C． 答案：D 解析：
，平行悬线向下 D．，平行悬线向上
要求所加磁场的磁感应强度最小，应使棒平衡时所受的安培力有最小值。 由于棒的重力恒定，悬线拉力的方向不变，由画出的力三角形可知（如图)，
安培力的最小值为，即，得
所加磁场的方向应平行悬线向上。
题型三——安培力做功的分析
安培力做功的实质：起传递能量的作用，将电源的能量传递给通电导线，而磁场本身并不能提供能量。如图所示，导体ab在安培力作用下向右运动，安培力做功的结果是将电能转化为导体的动能，安培力这种传递能量的特点，与摩擦力做功相似。
3、据报道，最近已研制出一种可投入使用的电磁轨道炮，其原理如图所示。炮弹（可
视为长方形导体）置于两固定的平行导轨之间，并与轨道壁密接。开始时炮弹在导轨的一端，通以电流后炮弹会被磁力加速，最后从位于导轨另一端的出口高速射出。设两导轨之间的距离
m，导轨长Ｌ＝5.0m，炮弹质量
。导轨上的电流I的方向如图中箭
头所示。可以认为，炮弹在轨道内运动时，它所在处磁场的磁感应强度始终为Ｂ＝2.0T，方向垂直于纸面向里。若炮弹出口速度为力与重力的影响。
，求通过导轨的电流I。忽略摩擦
思路点拨：电流在磁场中受到恒定的安培力，Ｆ＝I据运动学公式 解析：
即可解得。
B产生加速度，根
方法一：在导轨通有电流Ｉ时，炮弹作为导体受到磁场施加的安培力为 Ｆ＝I
B ①
设炮弹的加速度的大小为a，则有因而 F=ma ② 炮弹在两导轨间做匀加速运动，因而
③
联立①②③式得 代入题给数据得：
④
方法二：根据动能定理可求解。
总结升华：本题主要考查了安培力的计算以及牛顿第二定律和运动学的公式，在解决此题时，一定要审清题意，然后利用有关公式列出方程即可解决问题。
举一反三
【变式】在B=0.5T的匀强磁场中，放一根与磁场方向垂直，长0.8m的通电导线，通入的电流为2A，当导线在与磁场垂直的平面内受磁场力作用移动了0.lm时，安培力做功的大小是_______J。
答案：0.08J 解析：由
和
得安培力做功为：
第三部分 磁场对运动电荷的作用
0.08J。
知识要点梳理
知识点一——磁场对运动电荷的作用力（洛仑兹力）
▲知识梳理 1．洛仑兹力的大小 当 当
==
时，或
，
为v与B的夹角。
，此时，电荷受到的洛仑兹力最大；
时，f=0，即电荷在磁场中平行于磁场方向运动时，电荷不受洛仑兹力作
用；
当v=0时，f=0，说明磁场只对运动的电荷产生力的作用．
2．洛仑兹力的方向
左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，且处于同一平面内，让磁感线穿入手心，四指指向为正电荷的运动方向（或负电荷运动的反方向），大拇指所指的方向是正电荷（负电荷）所受的洛仑兹力的方向。
3．由安培力公式
推导洛仑兹力公式
如图所示，直导线长L，电流为I，导线中运动电荷数为n，截面积为S，电荷的电量为q，运动速度为v，则 安培力
所以洛仑兹力 因为
( N为单位体积内的电荷数）
所以，式中，故。
特别提醒：洛伦兹力是单个运动电荷在磁场中受到的力，而安培力是导体中所有定向移动的自由电荷受到的洛伦兹力的宏观表现。
▲疑难导析
1．洛伦兹力方向的特点
（1）洛仑兹力的方向既与电荷的运动方向垂直，又与磁场方向垂直，所以洛仑兹力的方向总是垂直于运动电荷的速度方向和磁场方向所确定的平面。
（2）洛仑兹力方向总垂直于电荷运动方向，当电荷运动方向发生变化时，洛仑兹力的方向随之变化
（3）用左手定则判定负电荷在磁场中运动所受的洛伦兹力时，要注意将四指指向电荷运动的反方向。
（4）由于洛仑兹力方向总与电荷运动方向垂直，所以洛仑兹力对电荷不做功。
2．洛伦兹力和电场力的比较 洛伦兹力 电场力 电场对放入其中电荷的作用力 性质 磁场对在其中运动电荷的作用力 产生 磁场中静止电荷、沿磁场方向运动的电场中的电荷无论静止，还是沿何方向运动条件 电荷将不受洛伦兹力 都要受到电场力 ①方向由电荷正负、磁场方向以及电荷运动方向决定，各方向之间关系遵方向 循左手定则 ②洛伦兹力方向一定垂直于磁场方向以及电荷运动方向（电荷运动方向与磁场方向不一定垂直） 大小 做功情况 一定不做功 特别提醒：
可能做正功，可能做负功，也可能不做功 ①方向由电荷正负、电场方向决定 ②正电荷受力方向与电场方向一致，负电荷受力方向与电场方向相反 （1）洛伦兹力的方向不是和磁场方向相同或相反，而总是和磁场方向垂直。
（2）用左手定则判定洛伦兹力的方向时一定注意四指指的是正电荷运动的方向，审题时首先判断电荷的正负。
：在高真空的玻璃管中，封有两个电极，当加上高电压后，会从阴极射出一束高速电子流，称为阴极射线．如在阴极射线管的正上方平行放置一根通以强电流的长直导线，其电流方向如图所示．则阴极射线将会（ ） A．向上偏斜 B．向下偏斜 C．向纸内偏斜 D．向纸外偏斜
答案：A
解析：由安培定则，电流下方磁场垂直纸面向外。电子流由左向右运动，由左手定则，电子受洛伦兹力向上，所以A正确。
知识点二—— 带电粒子在匀强磁场中的运动
▲知识梳理
一、//B时
运动分析：带电粒子不受洛伦兹力，在匀强磁场中做匀速直线运动。
二、
时
时，带电粒
1．运动分析：如图所示，若带电粒子沿垂直磁场方向射入磁场，即子所受洛仑兹力
，方向总与速度v方向垂直。洛仑兹力提供向心力，使带电粒子
在匀强磁场中做匀速圆周运动。 2．其特征方程为 3．四个基本公式：
（1）向心力公式：
（2）半径公式：
（3）周期和频率公式：
（4）动能公式：
特别提醒：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期T，只和粒子的比荷（）有
关，与粒子的速度v、半径R的大小无关；也就是说比荷(匀强磁场中，T、f和
▲疑难导析
相同。
）相同的带电粒子，在同样的
一、带电粒子做匀速圆周运动的圆心、半径及运动时间的确定 1．圆心的确定一般有以下四种情况：
（1）已知粒子运动轨迹上两点的速度方向，作这两速度的垂线，交点即为圆心。
（2）已知粒子入射点、入射方向及运动轨迹上的一条弦，作速度方向的垂线及弦的垂直平分线，交点即为圆心。
（3）已知粒子运动轨迹上的两条弦，作出两弦垂直平分线，交点即为圆心。
（4）已知粒子在磁场中的入射点、入射方向和出射方向（不一定在磁场中），延长（或反向延长）两速度方向所在直线使之成一夹角，作出这一夹角的角平分线，角平分线上到两直线距离等于半径的点即为圆心。
2．半径的确定和计算。圆心找到以后，自然就有了半径，半径的计算一般是利用几何知识，常用到解三角形的方法及圆心角等于弦切角的两倍等知识。 3．在磁场中运动时间的确定。利用圆心角与弦切角的关系，或者是四边形内角和等于3600