属棒后，等效长度L并不会发生改变，但金属棒的质量增大，故金属棒离开导轨时的速度v减小．B错，AC正确。
故选AC。
2、2nBIL/k 向下
解析：第一次平衡时，弹簧的弹力为，安培力为，方向向上。
根据平衡条件，
电流反向后，第二次平衡时，弹簧的弹力为，安培力为，方向向下。
联立解得.
3、4N
解析：无论线圈平面与中性面夹角为多少度，磁场方向始终与电流方向垂直，直接根据安培力公式进行计算即可。
三、计算题
1、【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）设棒运动到某一位置时与轨道接触点的坐标为（±x，y），安培力的功率
棒做匀加速运动


代入前式得，轨道形式为抛物线。
2、（1）；（2）；（3）B垂直斜面向上，。
解析：（1）棒静止时，其受力如图所示
则有：F=mg tan60° 即BIL=mg tan60°
（2）ab棒对导轨的压力与N大小相等

（3）若要使B取值最小，即安培力F最小。显然当F平行斜面向上时，F有最小值，此时
B应垂直斜面向上，且有：F=mg sin60°
所以 。
3、（1）方向沿y轴正方向（向右）；（2）；（3）。
解析：（1）根据安培力公式，推力F1＝I1Bb，其中 ，
则
对海水推力的方向沿y轴正方向（向右）。
（2）
（3）根据欧姆定律，
安培推力F2 ＝ I2 B b = 720 N
对船的推力F ＝ 80% F2 ＝ 576 N
推力的功率

磁感应强度B
电场强度E
物理意义
描述磁场的性质
描述电场的性质
定义式
，通电导线与B垂直
方向
矢量
磁感线切线方向，小磁针N极受力方向
矢量
电场线切线方向，放入该点正电荷受力方向
场的叠加
合磁感应强度B等于各磁场的B的矢量和
合场强等于各个电场的场强E的矢量和
单位
1 T=1 N/（A·m）
1 V/m=1 N/C