11. 图20-4-7是探究通电导线在磁场中受力的实验装置示意图。图中圆圈代表垂直纸面放置的导体ab，“⊙”表示电流沿导线垂直纸面向外流出，“⊗”表示电流沿导线垂直纸面向里流进。
(1)请用箭头在图20-4-7丙中标出磁感线的方向；
(2)图20-4-7乙画出了导体ab受到磁场作用力F的受力情况，请在图20-4-7丙中画出导体ab受到磁场作用力F的方向。

图20-4-7

11. 如图答20-4-1所示。

【分析】本题需确定丙图中磁感线方向和导体ab的受力方向。解题思路：①根据磁体外部磁感线的分布规律（从N极指向S极）确定磁感线方向；②利用左手定则，结合磁场方向和电流方向判断导体受力方向。
【解析】(1) 磁体外部的磁感线从N极出发，回到S极，丙图中下方为N极、上方为S极，因此磁感线方向竖直向上，在图丙中导体旁标注竖直向上的箭头即可。(2) 左手定则：伸开左手，让磁感线穿过手心，四指指向电流方向，大拇指指向为受力方向。丙图中磁场竖直向上，电流垂直纸面向里（⊗），故手心朝下，四指指向纸内，大拇指指向水平向右，即受力F方向水平向右。
【答案】图丙中磁感线方向竖直向上，导体ab受力F方向水平向右（对应图答20-4-1，id=1）
【知识点】磁感线、通电导体受力、左手定则
【点评】本题考查电磁学基础知识点，需掌握磁感线规律和左手定则应用，属于基础题型。
【难度系数】0.5

12.图20-4-8甲中磁场对通电导体的力F竖直向上,在图20-4-8乙中画出:
(1)闭合开关时磁场对导体ab边的力(用$F_{ab}$表示);
(2)闭合开关时磁场对导体cd边的力(用$F_{cd}$表示)。

12. 如图答20-4-2所示。

【分析】
要确定乙图中ab、cd边的受力方向，需利用通电导体在磁场中受力方向的决定因素：受力方向与电流方向、磁场方向有关，当磁场方向不变时，电流方向改变，受力方向相反。先分析甲图：磁场方向为N极指向S极（水平向左），导体中电流竖直向上，受力F竖直向上。再分析乙图：磁场方向与甲图相同，ab边的电流方向与甲中导体的电流方向相反，故受力方向与F相反；cd边的电流方向与甲中导体的电流方向相同，故受力方向与F相同，据此画出两个力。
【解析】
通电导体在磁场中受力的方向由电流方向和磁场方向共同决定，规律为：磁场方向不变时，电流方向改变，受力方向反向；电流方向不变时，磁场方向改变，受力方向反向。
1. 甲图：磁场方向是N→S（水平向左），导体电流竖直向上，受力F竖直向上。
2. 乙图：磁场方向与甲一致（水平向左）；ab边的电流方向与甲中导体电流方向相反，因此ab边受力方向与F相反，即竖直向下，标注为$F_{ab}$；cd边的电流方向与甲中导体电流方向相同，因此cd边受力方向与F相同，即竖直向上，标注为$F_{cd}$。
【答案】
如图答20-4-2所示。
【知识点】
磁场对通电导体的作用、通电导体受力方向的影响因素
【点评】
本题考查通电导体在磁场中受力方向的判断，关键是掌握受力方向与电流、磁场方向的关系，属于电磁学基础题，难度不大。
【难度系数】
0.5

13.(2023,保定)在探究“磁场对通电导体的作用”的实验中,小明设计了如图20-4-9所示的电路,导体棒ab用绝缘细线悬挂在蹄形磁体的两极之间。

图20-4-9
(1)我们首先想到的是磁体间发生相互作用是因为一个磁体放在了另一个磁体的磁场中,那么通电导体周围也存在,磁体会对通电导体产生力的作用吗?
(2)为了使实验顺利进行,导体ab应选用轻质的(选填“铁棒”或“铝棒”)。
(3)将一根导体ab置于蹄形磁体的两极之间,未闭合开关前,导体;闭合开关后,导体,说明磁场对导体有力的作用。
(4)断开开关,将图20-4-9中磁体的N、S极对调,再闭合开关,会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向,说明通电导体在磁场中的受力方向与有关。
(5)断开开关,将图20-4-9中电源的正、负极对调,再闭合开关,会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向,说明通电导体在磁场中的受力方向与有关;
(6)如果同时改变磁场方向和电流方向,(选填“能”或“不能”)确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。
(7)为了探究导体ab受力大小与通过导体电流的关系,需要增加的实验器材是。

13.(1)磁场 (2)铝棒
(3)静止 运动 通电
(4)相反 磁场方向
(5)相反 电流方向
(6)不能
(7)滑动变阻器
【解析】(2)铁棒在磁场中会受到磁力,铝棒不会被磁化,不受到磁力。

【分析】
本题围绕“磁场对通电导体的作用”实验展开，需结合电流的磁效应、实验器材选择、实验现象及结论、影响通电导体受力方向的因素、探究受力大小与电流关系的方法分析：
1. 第(1)问：回忆奥斯特实验，通电导体周围存在磁场，这是电流的磁效应；
2. 第(2)问：选择导体需避免磁体额外干扰，铁棒易被磁化受磁体吸引，铝棒不会，故选铝棒；
3. 第(3)问：未闭合开关时导体无电流，不受磁场力静止；闭合开关有电流，导体受力运动，说明磁场对通电导体有力的作用；
4. 第(4)问：对调磁体磁极改变磁场方向，导体受力方向改变，运动方向相反，说明受力方向与磁场方向有关；
5. 第(5)问：对调电源正负极改变电流方向，导体受力方向改变，运动方向相反，说明受力方向与电流方向有关；
6. 第(6)问：同时改变磁场和电流方向，导体受力方向不变，无法确定受力方向与哪个因素有关；
7. 第(7)问：探究受力大小与电流的关系，需改变电路电流，滑动变阻器可改变电阻从而改变电流，故需增加滑动变阻器。
【解析】
(1) 奥斯特实验证明通电导体周围存在磁场，即电流的磁效应，故填“磁场”；
(2) 铁棒会被蹄形磁体磁化，受磁体吸引力干扰实验，铝棒不会被磁化，无额外磁力，因此选轻质铝棒；
(3) 未闭合开关时，电路无电流，导体不受磁场力保持静止；闭合开关后，电路有电流，导体在磁场中受力运动，说明磁场对通电导体有力的作用；
(4) 对调磁体N、S极，磁场方向改变，通电导体受力方向改变，运动方向与对调前相反，说明受力方向与磁场方向有关；
(5) 对调电源正负极，电流方向改变，通电导体受力方向改变，运动方向与对调前相反，说明受力方向与电流方向有关；
(6) 同时改变磁场方向和电流方向，通电导体的受力方向不变，因此不能确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关；
(7) 探究受力大小与电流的关系，需改变电路中的电流大小，滑动变阻器可通过改变接入电路的电阻来改变电流，故需增加滑动变阻器。
【答案】
(1)磁场 (2)铝棒 (3)静止；运动；通电 (4)相反；磁场方向 (5)相反；电流方向 (6)不能 (7)滑动变阻器
【知识点】
磁场对通电导体的作用；电流的磁效应
【点评】
本题是探究“磁场对通电导体的作用”的基础实验题，考查实验原理、器材选择、现象分析及结论推导，需掌握控制变量法的应用，属于对基础实验知识的考查。
【难度系数】
0.7