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专题 63 磁场对电流的作用
授课提示：对应学生用书99页
1．[2024·北京市人大附中期中考试]如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B，L形导线
通以恒定电流I，放置在磁场中．已知ab边长为2l，与磁场方向垂直，bc边长为l，与磁场
方向平行．该导线受到的安培力为( )
A．0 B．IlB C．2IlB D．IlB
答案：C
解析：导线的ab边与磁场垂直，受到的安培力大小为F＝2BIl，导线的bc边与磁场平
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行，不受安培力的作用，则导线受到的安培力大小为F＝F＝2BIl，C正确，A、B、D错误．
1
2．[2024·陕西省延安市一模]甲是磁电式电流表的结构简图，线圈绕在一个与指针、转
轴相连的铝框骨架上，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，同一圆周上磁感应强度大
小处处相等，如图乙．当线圈通以如图乙所示方向电流时，下列说法正确的是( )
A．a、b导线所受安培力相同
B．线圈将按逆时针方向(正视)转动
C．换磁性更强的磁铁会增大电流表的量程
D．增加线圈匝数会减小电流表的量程
答案：D
解析：由左手定则可知，a、b导线受到的安培力大小相等、方向相反，A错误；由左
手定则可知，a导线受到的安培力向上，b导线受到的安培力向下，线圈按顺时针方向(正
视)转动，B错误；换磁性更强的磁铁或增加线圈匝数，会使得在相同电流情况下线圈所受
安培力增大，电流表的量程减小，C错误，D正确．3．有三根相互平行的直导线a、b、c垂直纸面放置，且它们在同一连线上．已知这三
根导线中电流大小分别为I、I、I，且I＝I，电流方向如图所示( )
1 2 3 1 2
A．直导线b受到的安培力向左
B．直导线b受到的安培力向右
C．若只增大I，导线b受到的安培力从a指向b
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D．若只增大I，导线b受到的安培力从a指向b
2
答案：C
解析：导线a在b处产生的磁场方向垂直于ab向上，直导线c在b处产生的磁场方向
垂直于bc向下，且I ＝I ，直导线b处合磁场为0，因此直导线b受到的安培力也为0，
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A、B错误；若只增大I，在b处产生的合磁场方向垂直于ab向上，再由左手定则，则安培
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力从a指向b，C正确；若只增大I，在b处产生的合磁场方向垂直于bc向下，再由左手定
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则，则安培力从b指向a，D错误．
4．如图所示，导线框ABC由直线AB和四分之一圆弧BC组成，用柔软导线悬吊处于
静止状态，经过A、C的水平线下方有垂直于ABC所在平面向里的匀强磁场，现给导线
ABC通以如图所示方向的电流，则导线框受到的安培力方向( )
A．竖直向上 B．竖直向下
C．斜向右下 D．斜向左上
答案：B
解析：导线框受到安培力的等效长度为AC的连线，电流方向由C指向A，根据左手
定则可知，导线框受到的安培力方向竖直向下，B项正确．
5．[2024·浙江省舟山市月考]如图所示，边长为L的正方形导线框ABCD用绝缘细线
悬挂于天花板，导线框中通以恒定的逆时针方向的电流．图中虚线过 AD边中点和BC边
中点且水平，虚线的下方为垂直于导线框向里的有界矩形匀强磁场，其磁感应强度大小为
B.此时导线框处于静止状态，细线中的拉力为F(F >0)；现将虚线下方的磁场移至虚线上方
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且磁感应强度的大小改为原来的三倍，保持其他条件不变，导线框仍处于静止状态，此时
细线中拉力为F(F >0).则导线框中的电流大小为( )
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A． B．
C． D．
答案：C
解析：当磁场在虚线下方时，通电导线的等效长度为L，受到的安培力方向竖直向上，
设正方形导线框质量为m，则有F ＋BIL＝mg，当磁场在虚线上方时，通电导线的等效长
1度为L，受到的安培力方向竖直向下，磁感应强度增大到原来的三倍，故此时有 F ＝3BIL
2
＋mg，联立可得I＝，C正确．
6．如图甲所示，两根光滑平行导轨水平放置，其间有竖直向下的匀强磁场，垂直于导
轨水平对称放置一根均匀金属棒．通过金属棒的电流按如图乙所示的规律变化，t＝0时，
将金属棒由静止释放，下列说法正确的是( )
A．t＝时，金属棒的加速度最小
B．t＝时，金属棒的速度为零
C．t＝T时，金属棒距离出发点最远
D．在0～的时间内，安培力对金属棒做功为零
答案：D
解析：t＝时，金属棒通过的电流反向最大，所受安培力最大，所产生的加速度也最大，
A项错误；0～时间内，电流方向不变，安培力方向不变，安培力始终做正功，t＝时，金
属棒的速度不为零，又～时间内，电流方向与之前相反，大小变化相等，始终做负功，根
据对称性，可知在0～的时间内，金属棒先加速后减速且减为零，安培力对金属棒总功为
零，B项错误，D项正确；金属棒做周期性运动，前半个周期先沿正方向加速后减速为零，
后半个周期沿反方向先做加速后减速为零，根据对称性可知t＝T时，金属棒再次回到出发
点，C项错误．
7.
如图所示为电磁轨道炮的工作原理图．质量m＝200 g的待发射弹体与轨道保持良好
接触，并可在宽为L＝2 m的两平行轨道上无摩擦滑动．若电容器的电容 C＝5×10－2F，
充电后电压为U＝2 kV，轨道内充满磁感应强度B＝2.5 T的匀强磁场，当开关由a点扳向
1
b点后，能在极短的时间内将弹体加速到v＝300 m/s发射出去．若在这个过程中，通过电
磁炮的电荷量为q，电容器两端的电压变为U，则( )
2
A．q＝24 C U＝1 976 V
2
B．q＝12 C U＝1 976 V
2
C．q＝24 C U＝1 760 V
2
D．q＝12 C U＝1 760 V
2
答案：D
解析：在极短的时间内将弹体加速发射出去的过程中，由动量定理 BIL·Δt＝mv，通过
电磁炮的电荷量为q＝IΔt，联立解得q＝＝ C＝12 C；电容器两端的电压将变为U ＝＝ V
2
＝1 760 V，选项D正确．
8．[2024·河北省保定市部分高中模拟]如图甲所示，边长为l、质量为m的等边三角形
导线框abc用绝缘细线悬挂于天花板上，bc边水平，导线框中通有沿逆时针方向、大小为I
的恒定电流，线框部分处在水平虚线MN、PQ间的垂直于线框平面向外的匀强磁场中，磁
感应强度大小为B，MN与PQ间的距离为正三角形abc高的一半，重力加速度为g，则下列说法正确的是( )
A.图甲中，绝缘细线的拉力大小为mg－BIl
B．图甲中，绝缘细线的拉力大小为mg－BIl
C．将匀强磁场上移到图乙中所示位置，绝缘细线的拉力会变小
D．将匀强磁场上移到图乙中所示位置，绝缘细线的拉力会变大
答案：A
解析：图甲中，线框受到的安培力向上，有效长度为 l，绝缘细线的拉力F＝mg－
BIl，A正确，B错误；将匀强磁场上移到图乙中所示位置，有效长度不变，线框所受安培
力不变，悬线的拉力不变，C、D错误．
9．如图所示，电阻不计的水平导轨间距0.5 m，导轨处于方向与水平面成α角斜向右
上方的磁感应强度为5 T的匀强磁场中．导体棒ab垂直于导轨放置且处于静止状态，其质
量m＝1 kg，电阻R＝0.9 Ω，与导轨间的动摩擦因数μ＝0.5，电源电动势E＝10 V，其内
阻r＝0.1 Ω，定值电阻的阻值R ＝4 Ω.不计定滑轮的摩擦，设最大静摩擦力等于滑动摩擦
0
力，细绳对ab的拉力沿水平方向，重力加速度 g取10 m/s2，α＝53°，sin 53°＝0.8，cos
53°＝0.6，则( )
A．导体棒ab受到的摩擦力方向一定向右
B．导体棒ab受到的安培力大小为5 N，方向水平向左
C．重物重力G最小值是1.5 N
D．重物重力G最大值是7.5 N
答案：D
解析：由闭合电路欧姆定律可得I＝＝ A＝2 A，ab受到的安培力大小为F ＝BIL＝
安
5×2×0.5 N＝5 N，方向垂直于磁场斜向左上方，B错误；若导体棒ab恰好有水平向左的
运动趋势时，导体棒所受静摩擦力水平向右，则由共点力平衡条件可得 mg＝F cos α＋
安
F ，F sin α＝Ffmax＋G ，Ffmax＝μF ，联立解得G ＝0.5 N，若导体棒ab恰好有水平向
N 安 1 N 1
右的运动趋势时，导体棒所受静摩擦力水平向左，则由共点力平衡条件可得 mg＝F cos α
安
＋F ，F sin α＋Ffmax＝G ，Ffmax＝μF ，联立解得G ＝7.5 N，重物重力G的取值范围
N 安 2 N 2
为0.5 N≤G≤7.5 N，A、C错误，D正确．
10．(多选)如图所示为某种电磁泵模型的示意图，泵体是长为L ，宽与高均为L 的长
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方体．泵体处在方向垂直向外、磁感应强度为B的匀强磁场中，泵体的上下表面接电压为
U的电源(内阻不计)，理想电流表示数为I.若电磁泵和水面高度差为h，液体的电阻率为
ρ，在t时间内抽取液体的质量为m，不计液体在流动中和管壁之间的阻力，取重力加速度
为g，则( )A．泵体上表面应接电源正极
B．电磁泵对液体产生的推力大小为BIL
1
C．电源提供的电功率为
D．质量为m的液体离开泵体时的动能为UIt－mgh－I2t
答案：AD
解析：当泵体上表面接电源的正极时，电流从上向下流过泵体，这时受到的磁场力水
平向左，拉动液体，故A正确；电磁泵对液体产生的推力大小为F＝BIL ，B错误；电源提
2
供的电功率为P＝UI，C错误；根据电阻定律，泵体内液体的电阻R＝ρ＝，则电源提供的
电功率为P＝IU，若t时间内抽取水的质量为m，根据能量守恒定律，则这部分水离开泵时
的动能为E＝UIt－mgh－I2Rt＝UIt－mgh－I2t，D正确．
k
11．[2024·宁夏银川二中质量监测]如图所示，两平行金属导轨间的距离L＝0.40 m，
金属导轨所在的平面与水平面夹角θ＝37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B＝
0.50 T、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＝4.5 V、内
阻r＝0.50 Ω的直流电源．现把一个质量m＝0.040 kg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 ＝2.5 Ω，金属导轨电阻不计，g取10 m/s2.已知sin 37°＝0.60，cos 37°＝0.80，求：
0
(1)通过导体棒的电流；
(2)导体棒受到的摩擦力；
(3)若仅将磁场方向改为竖直向上，求导体棒受到的摩擦力．
答案：(1)1.5 A (2)0.06 N，方向沿斜面向下 (3)零
解析：(1)对导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路，根据闭合电路欧姆定律有I
＝＝1.5 A
(2)导体棒受到的安培力F ＝BIL＝0.30 N
安
方向沿斜面向上，导体棒所受重力沿斜面向下的分力F＝mg sin 37°＝0.24 N
1
由于F 小于F ，故导体棒受沿斜面向下的摩擦力f，受力如图
1 安根据共点力平衡条件mg sin 37°＋f＝F
安
解得f＝0.06 N
方向沿斜面向下．
(3)对导体棒受力分析如图
由于mg sin θ＝BIL cos θ＝0.24 N
所以在安培力作用下导体棒刚好处于平衡，故导体棒受的摩擦力为零．
