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B．导体棒中电流垂直纸面向外，大小为
3mg3BL
C．导体棒中电流垂直纸面向里，大小为
BL3mg
3mgD．导体棒中电流垂直纸面向里，大小为
3BL解析 导体棒受到竖直向下的重力、斜向上的弹力，要使导体棒平衡，应使其受水平向右的安培力，重力和安培力的合力大小与弹力大小相等，方向相反，由平衡条件有tan60°＝
BILmg＝3，得导体棒中电流I＝
3mg，再由左手定则可知，导体棒中电流的方向应垂直纸面
BL向里，故只有选项C正确。 答案 C
4.如图所示，一水平导轨处于与水平方向成45°角斜向左上方的匀强磁场中，一根通有恒定电流的金属棒，由于受到安培力作用而在粗糙的导轨上向右做匀速运动。现将磁场方向沿顺时针缓慢转动至竖直向上，在此过程中，金属棒始终保持匀速运动，已知棒与导轨间的动摩擦因数为μ，则( )
A．金属棒所受摩擦力一直在减小 B．导轨对金属棒的支持力先变小后变大 C．磁感应强度先变小后变大 D．金属棒所受安培力恒定不变
解析 金属棒匀速运动，受力如图甲，则有N＋F安sinθ＝mg，F安cosθ＝f＝μN，F安＝
BIL，联立解得B＝，其中tanα＝，即90°>α>45°，因θ是从45°
μIL1＋μ2sinθ＋α减小到0，所以B先变小后变大，金属棒所受安培力也先变小后变大，C项对，D项错；将
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μmg1
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N与f合成一个力F，则F与水平方向的夹角是一定值，金属棒受力如图乙，F安顺时针变
化，力F一直在增大，所以金属棒所受摩擦力及导轨对金属棒的支持力一直在增大，A、B项错。
甲 乙
答案 C
见学生用书P145
通电导体在安培力作用下运动情况的判断
素能培养 1．电流元分析法
即把整段电流分为多段直线电流元，先用左手定则判断出每个电流元所受安培力的方向，再判断整段电流所受合力的方向，从而确定其运动方向。 2．等效法
环形电流可等效为小磁针，也可等效为条形磁铁，通电螺线管可等效为多个环形电流或条形磁铁。 3．特殊位置法
将通电导体转到一个便于分析的特殊位置后判断其安培力方向，从而确定运动方向。 4．利用电流相互作用的结论分析
两电流相互平行时无转动趋势，同向电流互相吸引，反向电流互相排斥；两电流不平行时，有转动到相互平行且电流方向相同并靠近的趋势。 5．转换研究对象法
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电流与电流间、磁体与电流间的相互作用均满足牛顿第三定律，因此定性分析时可以灵活地转换研究对象。
经典考题 如图所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁两极的正上方，导线可以自由转动，当导线通入图示方向电流I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 解析 (1)电流元法
如图所示，把直流电流等效为AO′、O′O、OB三段(O′O段极短)电流元，由于O′O段电流方向与该处磁场方向平行，所以不受安培力作用；AO′段电流元所在处的磁场方向倾斜向上，根据左手定则可知其所受安培力方向垂直于纸面向外；OB段电流元所在处的磁场方向倾斜向下，同理可知其所受安培力方向垂直于纸面向里。综上可知导线将以OO′段为轴顺时针转动(俯视)。
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(2)特殊位置法
把导线转过90°的特殊位置来分析，根据左手定则判得安培力方向向下，故导线在顺时针转动的同时向下运动。综上所述，选项A正确。 答案 A
对法对题
1．一直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方，如图所示，如果直导线可以自由地运动且通以方向为由a到b的电流，则导线ab受磁场力后的运动情况为( )
A．从上向下看顺时针转动并靠近螺线管 B．从上向下看顺时针转动并远离螺线管 C．从上向下看逆时针转动并远离螺线管 D．从上向下看逆时针转动并靠近螺线管
解析 本题考查安培定则以及左手定则，意在考查学生对安培定则以及左手定则的应用和理解。先由安培定则判断通电螺线管的南、北两极，找出导线左、右两端磁感应强度的方向，并用左手定则判断这两端受到的安培力的方向，如图甲所示。可以判断导线受磁场力后从上向下看逆时针方向转动。分析此时导线位置的磁场方向，再次用左手定则判断导线受磁场力的方向，如图乙所示，导线还要靠近螺线管，所以D项正确，A、B、C项错误。
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