高考物理总复习 第8章 磁场第1课时磁场的描述 磁场对电流的作用课件1.

考纲要求考纲要求知识内容考试要求备考方略必考加试磁现象和磁场bb1.本章内容在学考中常以单选题形式出现，考查突出安培力、洛伦兹力。2 本章内容单独出现在选考中带电粒子在磁场(或复合场)中的运动问题；对带电粒子的运动问题多以综合计算题的形式出现，一般综合考查受力分析、动力学关系、功能关系、圆周运动、平抛运动等知识，难度较大。磁感应强度cc几种常见的磁场bb通电导线在磁场中受到的力cd运动电荷在磁场中受到的力cc带电粒子在匀强磁场中的运动 d第第1课时磁场的描述磁场对电流的作用课时磁场的描述磁场对电流的作用基础过关基础过关1.电流的磁效应电流的磁效应磁体和电流周围及运动电荷周围存在的一种磁体和电流周围及运动电荷周围存在的一种_的物质，的物质，叫磁场。叫磁场。2.磁作用的本质磁作用的本质对处于磁场中的磁体、电流和运动电荷具有力的作用，同名磁对处于磁场中的磁体、电流和运动电荷具有力的作用，同名磁极相互极相互_，异名磁极相互，异名磁极相互_；磁体之间、磁体与电流；磁体之间、磁体与电流(或或运动电荷运动电荷)之间、电流之间、电流(或运动电荷或运动电荷)与电流与电流(或运动电荷或运动电荷)之间的相之间的相互作用都是通过磁场发生的。互作用都是通过磁场发生的。考点一磁现象和磁场考点一磁现象和磁场(b/b)客观存在客观存在排斥排斥吸引吸引3.磁场的方向磁场的方向小磁针的小磁针的_所受磁场力的方向。所受磁场力的方向。4.磁感线磁感线在磁场中画出一些有方向的曲线，使曲线上各点的在磁场中画出一些有方向的曲线，使曲线上各点的_方向跟方向跟这点的磁感应强度方向一致。这点的磁感应强度方向一致。N极极切线切线5.磁感线的特点磁感线的特点(1)磁感线为闭合曲线，无起点和终点。在磁体的外部磁感线由磁感线为闭合曲线，无起点和终点。在磁体的外部磁感线由N极发出，回到极发出，回到S极；在磁体的内部磁感线则由极；在磁体的内部磁感线则由S极指向极指向N极。极。(2)磁场中任意两根磁感线都不会相交；磁场中任意两根磁感线都不会相交；(3)在磁场中，用磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线疏的地方在磁场中，用磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线疏的地方表示该处磁场弱，磁感线密的地方表示该处的磁场强；表示该处磁场弱，磁感线密的地方表示该处的磁场强；(4)磁感线是假想的曲线。曲线切线方向与该点的磁场方向一致。磁感线是假想的曲线。曲线切线方向与该点的磁场方向一致。6.几种常见的磁场几种常见的磁场(1)常见磁体的磁场常见磁体的磁场(2)电流的磁场电流的磁场 通电直导线通电螺线管环形电流安培定则立体图横截面图纵截面图【过关演练】【过关演练】1.(2015浙江学业水平考试浙江学业水平考试)如图所示，如图所示，E、F分别表示蓄电池两极，分别表示蓄电池两极，P、Q分别表示螺线管两端。当闭合开关时，发现小磁针分别表示螺线管两端。当闭合开关时，发现小磁针N极偏极偏向螺线管向螺线管Q端。下列判断中，正确的是端。下列判断中，正确的是()A.E为蓄电池正极为蓄电池正极B.螺线管螺线管P端为端为S极极C.流过电阻流过电阻R的电流方向向上的电流方向向上D.管内磁场方向由管内磁场方向由P指向指向Q解析解析小磁针小磁针N极指向极指向Q，说明，说明Q端为端为S极，根据安培定则可极，根据安培定则可知，通过知，通过R的电流方向向上，的电流方向向上，C选项正确；蓄电池的选项正确；蓄电池的F端为正端为正极，极，A选项错误；螺线管的选项错误；螺线管的P端为端为N极，极，B选项错误；管内磁选项错误；管内磁场方向应由场方向应由S极指向极指向N极，即由极，即由Q指向指向P，D选项错误。选项错误。答案答案C2.(2015浙江学业水平考试浙江学业水平考试)下列表示的工具或装置中，利用地磁下列表示的工具或装置中，利用地磁场工作的是场工作的是()答案答案B要点突破要点突破要点一安培定则要点一安培定则1.对于直线电流的磁场：右手握住通电导线，伸直的大拇指指向对于直线电流的磁场：右手握住通电导线，伸直的大拇指指向电流方向，那么弯曲的四指的方向就是导线周围的磁感线环绕电流方向，那么弯曲的四指的方向就是导线周围的磁感线环绕的方向。的方向。2.对于环形电流的磁场：用右手握住通电的环形导线对于环形电流的磁场：用右手握住通电的环形导线(或通电螺线或通电螺线管管)，弯曲的四指与环形电流的方向一致，那么大拇指的指向就，弯曲的四指与环形电流的方向一致，那么大拇指的指向就是环形导线轴心上是环形导线轴心上(或通电螺线管内部或通电螺线管内部)的磁感线的方向。的磁感线的方向。【例【例1】下列各图为电流产生磁场的分布图，正确的分布图是下列各图为电流产生磁场的分布图，正确的分布图是()A.B.C.D.答案答案C要点二电场线与磁感线的比较要点二电场线与磁感线的比较电场线磁感线电场线的疏密程度表示该区域电场强弱(密强；疏弱)磁感线的疏密程度表示该区域磁场强弱(密强；疏弱)电场线由正电荷指向负电荷或无穷远；或由无穷远指向负电荷，是单向曲线磁感线在磁体外部是从N极指向S极，内部从S极指向N极。磁感线是闭合曲线电场线互不相交、不相切磁感线互不相交、不相切【例【例2】(多选多选)关于电场和磁场，下列说法正确的是关于电场和磁场，下列说法正确的是()A.我们虽然不能用手触摸到电场的存在，却可以用试探电荷去我们虽然不能用手触摸到电场的存在，却可以用试探电荷去探测它的存在和强弱探测它的存在和强弱B.电场线和磁感线是可以形象描述电场强弱和方向的客观存在电场线和磁感线是可以形象描述电场强弱和方向的客观存在的曲线的曲线C.磁感线和电场线一样都是闭合的曲线磁感线和电场线一样都是闭合的曲线D.磁体之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，磁体之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，都是客观存在的物质都是客观存在的物质解析解析电场和磁场都是客观存在的物质，电场线和磁感线都是电场和磁场都是客观存在的物质，电场线和磁感线都是假想的曲线，实际并不存在。电场线和磁感线的最大区别在于假想的曲线，实际并不存在。电场线和磁感线的最大区别在于磁感线是闭合的，而电场线不是闭合的，故选项磁感线是闭合的，而电场线不是闭合的，故选项A、D正确。正确。答案答案AD精练题组精练题组1.第一个发现电流磁效应的科学家是第一个发现电流磁效应的科学家是()答案答案B2.如图所示，直导线如图所示，直导线AB、螺线管、螺线管C、电磁铁、电磁铁D三者相距较远，它们三者相距较远，它们的磁场互不影响，开关的磁场互不影响，开关S闭合，则小磁针的北极闭合，则小磁针的北极N(黑色一端黑色一端)指指出磁场方向正确的是出磁场方向正确的是()A.a、c B.b、c C.c、d D.a、d解析解析据安培定则判断出：据安培定则判断出：(1)AB直导线磁场在小磁针直导线磁场在小磁针a所在所在位置垂直纸面向外，所以小磁针位置垂直纸面向外，所以小磁针a的的N极指向正确；极指向正确；(2)C左侧左侧为为N极，内部磁场向左，所以小磁针极，内部磁场向左，所以小磁针c的的N极指向正确，小磁极指向正确，小磁针针b的的N极指向不对；极指向不对；(3)D左为左为S极，右为极，右为N极，所以小磁针极，所以小磁针d的的N极指向也不正确。极指向也不正确。答案答案A3.某小组同学利用磁传感器探究通电螺线管轴线上不同位置的磁某小组同学利用磁传感器探究通电螺线管轴线上不同位置的磁感应强度，如图甲所示。将传感器探头沿螺线管轴线移动时，感应强度，如图甲所示。将传感器探头沿螺线管轴线移动时，测得磁感应强度测得磁感应强度B的大小随位置的大小随位置x的变化关系如图乙所示。图乙的变化关系如图乙所示。图乙中中a、b两点对应位置分别处在两点对应位置分别处在()A.螺线管内、螺线管内螺线管内、螺线管内 B.螺线管内、螺线管外螺线管内、螺线管外C.螺线管外、螺线管外螺线管外、螺线管外 D.螺线管外、螺线管内螺线管外、螺线管内答案答案D4.电流的磁效应揭示了电与磁的关系。若直导线通有方向垂直纸电流的磁效应揭示了电与磁的关系。若直导线通有方向垂直纸面向外的恒定电流，则电流的磁感线分布正确的是面向外的恒定电流，则电流的磁感线分布正确的是()答案答案D5.如图所示，竖直放置的长直导线通有恒定电流，侧旁小磁针如图所示，竖直放置的长直导线通有恒定电流，侧旁小磁针N极极的最终指向应为的最终指向应为()A.平行纸面向右平行纸面向右B.平行纸面向左平行纸面向左C.垂直纸面向里垂直纸面向里D.垂直纸面向外垂直纸面向外解析解析根据安培定则可知，导线右侧的磁感线方向垂直纸面向根据安培定则可知，导线右侧的磁感线方向垂直纸面向外，故小磁针外，故小磁针N极的最终指向应为垂直纸面向外。极的最终指向应为垂直纸面向外。答案答案D基础过关基础过关一、磁感应强度一、磁感应强度1.磁感应强度磁感应强度(1)定义：在磁场中定义：在磁场中_于磁场方向的通电导线，所受的安培力于磁场方向的通电导线，所受的安培力F跟电流跟电流I和导线长度和导线长度L的的_的比值叫磁感应强度。的比值叫磁感应强度。说明：如果导线很短很短，说明：如果导线很短很短，B就是导线所在处的磁感应强度。就是导线所在处的磁感应强度。(2)意义：磁感应强度意义：磁感应强度B是表示磁场强弱的物理量。是表示磁场强弱的物理量。(3)公式：公式：B ，条件为：，条件为：_。(4)单位：单位：_，简称，简称_，符号是，符号是_。1 T1。(5)方向：小磁针静止时方向：小磁针静止时_极的指向。极的指向。考点二磁感应强度考点二磁感应强度(c/c)安培力安培力(c/d)垂直垂直乘积乘积IL_BL特斯拉特斯拉特特TN2.磁场的叠加：磁场的叠加：磁感应强度为矢量，合成与分解遵循磁感应强度为矢量，合成与分解遵循_。二、安培力二、安培力1.安培力的大小安培力的大小(1)磁场和电流垂直时：磁场和电流垂直时：F_。(2)磁场和电流平行时：磁场和电流平行时：F0。平行四边平行四边行定则行定则BIL2.安培力的方向安培力的方向(1)用左手定则判定：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，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，并使四指指向指指向_的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受中所受_的方向。的方向。(2)安培力的方向特点：安培力的方向特点：FB，FI，即，即F垂直于垂直于_决定的决定的平面。平面。电流电流安培力安培力B和和I【过关演练】【过关演练】1.依据如图所示的依据如图所示的“处在磁场中的通电金属棒在导轨上运动处在磁场中的通电金属棒在导轨上运动”这这一实验现象及相应规律设计的家用电器是一实验现象及相应规律设计的家用电器是()A.电热水壶电热水壶 B.电饭锅电饭锅C.电风扇电风扇 D.电熨斗电熨斗解析解析处在磁场中的通电金属棒在导轨上运动，是通电导体在处在磁场中的通电金属棒在导轨上运动，是通电导体在磁场中受安培力问题，磁场中受安培力问题，A、B、D选项均为电流的热效应，只有选项均为电流的热效应，只有C选项符合题意。选项符合题意。答案答案C2.(2015浙江浙江10月选考月选考)小张在探究磁场对电流作用的实验中，将小张在探究磁场对电流作用的实验中，将直导线换作导体板，如图所示，发现在直导线换作导体板，如图所示，发现在a、b两点之间存在电压两点之间存在电压Uab。进一步实验结果如下表：。进一步实验结果如下表：电流磁感应强度电压UabIBUI2B2UI3B3U2IB2U3IB3U由表中结果可知电压由表中结果可知电压Uab()A.与电流无关与电流无关 B.与磁感应强度无关与磁感应强度无关C.与电流可能成正比与电流可能成正比 D.与磁感应强度可能成反比与磁感应强度可能成反比解析解析由实验数据可看出：当通过电流由实验数据可看出：当通过电流I恒定时，电压恒定时，电压Uab与磁感与磁感应强度可能成正比；当所加磁场恒定时，电压应强度可能成正比；当所加磁场恒定时，电压Uab与所通电流可能与所通电流可能成正比。故成正比。故C选项正确。选项正确。答案答案C要点突破要点突破要点一磁感应强度要点一磁感应强度1.磁感应强度磁感应强度由磁场本身决定。由磁场本身决定。2.合磁感应强度合磁感应强度等于各磁场的磁感应强度的矢量和等于各磁场的磁感应强度的矢量和(满足平行满足平行四边形定则四边形定则)。3.牢记判断电流的磁场的方法牢记判断电流的磁场的方法安培定则，并能熟练应用，建安培定则，并能熟练应用，建立磁场的立体分布模型。立磁场的立体分布模型。【例【例1】有两根长直导线有两根长直导线a、b互相平行放置，互相平行放置，如图所示为垂直于导线的截面图。在图中如图所示为垂直于导线的截面图。在图中所示的平面内，所示的平面内，O点为两根导线连线的中点为两根导线连线的中点，点，M、N为两根导线附近的两点，它们在为两根导线附近的两点，它们在两导线连线的中垂线上，且与两导线连线的中垂线上，且与O点的距离点的距离相等。若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流相等。若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流I，则关，则关于线段于线段MN上各点的磁感应强度的说法中正确的是上各点的磁感应强度的说法中正确的是()A.M点和点和N点的磁感应强度大小相等、方向相同点的磁感应强度大小相等、方向相同B.M点和点和N点的磁感应强度大小相等、方向相反点的磁感应强度大小相等、方向相反C.在线段在线段MN上各点的磁感应强度都不可能为零上各点的磁感应强度都不可能为零D.在线段在线段MN上三点的磁感应强度为零上三点的磁感应强度为零解析解析根据安培定则和磁场叠加原理，根据安培定则和磁场叠加原理，M点和点和N点的磁感应强度点的磁感应强度大小相等、方向相反，选项大小相等、方向相反，选项A错，错，B对；在线段对；在线段MN上只有在上只有在O点处，点处，a、b两直导线电流形成的磁场的磁感应强度等大反向，两直导线电流形成的磁场的磁感应强度等大反向，即只有即只有O点处的磁感应强度为零，选项点处的磁感应强度为零，选项C、D错。错。答案答案B 要点二安培力要点二安培力1.计算安培力公式计算安培力公式FBIL，应用时要注意：，应用时要注意：(1)B与与L垂直；垂直；(2)L是有效长度是有效长度公式公式FILB中中L指的是指的是“有效长度有效长度”。当。当B与与I垂直时，垂直时，F最最大，大，FILB；当；当B与与I平行时，平行时，F0。弯曲导线的有效长度弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点线段的长度，等于连接两端点线段的长度(如图所如图所示示)；相应的电流沿；相应的电流沿L由始端流向末端。由始端流向末端。2.方向：根据左手定则判断。方向：根据左手定则判断。【例【例2】(2015浙江浙江9月测试卷月测试卷)如图所示是如图所示是“探究影响通电导线受力的因素探究影响通电导线受力的因素”的装置的装置图。实验时，先保持导线通电部分的长度图。实验时，先保持导线通电部分的长度不变，改变电流的大小；然后保持电流不变，改变导线通电部不变，改变电流的大小；然后保持电流不变，改变导线通电部分的长度。对该实验，下列说法正确的是分的长度。对该实验，下列说法正确的是()A.当导线中的电流反向时，导线受到的安培力方向不变当导线中的电流反向时，导线受到的安培力方向不变B.保持电流不变，接通保持电流不变，接通“1、4”时导线受到的安培力是接通时导线受到的安培力是接通“2、3”时的时的3倍倍C.保持电流不变，接通保持电流不变，接通“1、4”时导线受到的安培力是接通时导线受到的安培力是接通“2、3”时的时的2倍倍D.接通接通“1、4”，当电流增加为原来的，当电流增加为原来的2倍时，通电导线受到倍时，通电导线受到的安培力减半的安培力减半解析解析接触接触“1、4”时导线的长度是接触时导线的长度是接触“2、3”时长度的时长度的3倍，倍，根据安培力公式根据安培力公式FBIL知，导线所受安培力也是知，导线所受安培力也是3倍关系。倍关系。答案答案B要点三安培力作用下导体运动方向的判断方法要点三安培力作用下导体运动方向的判断方法电流元法分割为电流元 安培力方向整段导体所受合力方向运动方向特殊位置法在特殊位置安培力方向运动方向等效法环形电流 小磁针条形磁铁 通电螺线管 多个环形电流等效法环形电流 小磁针条形磁铁 通电螺线管 多个环形电流结论法同向电流互相吸引，反向电流互相排斥；两不平行的直线电流相互作用时，有转到平行且电流方向相同的趋势转换研究对象法定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动或运动趋势的问题，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，确定磁体所受电流磁场的作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向【例【例3】如图所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁如图所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附极附近，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，当线圈内通以如图所示方向的电流后，线圈的运动情况是以如图所示方向的电流后，线圈的运动情况是()A.线圈向左运动线圈向左运动B.线圈向右运动线圈向右运动C.从上往下看顺时针转动从上往下看顺时针转动D.从上往下看逆时针转动从上往下看逆时针转动解析解析将环形电流等效成小磁针，如图所示，根据异名磁极相吸将环形电流等效成小磁针，如图所示，根据异名磁极相吸引知，线圈将向右运动，选引知，线圈将向右运动，选B；也可将左侧条形磁铁等效成环形；也可将左侧条形磁铁等效成环形电流，根据结论电流，根据结论“同向电流相吸引，异向电流相排斥同向电流相吸引，异向电流相排斥”也可判断也可判断出线圈向右运动，选出线圈向右运动，选B。答案答案B要点四求解安培力作用下导体棒平衡问题的基本思路要点四求解安培力作用下导体棒平衡问题的基本思路(1)电磁学问题力学化。电磁学问题力学化。(2)立体图形平面化。立体图形平面化。【例【例4】(2016浙江湖州中学学考模拟浙江湖州中学学考模拟)如图所示，金属如图所示，金属MN两端两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由中通以由M向向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为。如果仅改变下列某一个条件，如果仅改变下列某一个条件，角的相应变化情况是角的相应变化情况是()A.棒中的电流变大，棒中的电流变大，角变大角变大B.两悬线等长变短，两悬线等长变短，角变小角变小C.金属棒质量变大，金属棒质量变大，角变大角变大D.磁感应强度变大，磁感应强度变大，角变小角变小解析解析选金属棒选金属棒MN为研究对象，如图所示。金属棒受为研究对象，如图所示。金属棒受3个力而个力而处于平衡状态，其中处于平衡状态，其中FBBILmgtan，则：，则：I增大，增大，角变大，角变大，A选项正确；悬线变短，选项正确；悬线变短，角不变，角不变，B选项错误；选项错误；m增大，增大，角变角变小，小，C选项错误；选项错误；B变大，变大，角变大，角变大，D选项错误。选项错误。答案答案A精练题组精练题组1.如图所示，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流如图所示，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和和I2，且，且I1I2；a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的为导线某一横截面所在平面内的四点，且四点，且a、b、c与两导线共线；与两导线共线；b点在两导线之间，点在两导线之间，b、d的连的连线与导线所在平面垂直。磁感应强度可能为零的点是线与导线所在平面垂直。磁感应强度可能为零的点是()A.a点点 B.b点点C.c点点 D.d点点解析解析要合磁感应强度为零，必有要合磁感应强度为零，必有I1和和I2形成两个磁场等大反形成两个磁场等大反向，只有向，只有 c c点有可能，选点有可能，选C。答案答案C2.把长把长L0.25 m的导体棒置于磁感应强度的导体棒置于磁感应强度B1.0102 T的匀的匀强磁场中，使导体棒和磁场方向垂直，如图所示。若导体棒强磁场中，使导体棒和磁场方向垂直，如图所示。若导体棒的电流的电流I2.0 A，方向向右，则导体棒受到的安培力大小与方，方向向右，则导体棒受到的安培力大小与方向向()A.1.0103 N竖直向上竖直向上B.5.0103 N竖直向上竖直向上C.5.0103 N竖直向下竖直向下D.1.0103 N竖直向下竖直向下答案答案B解析解析由安培定则知导线由安培定则知导线A、B在在O处产生的磁感应强度大小相处产生的磁感应强度大小相等，方向相反，互相抵消，所以等，方向相反，互相抵消，所以O处的磁感应强度即为导线处的磁感应强度即为导线C所所产生的磁感应强度，即大小为产生的磁感应强度，即大小为2B，由安培定则可判定其方向沿，由安培定则可判定其方向沿OA方向，方向，A、B、C错误，错误，D正确。正确。答案答案D4.(多选多选)如图甲所示，两根光滑平行导轨水平放置，间距为如图甲所示，两根光滑平行导轨水平放置，间距为L，其，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。垂直于导轨水平对。垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒。从称放置一根均匀金属棒。从t0时刻起，棒上有如图乙所示的时刻起，棒上有如图乙所示的持续交变电流持续交变电流I，周期为，周期为T，最大值为，最大值为Im，图甲中，图甲中I所示方向为电所示方向为电流正方向。则金属棒流正方向。则金属棒()A.一直向右移动一直向右移动B.速度随时间周期性变化速度随时间周期性变化C.受到的安培力随时间周期性变化受到的安培力随时间周期性变化D.受到的安培力在一个周期内做正功受到的安培力在一个周期内做正功解析解析由由FILB可知，安培力随时间的变化关系与电流随时间变可知，安培力随时间的变化关系与电流随时间变化关系相同。所以金属棒先向右匀加速运动，再向右做匀减速运化关系相同。所以金属棒先向右匀加速运动，再向右做匀减速运动，然后重复运动，故选项动，然后重复运动，故选项A、B、C均正确；安培力先做正功，均正确；安培力先做正功，后做负功，故选项后做负功，故选项D错误。错误。答案答案ABC5.如图所示，光滑导轨与水平面成如图所示，光滑导轨与水平面成角，导轨宽为角，导轨宽为L。匀强磁场磁。匀强磁场磁感应强度为感应强度为B。金属杆质量为。金属杆质量为m，水平放在导轨上。当回路总电，水平放在导轨上。当回路总电流为流为I1时，金属杆正好能静止。求：时，金属杆正好能静止。求：(1)B至少多大？这时至少多大？这时B的方向如何？的方向如何？(2)若保持若保持B的大小不变而将的大小不变而将B的方向改为竖直向上，应把回路总的方向改为竖直向上，应把回路总电流电流I2调到多大才能使金属杆保持静止？调到多大才能使金属杆保持静止？6.如图，一长为如图，一长为10 cm的金属棒的金属棒ab用两个完全用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中；磁场相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中；磁场的磁感应强度大小为的磁感应强度大小为0.1 T，方向垂直于纸面，方向垂直于纸面向里；弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘。向里；弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘。金属棒通过开关与一电动势为金属棒通过开关与一电动势为12 V的电池相连，电路总电阻为的电池相连，电路总电阻为2。已知开关断开时两弹簧的伸长量均为。已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5 cm；闭合开关，；闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3 cm。重力加速度大小取。重力加速度大小取10 m/s2。判断开关闭合后金属棒所。判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向，并求出金属棒的质量。受安培力的方向，并求出金属棒的质量。解析解析依题意，开关闭合后，电流方向从依题意，开关闭合后，电流方向从b到到a，由左手定则可知，由左手定则可知，金属棒所受的安培力方向竖直向下。金属棒所受的安培力方向竖直向下。开关断开时，两弹簧各自相对于其原长伸长为开关断开时，两弹簧各自相对于其原长伸长为l10.5 cm。由胡。由胡克定律和力的平衡条件得克定律和力的平衡条件得2kl1mg式中，式中，m为金属棒的质量，为金属棒的质量，k是弹簧的劲度系数，是弹簧的劲度系数，g是重力加速度是重力加速度的大小。的大小。开关闭合后，金属棒所受安培力的大小为开关闭合后，金属棒所受安培力的大小为FIBL式中，式中，I是回路电流，是回路电流，L是金属棒的长度。两弹簧各自再伸长了是金属棒的长度。两弹簧各自再伸长了l20.3 cm，由胡克定律和力的平衡条件得，由胡克定律和力的平衡条件得2k(l1l2)mgF由欧姆定律有由欧姆定律有EIR式中，式中，E是电池的电动势，是电池的电动势，R是电路总电阻。是电路总电阻。联立联立式，并代入题给数据得式，并代入题给数据得m0.01 kg答案答案竖直向下竖直向下0.01 kg