第1章 第1节 磁场对通电导线的作用力-【重难点手册】2024-2025学年高中物理选择性必修第二册（人教版2019）

参考答案与解析 第一章安培力与洛伦兹力 细线拉力越大，即细线拉力先增大后减小，B正确：根 第1节磁场对通电导线的作用力 据动能定理得mgL(1一cos0)一BILsin0=0,解得I= A基础过关练 2-1)mg,w=（1-号)mg.CD错误 BL 2 F 1.D【解析】由安培力公式得B=元=0.02T,故AC 2.C【解析】题图中边MP与PN串联后再与MN并 错误，D正确， 联，MN中的电流为1，则MPN中的电流为号，根据安 2.B【解析】电流为1时，有BIL=ngsin0,电流方向不 培力公式可知，边MP与PN受到的安培力均为号BL, 变、大小变为21时，因为金属杆始终静止，则有2BL.= ugsin十f,解得BIL一f,方向沿斜面向下，B正确. 边MV受到的安培力为BL.,故A错误：对于边MP 3.A【解析】由于磁感应强度方向与电流方向垂直，则 与PN,因它们的夹角为120°，因此这两个安培力的合 导线所受安培力大小为F=BIL,所以A正确，BCD 力大小为之BL,方向竖直向下，而边MN受到的安培 错误。 力大小为BL,方向竖直向下，故框架所受安培力大小 4.C【解析】根据通电导线的相互作用可知，同向电流相 互吸引，则山、2对的作用力大小相等，其合力方向 为受BL,方向竖直向下，故C正确，BD错误 竖直向下，若在空间中加一匀强磁场，使4所受安培力 3.B【解析】设通过ab的电流为I1,通过ac、cb的电流为 为0，则该匀强磁场对1的作用力方向是竖直向上，由 12,根据安培力公式F=BL,可得ab边的安培力为F 左手定则可知，该匀强磁场的方向水平向左，C正确。 =BIL,方向竖直向上，ac、cb的有效长度也是L,则其 5.(1)由左手定则可知，杆ab受到的安培力沿导轨向上， 安培力为F:=BL,方向竖直向上，线框所受安培力 杆刚好要下滑时满足ngsin0=BL1d十gcos0,根据 的合力为F=F十F=B(I十)L,物体恰好对地面 E 闭合电路的欧姆定律，有L=,十RF=B以4， 没有压力，由平衡条件可得B(I十4)L=mg.某时刻 由于故障导致线框的水平边ab失去电流，通过ac、b 联立解得R1=24,F,=4N 的电流为I,ac,cb的有效长度也是L,则其安培力为F 杆刚好要上滑时满足ngsin0+mgcos0=B1:d, =BL,由于线框接在恒流电源的正、负极上，则有I= 又k=,R=Bl山 1十，此时F=BL.=B(h十1)L=mg,所以稳定后 联立解得R=42.F=20N 物体对地面的压力还是0，故B正确，ACD错误， 故杆ab受到的安培力的最小值与最大值分别为F,= 4.A【解析】设通过ab支路的电流为Ii,通过ufedcb支 4N,F2=20N. 路的电流为I:,其中afdb支路在磁场中所受安培力 (2)由(1)可得滑动变阻器R接人电路的电阻的取值范 的有效长度为a、b两端点间的长度L,所以金属框受到 围为4~242. 的安培力的合力大小为F=BI1L十BLL=BL,根据左 B综合提能练 手定则可知安培力的方向垂直于b边向左，故A正确. 1.B【解析】根据左手定则，金属棒MN中电流的方向 5.由题图可知，R与R的右半部分并联后，与R的左 为从N流向M,A错误：金属棒从静止开始摆到最高 半部分串联，则可知金属棒中的电流由里向外，由左手 位置的过程，速度先增大后减小，而细线拉力及重力在 定则可知金属棒受安培力水平向左.对棒受力分析如 细线方向上的合力提供向心力，所以金属棒速度越大， 图所示，由平衡条件可得F安=mgtan 0,F发=BIL,解 1 重雅点手册高中物理选择性必修第二册®) 得金属棒中的电流大小为1a9-1,5A,R的 断可知，洛伦兹力方向垂直于纸面向里，放D错误。 BL 2.A【解析】由右手螺旋定侧，6，d在O点产生的磁场相 右半部分中电流为I2= IR R =3A,故R的左半部分电 互抵消，a、c在O点产生的磁场均沿OM方向，故O点 磁场沿Ok方向.电子带负电，沿垂直于纸面向外的方 压为U,=(1+12)×尽=27V,故路端电压为U=U,十 2 向经过O点时，由左手定则可知，受洛伦兹力方向应沿 R=45V,由闭合电路的欧姆定律可得E=U+(I十 O方向，故A正确. I2)r=54V. 3.C【解析】粒子在穿过这个区域时所受的力为竖直向 下的电场力qE和竖直向上的洛伦兹力B,且此时 E=qub.若要使粒子向下偏转，需使gE>B,则诚 小速度，减小磁感应强度B或增大电场强度E均可， 故C正确. 4.B【解析】离子进人磁场后受到洛伦兹力作用，根据左 C强基突破练 手定则可知，正离子受到的洛伦兹力向下，负离子受到 1.(1)受力分析如图甲所示，有mngsin37°=B1cos37°， 解得B=mgm32=2T 洛伦兹力向上，放A错误；当达到平衡时有号，一B, I 解得。一品故B正确：不带电的液体在磁场中不受力 的作用，M、N两点没有电势差，无法计算流速，故C错 误：污水流量为Q-S=上 8 ·品-带故D错误 甲 5.(1)液滴带正电，对液滴受力分析如图所示，液滴做直 (2)①由于G不变，N方向不变，若保持导体棒静止，则 线运动，分析可知液滴速度大小不变，受力平衡，根据 导体棒合力为0，即F安与G和N的合力二力平衡.如 平衡条件和几何知识，有F电=Eg=mg,fm=gB 图乙所示 V2mg,解得E-mg,B②mg 15 据左手定则可得，磁感应强度B方向的变化范围为 45 37<a≤1803. 1Hg ②据矢量三角形知，当F垂直于N时，安培力最小 (2)电场方向突然变为竖直向上时，电场力大小不改 F=mgn0B元，解得R=1.6T方向垂直 变，故电场力与重力平衡，液滴所受合力等于洛伦兹 力，根据牛顿第二定律有F合=ma=f,可得a=√2g 于导轨平面向上 B综合提能练 第2节磁场对运动电荷的作用力 1.C【解析】对a、b整体，由牛顿第二定律得F=(1十 A基础过关练 1.C【解析】由左手定则判断可知，洛伦兹力方向垂直速 m2)a,解得a= ,十m·水平恒力F不变，所以加速度 F 度向下，故A错误：由左手定则判断可知，洛伦兹力方 不变，故AB错误；向左加速运动时，由左手定则得洛 向垂直速度向上，故B错误：由左手定则判断可知，洛 伦兹力方向竖直向上，速度越大，洛伦兹力越大，所以 伦兹力方向垂直于纸面向外，故C正确：由左手定则判 支持力减小，故C正确：对a受力分析，有f=ma,加 2第一章 安培力与洛伦兹力 第1节磁场对通电导线的作用力 重点和难点 课标要求 1,观察安培力的方向与哪些因素有关的实验，记录实验现象并得出 重点：安培力的方向确定和大小表达相关结论，知道安培力的方向与电流、磁感应强度的方向都垂直，会用左 式的获得。 手定则判断安培力的方向 难点：安培力方向的空间关系的认 2.推导匀强磁场中安培力的表达式，计算匀强磁场中安培力的大小 识，安培力大小表达式的得出 3.知道磁电式电流表的基本构造以及运用它测量电流大小和方向 的基本原理 门-01必备知识梳理。 基础梳理 知识点1安培力的概念 1.定义：磁场对通电导线的作用力称为安培力 刀划重点 2.实验表明：当通电导线方向与磁场方向垂直时，导线所受 电场对放入其中的电荷有 安培力最大：当通电导线方向与磁场方向一致时，导线所受安培 静电力的作用，研究电场强弱 力为0：当通电导线方向与磁场方向斜交时，导线所受安培力的大 时可以从电场力的角度着手分 小介于最大值和0之间（如图）： 析.类比可知，研究磁场强弱 时，也可以从安培力的角度着 手分析.但要注意场的客观存 在性，我们只是利用静电力、安 培力来检测场，但场的存在与 0<F<F 否、大小和方向并不由它们来 例1(2024·湖北武汉二中高二月考)磁场对通电导体的作 决定，尤其要注意安培力的大 用力叫作安培力，通电导体垂直于磁场方向放置时，关于安培力 小与通电导线的放置有关 的大小有如下规律，其中正确的是(). A.磁感应强度越强，电流越小，导线越长，安培力就越大 B.磁感应强度越强，电流越大，导线越长，安培力就越大 C.磁感应强度越弱，电流越大，导线越长，安培力就越大 D.磁感应强度越强，电流越大，导线越短，安培力就越大 解析通电导体垂直于磁场方向放置时，根据F一BL可得， 磁感应强度越强，电流越大，导线越长，安培力就越大」 答案B 国避手册高中物理选择性必修第二册) 知识点2安培力的方向 冒敲黑板 1.左手定则：判定安培力的方向.具体判断方 1.安培力F、磁感应强度 法如图所示，伸开左手，使拇指与其余四个手指垂 B、电流I三者的方向关系：通 直，并且都与手掌在同一个平面内，把手放入磁场 电导线在磁场中所受的安培 中，让磁感线垂直穿过手心，并使伸开的四指指向 力F总垂直于电流与磁感线 所确定的平面 电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安 (1)已知I和B的方向， 培力的方向。 可用左手定则唯一确定F的 2.安培力的方向总是垂直于磁场方向和电流方向所确定的 方向. 平面.在判断时首先确定磁场与电流所确定的平面，从而判断出 (2)已知F和B的方向， 安培力的方向在哪一条直线上，然后再根据左手定则判断出安培 当导线的位置确定时，可唯一 力的具体方向。 确定电流I的方向。 3.当电流方向跟磁场方向不垂直时，安培力的方向仍垂直于 (3)已知F和I的方向 电流与磁场所确定的平面，仍可用左手定则来判断安培力的方 时，磁感应强度B的方向不能 唯一确定。 向，即F安⊥I,F安⊥B,但B与I不一定垂直 2.同向电流相互吸引，反 4.注意区别安培力的方向和静电力的方向与场的方向的关 向电流相互排斥 系，安培力的方向总是与磁场的方向垂直，而静电力的方向总是 卫划重点 与电场的方向平行。 安培定则与左手定则的对比 例②(2024·安微合肥一中模拟)《大国重器Ⅲ》节目介绍了 安培定则 左手定则 GL输电系统的三相共箱技术，如图甲所示，三根超高压输电线 判断电流产生的进判断电流在猫场 作用 场方向 中的受力方向 缆平行且间距相等.其截面图如图乙所示，截面圆心构成正三角 因果 电流”是“因“，“谥“谥场·和“电 形，上方两根输电线缆A、B圆心连线水平，某时刻A中电流方向 关系场是“果 流”都是“因 直线 环形电流或 垂直于纸面向外，B中电流方向垂直于纸面向里，电流大小均为 电流 通电燃线 电流在运场中 【,下方输电线缆C中电流方向垂直于纸面向外，电流大小为2I, 橱指所 四个手指弯 运感线垂直穿 则(). 体方向 曲的方向指 为电流询电流的切 过掌心，四指相 的方向烧方向 向电流的方尚 四指鸡 曲的方 拥指所指的 拇播所指的方向 向表示 方向表示蛙 线上的磁感 表示电流所受安 越感线 线方向 培力的方向 的方向 27 甲 乙 A.A、B输电线缆相互吸引 B.A输电线缆所受安培力斜向左下方，与水平方向夹角为60 C.A输电线缆在A、B圆心连线中点处的磁感应强度方向竖 直向上 D.正三角形中心O点磁感应强度方向水平向左 2 第一章 安培力与洛伦花力么图9 解析由于A,B输电线缆通入的电流方 向相反，根据电流流向相反，二者相互排斥可 B 判断两输电线缆相互排斥，故A错误：根据电 流流向相反，通电导线会相互排斥，电流流向 C 相同，通电导线会相互吸引，可知B对A的作用力沿BA水平向 左，C对A的作用力沿AC斜向右下，且大小为B对A作用力的 2倍，如图所示，可知FC0s0=2FBc0s60°=FH,即C对A的 作用力在水平方向的分力与B对A的作用力大小相等、方向相 反，所以A受到的合力即C对A的作用力在竖直方向的分量，故 其与水平方向夹角为90°，故B错误：根据右手螺旋定则可知，A 输电线缆在A、B圆心连线中，点处的磁感应强度方向竖直向上， 故C正确；A输电线在O,点的磁感应强度方向垂直OA指向右上 方，B输电线在O,点的磁感应强度方向垂直OB指向左上方，C输 电线在O点的磁感应强度方向垂直OC水平向左，所以O,点合磁 感应强度方向应斜向左上方，故D错误 [答案C 知识点3安培力的大小 安培力大小的公式表述： 国敲黑板 1.当B与I垂直时，F=IlB: 1.当通电导线与磁场方 2.当B与I成0角时，F=IlBsin0,0是B与 向垂直时，F=IlB. 【的夹角。 2.B对放入的通电导线 推导过程：如图所示，将B分解为垂直于电流方向的B,= 来说，起作用的是外磁场的磁 感应强度 Bsin0和沿电流方向的B1=Bcos0,B对I的作用可用B1、B2对 3.导线1所处的磁场应 电流的作用等效替代，则F=F,+F2=0+IlB2=IIBsin 0. 为匀强磁场，在非匀强磁场 例B(2024·湖南岳阳一中高二期末) 中，公式F=IIBsin0仅适用 如图所示，一长为l0cm的金属棒ab用两个 B 于很短的通电导线（我们可以 完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中， 把这样的直线电流称为直线 已知B的大小为0.1N/(A·m),磁场方向 电流元) 4.式中的lsin0为导线垂 垂直于纸面向里：弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘.金属棒通过 直于磁场方向的有效长度，如 开关与一电动势为12V的电池相连，电路总电阻为22.已知开 图所示，半径为「的半圆形导 关断开时两弹簧的伸长量均为0.5cm:闭合开关，系统重新平衡 线与磁场B垂直放置，当导线 后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3cm,重力加 中通以电流I时，导线的等效 速度大小取10m/s2.判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向， 长度为2r,故安培力F 并求出金属棒的质量。 21rB. 3 重雅点手细高中物理选择性必修第二册) 解析金属棒通电后，闭合回路中的电流I-卡=2V 22 6A,金属棒受到的安培力大小为F=BIl=O.06N,由左手定则 X 判断可知金属棒受到的安培力方向竖直向下，设该弹簧的劲度系 数为k,由平衡条件知，开关闭合前有2kx=mg,开关闭合后有 5.当通电导线平行于磁 场方向时，安培力F=0 2k(x十△x)=mg十F,代入数值解得m=0.01kg. 知识点4磁电式电流表 1.原理 P拓视野 安培力与电流的关系。 磁电式电流表刻度盘刻 2.基本构造 度为何均匀？ 磁铁、线圈、螺旋弹簧、指针、软铁、极靴等（如图所示） 线图通电后，根据左手定 则可以判断，线图两个边所受 安培力如图所示。 螺靛婵簧 指 极线剧 3.构造特点 两极间的极靴和极靴中间的铁质圆柱，使极靴与圆柱间的磁 场都沿半径方向，使线圈平面与磁场方向平行，使表盘刻度均匀. 设线图共有n匝，长为 4.工作原理 l1,宽为，磁场的磁感应强度 当电流通过线圈时，由左手定则知线圈 大小为B,安培力产生的力矩 受到如图所示的安培力，于是架在轴上的线 为M=2F· 2 =FL2= 圈就要转动，通过转轴收紧螺旋弹簧使其变 形，反抗线圈的转动.电流越大，安培力就越 Bnll,ll2=S,所以M= 大，螺旋弹簧的形变就越大.所以，从线圈偏 nBIS. 转的角度就能判断电流的大小，当线圈中的电流方向改变时，安 线图转动后，弹簧发生扭 转，产生扭转力矩M=k,其 培力的方向随之改变，指针的偏转方向也随之改变.根据指针的 中k为与螺旋弹簧有关的常 偏转方向就可以知道被测电流的方向. 量，0就是线圈转过的角度， 5.优缺点 当扭转力矩与磁力矩达 (1)优点：灵敏度高，可以测出很弱的电流。 到平衡时，线圈就停止转动， (2)缺点：线圈的导线很细，允许通过的电流很弱（几十微安 指针就会指示一定的电流值. 到几毫安)，如果通过的电流超过允许值，则很容易被烧坏 此时有M=M,即nBIS=0, 6.灵敏度 提高磁电式电流表的灵敏度，可通过增加线圈的匝数、增大 可得0-” 磁铁的磁感应强度、增加线圈的面积和减小转轴处的摩擦等方法 由上式可得.线图转过的 实现 角度与线圈中所通电流的大 4 第一章 安培力与洛伦花力蓝组 例4(2024·湖北武汉一中高二期中)电流计等磁电式电表 小成正比，即ocI,故磁电式 是利用永久磁铁对通电线圈的作用原理制成的，其优点是灵敏度 电流表刻度盘的刻度均匀. 高，构造如图甲所示，圆柱形铁芯固定于U形磁铁两极间，其中磁 场是均匀辐向分布，铁芯外面套有缠绕着线圈并可转动的铝框， 铝框的转轴上装有指针和游丝（又称螺旋弹簧）.下列说法中正确 的是( 游 m A.极靴和铁质圆柱之间的磁场是匀强磁场 B.图乙中当线圈通以如图所示电流，图中指针往右偏 C.磁电式电表可以直接测1A左右的电流 D.根据指针偏转角度的大小可以知道被测电流的大小 解析极靴和铁质圆柱之间磁感线呈辐向分布，磁感线不平 行，不是匀强磁场，故A错误；根据左手定则可知，图乙中当线圈 通以如图所示电流，所受安培力向下，b所受安培力向上，则图 中指针往左偏，故B错误；磁电式电流表的线图导线很细，允许通 过的电流很弱（几十微安到几毫安），不能直接测1A左右的电 流，故C错误；通过电流表的电流越大，线圈所受安培力越大，螺 旋弹簧的形变也就越大，根据指针偏转角度的大小可以知道被测 电流的大小，故D正确。 答案D 里雅拓展 重难点1安培力作用下物体运动方向的判断 通电导体在安培力作用下，其运动方向的判断有如下几种常 □敲黑板 见方法： 1.电流在磁场中不一定 1.电流元法 受到安培力作用. 把整段电流等效为多段直线电流元，运用左手定则判断出每 2.同一个方向的安培力 可能对应多个不同方向的磁 小段电流元所受安培力的方向，从而判断出整段电流所受合力的 场和电流，但是安培力的方向 方向，最后确定其运动方向 总是既垂直于磁场的方向，又 2.特殊位置法 垂直于电流的方向。 把电流或磁铁转到一个便于分析的特殊位置后再判断其所 3.一个电流元不在自身 5 国雕手细高中物理选择性必修第二册？) 受安培力的方向，从而确定其运动方向. 的磁场中受力，只能在其他电 3.等效法 流元产生的磁场或外磁场中 环形电流和通电螺线管都可以等效成条形磁铁，条形磁铁也 受力. 可以等效成环形电流或通电螺线管，通电螺线管也可以等效成很 4.与电流方向垂直的磁 多匝的环形电流来分析. 场分量对安培力有貢献，与电 4.利用结论法 流方向平行的磁场分量对安 培力无贡献 (1)两电流相互平行时，无转动趋势，同向电流相互吸引，反 向电流相互排斥。 (2)两电流不平行且相互，跨越时，有转动到相互平行且电流 方向相同的趋势。 例5(2024·华中师大一附中月考)如图 所示，两条直导线相互垂直，但相隔一个小距 离，其中一条AB是固定的，另一条CD能自由 活动，当恒定电流按图示方向通人两条导线时， 导线CD将(). A.顺时针方向转动，同时靠近导线AB B.逆时针方向转动，同时离开导线AB C.顺时针方向转动，同时离开导线AB D.逆时针方向转动，同时靠近导线AB 解析（电流元法）如图，先分析AB导线中 电流产生的磁场方向，再分段找出CD各段所 受安培力的方向.由左手定则判断，CO段受力 D 向下，DO段受力向上，所以CD导线沿逆时针 方向转动，又由于AB、CD导线电流有同向的趋 势，由已知结论可知它们同时还相互吸引，故D项正确. (结论法)凡转动，必互相靠近，且两导线转动到电流方向相 同为止 答案D 02关健能力提升。 题型1判断安培力的方向 量为m的直导线.当通以电流I时，欲使直导 例1(2024·湖北宜~⑧ 线静止在斜面上，外加匀强磁场B的大小和方 昌市协作体高二期中)（多 向应是( 选)如图所示，在倾角为α 的光滑斜面上，垂直于斜面放置一根长为L、质 A.B=mgsin a,方向垂直于斜面向下 IL 6 第-章安培力与洛伦花力么图9 B.B=mgtan a,方向垂直于斜面向上 0.02N. IL (2)由牛顿第二定律可知a= =2m/s2, C.B=mgtan a,方向竖直向下 IL 炮弹匀加速运动时间1=”=5s,系统产生的 DB=瓷，方向水平向左 a 总热量Q=P(R+r)1=1J. 解析匀强磁场B的方向垂直于斜面向下 题型3安培力作用下的平衡问题 时，安培力方向沿斜面向上，由平衡条件可得 刚3(2024·山东菏泽一中高二期中)如 BIL=mgsin a,解得B=msne,所以A正 图所示，质量为、长为L的导体棒ab用两绝 L 缘细线悬挂于O、)处，并处于匀强磁场中.当 确：匀强磁场B的方向垂直于斜面向上时，安 导体棒通以沿ab的电流I且保持静止时，悬线 培力方向沿斜面向下，直导线不能静止在斜面 与竖直方向的夹角为日.已知重力加速度大小 上，所以B错误；匀强磁场B的方向竖直向下 为g 时，安培力方向水平向左，由平衡条件可得 BL=mgtan a,解得B=m,所以C正 确：匀强磁场B的方向水平向左时，安培力方 向竖直向上，由平衡条件可得BIL=mg,解得 B=咒，所以D正确 (1)若磁场竖直向下，求匀强磁场的磁感 应强度B: 答案ACD (2)若磁场平行于悬线斜向下，求匀强磁 题型2安培力大小的计算 场的磁感应强度B. 例2(2024·山东泰安一中高二期未) 解析(1)磁场竖直向下时，导体棒受力情 “电磁炮”的模型如图，光滑水平加速导轨电阻 况如图甲所示， 不计，轨道宽为L一0.1m,竖直向上的匀强磁 由平衡条件得F=ngtan0, 场的磁感应强度B=1T,“弹体”总质量m 导体棒所受安培力F=BL, 0.01kg,弹体在轨道间的电阻R=12,可控电 联立解得B,=mgtan0 IL 源的内阻r=42,提供的电流是I=0.2A,以 保证“电磁炮”匀加速发射，不计空气阻力.求： 甲 可悦 也源 (2)磁场平行于悬线斜向下时，导体棒受 (1)弹体所受安培力大小： 力情况如图乙所示， 由平衡条件得F2=mgsin0, (2)弹体从静止加速到10m/s过程中系 导体棒所受安培力F2=B2L, 统产生的总热量， 解析(1)炮弹受到的安培力大小F一BL 联立解得B2=mgsin0 IL 7 重避台手细高中物理选择性必修第二册划 03核心素养聚焦一。一 考向1单位制 解析导线的αb边与磁场垂直，受到的安 例口(2023·辽宁卷)安培通过实验研究 培力大小为F1=2BIL.导线的bc边与磁场平 发现了电流之间相互作用力的规律.若两段长 行，不受安培力的作用，则导线受到的安培力 度分别为△L,和△L2、电流大小分别为I和 大小为F=F,=2BIl,故C正确，ABD错误. 2的平行直导线间距为r时，相互作用力的大 答案C 小可以表示为F=kIl△L△L.比例系数 命题意图 考查安培力大小的计算 2 核心素养 物理观念、科学思维 素养水平水平2 的单位是(). 考向3安培力的方向 A.kg·m/(s2·A) 例3(2024·湖北省武昌实验中学期中) B.kg·m/(s2·A) 如图，一水平放置的橡胶圆盘上带有大量均匀 C.kg·m2/(s3·A) 分布的正电荷，与圆盘同一平面内放置一通有 D.kg·m/(s3·A3) 恒定电流的直导线，电流方向如图所示.当圆 解析由牛顿第二定律F=ma,可得1N 盘绕其中心O顺时针转动时，通电直导线所受 =1kg·m/S,由F=kL△△L,可得k 安培力的方向( Fr: 1N×1m 一 1I2△L1△L21AX1AX1mX1m1A 1kg·m/(s2·A),故B正确 答案B A.指向圆盘 命题意图 考查电磁学单位制 B.背离圆盘 核心素养 物理观念 素养水平水平2 C.垂直于圆盘平面向里 考同2安培力大小的计算 D.垂直于圆盘平面向外 例2(2023·江苏卷)如图所示，匀强磁 解析橡胶圆盘绕其中心O顺时针转动 时，在橡胶圆盘上会形成若干个同心顺时针环 场的磁感应强度为B.L形导线通以恒定电流 形电流，所有的等效环形电流在直导线处的磁 I,放置在磁场中.已知ab边长为2l,与磁场方 场都是向上的，根据左手定则，伸出左手，四指 向垂直，bc边长为l,与磁场方向平行.该导线 指向直导线电流方向，手心向下，则大拇指指 受到的安培力为( 向右侧，即通电直导线所受安培力的方向为背 离圆盘.故ACD错误，B正确. B 答案B 命题意图 考查安培力的方向 A.0 B.BIl C.2BIl D.5BIL 核心素养 物理观念，科学思雏 素养水平水平2 8 第一章安培力与洛伦花力么国9 ]04学业质量测评。 A基础过关练 测试时间：15分钟 间中加一匀强磁场，使3所受安培力为0，则 1.(2024·安徽马鞍山二中高二阶段练习)一 该匀强磁场的方向( 根长为5m的直导线垂直于磁场方向放置 在某匀强磁场中，当给导线通以10A的电 流时，它受到的安培力大小为1N,该匀强磁 1,☒ ☒ 场磁感应强度的大小为( ). A,垂直于纸面向里 B.水平向右 A.10T B.5T C.水平向左 D.竖直向上 C.IT D.0.02T 5.(2024·湖北黄冈中学高二期末)如图，在平 2.(2024·江西九江一中高二期末)如图所示， 行倾斜固定的导轨上端接入电动势E一 一粗糙绝缘固定斜面处于匀强磁场中，磁场 50V、内阻r=12的电源和滑动变阻器R, 的磁感应强度大小为B,方向垂直于斜面向 导轨的宽度d=1m,倾角0=37°.质量m 上，长度为L的水平金属细杆始终静止在斜 2kg的细杆ab垂直置于导轨上，与导轨间 面上.已知金属杆通有如图所示的电流I 的动摩擦因数=0.5，整个装置处在垂直于 时，细杆与斜面间的摩擦力恰好为0.那么当 轨道平面向下的磁感应强度B=2T的匀强 电流方向不变、大小变为2I时，金属细杆受 磁场中（图中未画出），导轨与杆的电阻不 到的摩擦力为( ). 计.现调节R使杆ab静止不动.sin37° A.BL,沿斜面向上 0.6,c0s37°=0.8，g取10m/s2.求： B.BIL,沿斜面向下 (1)杆ab受到的安培力的最小值F,与最大 C.2BIL,沿斜面向上 值F2: D.2BIL,沿斜面向下 (2)滑动变阻器R接入电路的电阻的取值 B B 8/ 范围。 ☆R XE,r B 第2题图 第3题图 3.(2024·湖北武汉外国语学校高二期中)如 图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中， 一长为L的直导线通大小为I的电流，则导 线所受安培力大小为( ). A.BIL B.BILsin 0 C.BILcos 0 D.BIL. sin 4.(2024·安微合肥一中高二月考)如图所示， 空间内固定有、l2、三根足够长的直导 线，直导线间距均相等且电流相同.若在空 国避手册高中物理选择性必修第二册) B综合提能练 测试时间：25分钟 计.各边导线材料及粗细完全相同，处在方 1.(2024·湖南怀化三中高二期中)在竖直向 向垂直导线框所在平面向里的匀强磁场中， 下、磁感应强度为B的匀强磁场中，有一质 通过绝缘细线在c点悬挂一个质量为m的 量为m、长度为L的金属棒MN,两端由等 物体，将两顶点a、b分别接在恒流源的正负 长的轻质细线竖直悬挂.若棒中通以恒定电 极上，物体恰好对地面没有压力.某时刻由 流，金属棒从静止开始向上摆动，摆动过程 于故障导致线框的水平边b失去电流，其他 中始终保持水平，最高摆到0=45°的位置， 条件不变，则稳定后物体对地面的压力是 如图所示.不计空气阻力，则金属棒从静止 开始摆到最高位置的过程，下列说法中正确 A.ing B.0 3 的是( A.金属棒MN中电流的方向为从M流向N c竖 D.2mg B.细线的拉力先增大后减小 C.金属棒MN中的恒定电流I= BL D.安培力对金属棒MN所做的功为号mgL hnegkngn 第3题图 第4题图 4.(2024·重庆巴蜀中学高二期末)一个各边 电阻相同、边长均为L的正六边形金属框 abcde f放置在磁感应强度大小为B、方向垂 直于金属框所在平面向外的匀强磁场中，若 第1题图 第2题图 从a、b两端点通以如图所示方向的电流，电 2.(2024·浙江镇海中学高二月考)如图所示， 流大小为I,则关于金属框abcdef受到的安 用相同合金丝制作的边长为L的正三角形 培力的判断正确的是(). 框架MNP,用绝缘细线竖直悬挂，匀强磁场 A.大小为BL,方向垂直ab边向左 垂直其所在平面，磁感应强度为B.给框架通 B.大小为BIL,方向垂直ab边向右 入电流，已知电流从M点流入，从N点流 C.大小为2BIL,方向垂直ab边向左 出，MN边中的电流为I.则( D.大小为2BL,方向垂直ab边向右 A.每条边所受安培力大小均为BL 5.(2024·湖南雅礼中学高二月考)如图所示， B.框架所受安培力大小为2BL 间距为20cm、倾角为37°的两根光滑金属导 轨间有磁感应强度为1.0T、方向竖直向上 C框架所受安培力大小为BL 的匀强磁场，导轨上垂直于导轨放有质量为 D.框架所受安培力方向竖直向上 0.04kg的金属棒，在与导轨连接的电路中， 3.(2024·湖北武汉二中月考)如图所示，有一 变阻器R1的总电阻为122，电阻R2也为 边长为L的刚性正三角形导线框ab在竖 12Ω，导轨和金属棒电阻均不计，电源内阻 直平面内，且b水平，导线框的重力忽略不 为2.0Ω.当变阻器的滑动头在正中间时，金 10