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14. 通电导体在磁场中会受到磁场力的作用，其本质是通电导体内的自由电荷做定向运动时受到磁场力的作用。如图14-5-18所示，虚线框内存在一磁场，“×”表示磁场方向垂直于纸面向里。现有一通电导体，它在磁场中受力而运动，如图14-5-18甲所示，其中“I”表示电流方向，“v”表示导体的受力方向（即运动方向）。如图14-5-18乙所示，有一电子从磁场的下边界竖直向上飞入磁场中，那么，它进入磁场后可能会沿着
c
（选填“a”“b”或“c”）路径运动。答案
14. c
解析
【分析】要确定电子在磁场中的运动路径，需利用左手定则判断电子受到的洛伦兹力方向。首先明确：电子带负电，其运动方向与等效电流方向相反；磁场方向垂直纸面向里，结合左手定则即可判断洛伦兹力方向，进而确定运动路径。
【解析】1. 磁场方向：乙图中磁场垂直纸面向里（用“×”表示）。2. 等效电流方向：电子竖直向上运动，因电子带负电，等效电流方向与运动方向相反，即竖直向下。3. 洛伦兹力方向：伸开左手，让磁感线垂直穿入手心（手心朝纸内），四指指向等效电流方向（竖直向下），此时大拇指指向为洛伦兹力方向，即水平向右。4. 电子受向右的洛伦兹力，会向右偏转，沿c路径运动。
【答案】c
【知识点】洛伦兹力、左手定则
【点评】本题考查洛伦兹力的方向判断，核心是注意电子带负电，等效电流方向与运动方向相反，需正确应用左手定则分析受力，属于基础应用类题目。
【难度系数】0.5
【解析】1. 磁场方向：乙图中磁场垂直纸面向里（用“×”表示）。2. 等效电流方向：电子竖直向上运动，因电子带负电，等效电流方向与运动方向相反，即竖直向下。3. 洛伦兹力方向：伸开左手，让磁感线垂直穿入手心（手心朝纸内），四指指向等效电流方向（竖直向下），此时大拇指指向为洛伦兹力方向，即水平向右。4. 电子受向右的洛伦兹力，会向右偏转，沿c路径运动。
【答案】c
【知识点】洛伦兹力、左手定则
【点评】本题考查洛伦兹力的方向判断，核心是注意电子带负电，等效电流方向与运动方向相反，需正确应用左手定则分析受力，属于基础应用类题目。
【难度系数】0.5
15. 在“探究通电导体在磁场中的受力情况”实验中，小刚发现金属棒在磁场中摆动的幅度不同，这体现了金属棒受力的大小不同，根据这一现象他提出了“通电导体在磁场中受力的大小与哪些因素有关”的问题，并进行了以下猜想：
猜想1：与通过导体的电流大小有关。
猜想2：与导体的材料有关。
猜想3：与磁场的强弱有关。
他选用的实验器材有：铁架台，外观相同而磁性强弱不同的蹄形磁体各一个，电源，滑动变阻器，细线，长度、粗细均相同的铜棒和铝棒各一根，开关，导线等。
小刚把两根细线分别系在铜棒两端，将铜棒悬挂于铁架台上，使铜棒位于水平放置的蹄形磁体的磁场中，并连接了如图14-5-19所示的电路。
(1)实验中铜棒的摆动幅度大小可以通过观察
(2)探究猜想1时，小刚将铜棒水平悬挂于磁场中的某位置，闭合开关并向左移动滑动变阻器的滑动头，细线偏转的角度越来越大，可以得出结论：当磁场强弱与导体材料相同时，电流越大，通电导体受到的力越
(3)为了探究猜想2，小刚仅用铝棒代替铜棒并保持滑动头的位置不变，闭合开关后发现铝棒静止时细线偏转的角度与用铜棒实验时不同，于是得出“电流大小和磁场强弱相同时，通电导体受力的大小与导体的材料有关”这一结论。小刚得出的结论是否可信？
(4)在探究猜想3的过程中，细线偏转到一定角度时，铝棒处于静止状态，此时磁场对铝棒施加了一个水平向左的力F，则铝棒受到的重力与细线拉力的合力方向为
猜想1：与通过导体的电流大小有关。
猜想2：与导体的材料有关。
猜想3：与磁场的强弱有关。
他选用的实验器材有：铁架台，外观相同而磁性强弱不同的蹄形磁体各一个，电源，滑动变阻器，细线，长度、粗细均相同的铜棒和铝棒各一根，开关，导线等。
小刚把两根细线分别系在铜棒两端，将铜棒悬挂于铁架台上，使铜棒位于水平放置的蹄形磁体的磁场中，并连接了如图14-5-19所示的电路。
(1)实验中铜棒的摆动幅度大小可以通过观察
细线
与竖直方向的夹角来判断。(2)探究猜想1时，小刚将铜棒水平悬挂于磁场中的某位置，闭合开关并向左移动滑动变阻器的滑动头，细线偏转的角度越来越大，可以得出结论：当磁场强弱与导体材料相同时，电流越大，通电导体受到的力越
大
。(3)为了探究猜想2，小刚仅用铝棒代替铜棒并保持滑动头的位置不变，闭合开关后发现铝棒静止时细线偏转的角度与用铜棒实验时不同，于是得出“电流大小和磁场强弱相同时，通电导体受力的大小与导体的材料有关”这一结论。小刚得出的结论是否可信？
不可信
（选填“可信”或“不可信”），理由是长度、粗细均相同的铜棒和铝棒的电阻不同(此外所受的重力也不同)
。(4)在探究猜想3的过程中，细线偏转到一定角度时，铝棒处于静止状态，此时磁场对铝棒施加了一个水平向左的力F，则铝棒受到的重力与细线拉力的合力方向为
水平向右
，你判断的理由是力的平衡条件
。答案
15. (1) 细线
(2) 大
(3) 不可信 长度、粗细均相同的铜棒和铝棒的电阻不同(此外所受的重力也不同)
(4) 水平向右 力的平衡条件
(2) 大
(3) 不可信 长度、粗细均相同的铜棒和铝棒的电阻不同(此外所受的重力也不同)
(4) 水平向右 力的平衡条件
解析
【分析】
本题围绕“探究通电导体在磁场中受力大小的影响因素”实验展开，需结合转换法、控制变量法和力的平衡知识分析各问题：
1. 第(1)题利用转换法，将不易观察的受力大小转换为易观察的细线偏转角度，需明确观察对象；
2. 第(2)题探究电流对受力的影响，需分析滑动变阻器移动时电流变化与偏转角度的关系，得出受力与电流的关系；
3. 第(3)题探究材料对受力的影响，需遵循控制变量法，分析小刚实验中未控制的变量，判断结论是否可信；
4. 第(4)题利用力的平衡条件，分析静止铝棒的受力，推导重力与拉力的合力方向。
【解析】
(1) 实验中通过转换法体现受力大小，金属棒受力越大，摆动幅度越大，对应细线与竖直方向的夹角越大，因此观察细线与竖直方向的夹角判断受力大小。
(2) 向左移动滑动变阻器的滑动头，电路中电阻减小，电流增大，细线偏转角度变大，说明通电导体受力变大，因此当磁场强弱与导体材料相同时，电流越大，通电导体受到的力越大。
(3) 探究猜想2（受力与材料的关系）时，需控制电流、磁场强弱、导体的重力等其他可能影响偏转的因素相同。小刚仅更换铝棒，而长度、粗细相同的铜棒和铝棒，因密度不同导致重力不同，且电阻也不同，这些因素都会影响细线偏转，未控制变量，因此结论不可信。
(4) 铝棒静止时受力平衡，受到水平向左的磁场力F，重力和细线拉力的合力需与F平衡，根据力的平衡条件，合力方向与F相反，即水平向右。
【答案】
(1) 细线
(2) 大
(3) 不可信；长度、粗细均相同的铜棒和铝棒的电阻不同（此外所受的重力也不同）
(4) 水平向右；力的平衡条件
【知识点】
通电导体在磁场中受力、控制变量法、力的平衡
【点评】
本题是探究通电导体在磁场中受力的实验题，综合考查转换法、控制变量法的应用和力的平衡知识，要求学生掌握实验设计的基本原则，能正确分析实验中的变量控制和受力情况，对实验探究能力有一定要求。
【难度系数】
0.5
本题围绕“探究通电导体在磁场中受力大小的影响因素”实验展开，需结合转换法、控制变量法和力的平衡知识分析各问题：
1. 第(1)题利用转换法，将不易观察的受力大小转换为易观察的细线偏转角度，需明确观察对象；
2. 第(2)题探究电流对受力的影响，需分析滑动变阻器移动时电流变化与偏转角度的关系，得出受力与电流的关系；
3. 第(3)题探究材料对受力的影响，需遵循控制变量法，分析小刚实验中未控制的变量，判断结论是否可信；
4. 第(4)题利用力的平衡条件，分析静止铝棒的受力，推导重力与拉力的合力方向。
【解析】
(1) 实验中通过转换法体现受力大小，金属棒受力越大，摆动幅度越大，对应细线与竖直方向的夹角越大，因此观察细线与竖直方向的夹角判断受力大小。
(2) 向左移动滑动变阻器的滑动头，电路中电阻减小，电流增大，细线偏转角度变大，说明通电导体受力变大，因此当磁场强弱与导体材料相同时，电流越大，通电导体受到的力越大。
(3) 探究猜想2（受力与材料的关系）时，需控制电流、磁场强弱、导体的重力等其他可能影响偏转的因素相同。小刚仅更换铝棒，而长度、粗细相同的铜棒和铝棒，因密度不同导致重力不同，且电阻也不同，这些因素都会影响细线偏转，未控制变量，因此结论不可信。
(4) 铝棒静止时受力平衡，受到水平向左的磁场力F，重力和细线拉力的合力需与F平衡，根据力的平衡条件，合力方向与F相反，即水平向右。
【答案】
(1) 细线
(2) 大
(3) 不可信；长度、粗细均相同的铜棒和铝棒的电阻不同（此外所受的重力也不同）
(4) 水平向右；力的平衡条件
【知识点】
通电导体在磁场中受力、控制变量法、力的平衡
【点评】
本题是探究通电导体在磁场中受力的实验题，综合考查转换法、控制变量法的应用和力的平衡知识，要求学生掌握实验设计的基本原则，能正确分析实验中的变量控制和受力情况，对实验探究能力有一定要求。
【难度系数】
0.5
