第一章 1.1. 安培力-【学霸黑白题】2024-2025学年新教材高中物理选择性必修第二册（人教版2019)

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 第1课时安培力 白题 基础过关 限时：30min 题型1安培力的方向 通有相同的电流【.则下列关于导体棒所受安 1.(2024·重庆江津期中)通电导线在磁场中受 培力的选项正确的是 到的力称为安培力，下列关于安培力的说法 ×××B× B 正确的是 ( X×⑧XX A.安培力的方向、电流的方向、磁场的方向可 能在同一平面内 甲 B.当磁感应强度的方向与通电导线的方向平 行时，导线受到的安培力为零 C.电流大小发生改变，安培力大小一定发生改变 T30 XX XB X D.磁感应强度的方向发生改变，安培力的大 丙 小一定发生改变 2.(多选)如图所示，将四根通电直导线分别放 ①F=0:2F,=0:③F=8L,④r,= -BIL 在四个匀强磁场中，图中给出了磁感应强度B A.①③B.①④ C.②③ D.②④ 的方向、导线中电流1的方向，某同学分别画5.如图所示，一段通电的直导线平行于磁场方向 出了通电直导线所受磁场力F的方向，其中 放入匀强磁场中，导线中的电流方向由左向 正确的是 右.将导线从图示位置在纸面内转过90°，在此 过程中导线所受安培力的大小 A.保持不变 B.由零逐渐增大 C.由最大逐渐减小到零 3.竖直面内有一易形变的轻质正 D D.先增大再减小到零 方形导线框ABCD,将四角固定 6.(2024·江苏南京期中)》 在匀强磁场中.当线框中通有 等边三角形abc,d是bc 如图所示的电流时，其形状变 延长线上一点，c是bd6d 为图中虚线所示，该磁场磁感应强度的方向 中点，三条通电长直导线垂直穿过纸面，分别 可能为 ( 位于等边三角形的三个顶点，三条导线电流 A.平行AB边向上 B.平行AB边向下 大小相等，电流方向如图.此时位于c处的导 C.垂直线框平面向里D.垂直线框平面向外 线受到的安培力为F.把位于a处的导线移到 题型2安培力的大小 d处，位于c处的导线受到的安培力为( 4.如图所示的四幅图中，导体棒的长度均为L, A.F B.2F C.3F 磁场的磁感应强度大小均为B,在各导体棒中 第一章黑白题001 题型3磁电式电流表 9. (2024·河北邯郸期末)如图甲所示，长为21 7.(2023·安徽百师联盟质检)（多选）如图甲为 的直导线MN折成边长相等、夹角为60°的 实验室里某型号磁电式电流表结构矩形线圈 “V”形并置于与其所在平面相垂直的匀强磁 匝数为，电阻为R矩形线圈处在均匀辐射状 场中.当导线中通以电流/时，该“V”形通电 磁场中，如图乙所示，线圈左右两边所在之处 导线受到的安培力大小为F.若如图乙所示， 的磁感应强度大小均为B.若线圈受到的安培 在MW间接上长为I的相同直导线，使从M 力和螺旋弹簧的弹力达到平衡时，指针达到 点流入、N点流出的电流仍为I,则该三角形 稳定.下列说法正确的是 通电导线受到的安培力大小为 指针 1X 铝 甲 A.如图甲所示，线圈顺时针转动过程中，穿过 A.0 B.0.5F C.F D.1.5F 铝框的磁通量减少 10.(2024·江苏南京四模)边 B.在线圈转动范围内，线圈所受安培力大小 长L的硬轻质正三角形导 与电流大小有关，而与所处位置无关 线框abc置于竖直平面内， C.通电线圈中的电流越大，电流表指针偏转 ab边水平，绝缘细线下端c点悬 角度就越大 挂重物，匀强磁场大小为B垂直 D.更换劲度系数更小的螺旋弹簧，可以减小 纸面向里.现将a、b接在输出恒 定电流电源的正负极上，当ab边的电流强 电流表的灵敏度（灵敏度即A 度为1，重物恰好对地无压力，则重物重力 重难聚焦 的大小为 ( 题型非直导线的安培力分析 A.BIL B. 3BIL 3 BIL D.2BIL 2 8.(2024·江苏常州期末)Oy坐标系 1L.(2023·内蒙古呼市 中，圆心在O点的圆导线通以顺时 二中期末)如图所 针大小相等的恒定电流，若各象限存在如图所 示，间距为d的水平 示磁感应强度大小相等、方向垂直坐标平面的 导轨接有电源，导轨 匀强磁场，则圆导线受安培力最大的是( 上固定三根用同种材料制作的导 体棒a,b、c,导体棒的横截面积均 为S,其中b最短，c弯成了直径与b等长的 半圆，导体的电阻与其长度成正比，导轨电 B 阻不计.现将装置置于竖直向下的匀强磁场 *12 中，接通电源后，三根导体棒中均有电流通 过，则它们所受安培力的大小关系为( A.F >F=F B.F=F>F C.F=F=F D.F >F>F 选择性必修第二册：RJ黑白题002 黑题 应用提优 限时：20min 1.(2024·江西赣州联考)如图所 形的中心.已知通电长直导线周围的磁感应强 示，空间中存在水平向右的匀强 磁场，磁感应强度大小为B,半 度B大小与电流1，距离r的关系式为B=灿 径为R的圆孤弧形导线MN所对应的圆心角为 (式中k为常量).设a、b间距为L,当六根导 240°，其中端点的连线与竖直方向的夹角为 线通有等大同向电流I。时，其中a处导线对b 30°，现在导线中通有从M到N的电流，电流 处导线的安培力大小为F,则 的大小为1.则下列说法正确的是 A.导线所受的安培力大小为3BR B.以O点为轴，使导线沿逆时针方向转过 60°，导线所受的安培力大小为0 C.以O点为轴，使导线沿顺时针方向转过 A.a处导线在O点产生的磁感应强度大小 90°，导线所受的安培力大小为2B弧 为 D.仅将磁场方向转至垂直纸面向外，导线所 B.六根导线在O点产生的磁感应强度大小 受的安培方大小为写8m 6L0 为1 2.(2024·河北开学联考)如图所示，由六根相 C.a处导线所受安培力方向沿a0指向0点 同的导体棒连接而成的正六边形导线框 D.a处导线对d处导线的安培力大小为 F abedef固定在垂直纸面向里的匀强磁场中，线 框平面与磁场方向垂直，线框顶点a、b与恒压 压轴挑战 直流电源（内阻不计）两端相接，已知闭合开关4.(2024·江苏泰州调研)如 后，导体尼受到的安培力大小为F(不计导体 图所示，由粗细均匀的金 棒间相互作用)，则下列说法正确的是( 属导线围成的一个正六边 形线框abedef,它的六个顶 点均位于一个半径为R的 圆形区域的边界上，be为圆形区 域的一条直径，be上方和下方分 A.导体棒ab受到的安培力大小也为F 别存在方向相反的匀强磁场，磁场方向垂直 B.导体棒cd,ef受到的安培力相同 于圆形区域，be上方磁感应强度大小为2B, C.导线框abcdef所受安培力的合力为6F 下方磁感应强度为B.现给线框接入从点 D.导线框abedef所受安培力的合力为1.2F 流入、从∫点流出的大小为1的恒定电流，则 3.(2024·广东广州一模)（多选）如图是特高压 金属线框受到的安培力的大小为 ( 输电线路上使用的六分裂阻尼间隔棒简化图. BIR 2BIR B. C.BIR D.0 间隔棒将六根相同平行长直导线分别固定在 3 正六边形的顶点a、b,c、d、e、f上，O为正六边 进阶突破拔高练P0时 第一章黑白题003参考答案与解析 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 ,+12,则有F2=Bl=F,故选G 10.B解析：根据分流原理可知流过ab路径的电流大小为 第1课时安培力 白题壁过关 龈据平衡条件得吧=+宁L,解得g=故 1.B 2.AD 选B. 3.D解析：当线框形状如题图中虚线所示时，说明线框所受 11.B解析：设a,b两导体棒的长度分别为L。和L,c导体棒 安培力均由四周指向外，根据左手定则来判断通电导线所受 弯成半圆的直径为d:由于导体棒都与匀强磁场垂直，则a 安培力方向：四指指向电流方向，大拇指指向安培力方向，则 b两导体棒所受的安培力大小分别为F。=B队L,下。 掌心刚好朝向纸面内，因为磁场从掌心穿人，所以该磁场磁 6因1：上瓷周R=人B pL. p 感应强度的方向为垂直线框平而向外，故选D, 4,B解析：A.图甲中，导体棒与磁场平行，导体棒所受安培力 Fm=0,故①正确：B.图乙中，导体棒与磁场垂直，导体棒所 因1=0s 则R,=B刷d=BS4-BUS因1L=U d pd pd p 受安培力的大小为F,=BL,故②错误：C图丙中，导休棒与 P 25 磁场垂直，导体棒所受安培力的大小为F=BL,故③错误： 2US 则F=BHd=B2US 2BUS D.图丁中，导体棒与磁场成60角，导体棒所受安培力的大 = 则F。=F>F,故本题 pnd' 小为，=L血60号，故④正确故法B 选B. 黑题 应用提优 5.B解析：设电流与磁场的夹角为0，导体棒受到的安培力为 1.B 解析：A.导线垂直磁场方向的有效长度为(，=R+ F=BILsin8,其中0从0增大到90°，sin8由0增大到1，故可 知安培力由零逐渐增大，故B正确，ACD错误故选B. in30-3 ,则导线所受的安格为为==子RA错 6,B解析：根据安培定则.a,b处导线在c处产生的磁感应强 误：B.以0点为轴，使导线沿逆时针方向转过60°，导线垂 度B。,B,大小相等，方向成120°，如图所示，合成后的磁感 磁场方向的有效长度为0，导线所受的安培力为0，B正确： 应强度为B,则有B=B。=B,把位于a处的导线移到d点处 C.以0点为轴，使导线沿顺时针方向转过90°，导线垂直磁 后，b,d两处的导线在c处产生的磁场等大同向，都是垂直于 边向上.合成后的磁感应强度为2B.因此F=2F.故选B. 场方向的有效长度为人=R,导线所受的安培力大小为 片=Bm,=3 BR,C错误：D.仅将磁场方向转至垂直纸面向 外，导线垂直磁场方向的有效长度为l,=2R©o%30°=√3R,则 导线所受的安培力为F,=BL=3B1R,D错误故选B. 7.BC 2.C解析：A.设ab的电阻为R,由电阻定律知alh的电阻 8.B解析：A图中根据题意可知.圆导线在向里的匀强磁场中 为5R,若ab中的电流为1，则od中的电流为写，由安培 的等效长度为√2R,受到的安培力大小为F=BI·2R= √2B1R,圆导线在向外的匀强磁场中的等效长度为2R,受到 力F=BL可知，导体棒b受到的安培力大小为5F,故A错 误：B.由左手定则可知导体棒cd,ef受到的安培力方向不 的安培力大小为F=BM·2R=√2BIR,根据左手定则知二者 同，故B错误：CD.g与dc所受安培力大小相等，方向相反： 安培力方向相同，故圆导线受安培力的合力为22R同 尼与b所受安培力大小相等，方向相反，a山所受安培力为 理，C图中圆导线受安培力的合力为22BR:D图中，圆导 5F,则d所受安培力为F且方向与ab所受安培力方向相 线在向外的匀强磁场中的等效长度为零，圆导线受到的安培 同，所以线框受到的安培力合力大小为6F,故C正确，D错 力大小为零：B图中圆导线在向里的匀强磁场中的等效长度 误故选C 为2R.受到的安培力大小为F=B1·2R=2BR.圆导线在向 3.ACD解析：A.根据几何关系可知，a、O间距为L,则a处导 外的匀强磁场中的等效长度为2R,受到的安培力大小为F= m·2R=2R,根据左手定则知二者安培力方向相同，故圆 线在O点产生的磁感应强度大小为B。= 乙，故A正确： 导线受安培力的合力为4BR,故圆导线受安培力最大的是B B.根据右手螺旋定则结合对称性可知.a和d两处导线、b 图的情况故选B. 和：两处导线，c和f两处导线在O点产生的合磁感应强度 9.C解析：根据题意，对弯折的导线，其所受安培力的有效长 为0.即六根导线在O点产生的磁感应强度大小为0.故B错 度为电流流入端、电流流出端两点连线的直线长度，对于甲 误：C.根据电流方向相同的两根直导线之间的安培力为吸 图有Fm=Bl=F,对于乙图F2=F+F2=BI,I+B,l,因为I= 引力，结合对称性可知，b和∫、c和e处导线对a处导线的安 参考答案与解析黑白题01 培力合力方向都沿aO指向0点，d处导线对a处导线的安：6.B解析：圆弧MaN的长度为圆周长的 培力方向沿a0指向0点，故a处导线所受安培力方向沿a0 则有圆苑导线MN的长度为圆周 1 指向0点，故C正确：D.根据几何关系可知，a,d间距为2L. 4 则a处导线在d点产生的磁感应强度大小为B=2元 klo 长的子，因此圆弧导线BV的电阻是×区 B,可知。处导线在d点产生的磁感应强度大小等于。 圆孤导线MaV的3倍，圆孤导线MaN× 处导线在b点产生的磁感应强度大小的一半，则处导线对 的电阻是圆孤号线WN的了，两电阻 1处号线的安培力大小为5故D正确故选ACD, 并联，流经圆弧导线MaN和圆弧导线MbN的电流与电阻成 反比，如图.圆弧导线ME部分和NF部分受到安培力大小相 压轴桃战 等，方向相反.互相抵消.因此圆弧导线MaN与圆弧导 4.D解析：根据审并联电路的特点可知流过a边的电流I,= 线MbN受到安培力的等效长度相同，由安培力的表达式 5 ，流过a如d(边的电流=。，d血.a山边受到的安培力同 F安=BL.已知圆弧导线MaV受到安培力大小为2F,则圆弧 向，斜向左下方，同理bc,边受到的安培力同向，斜向右下 导线%v受到的安培力大小是导线MaN的；，则有R 方，大小分别为F=F=2B·R=，BR,F=F=B, 3 F,对金属导线受力分析，圆弧导线MBN受到两端的附加 3 R=6B服，则血ab,c,f边所受的安培力合力为F= 2 张力与安培力平衡，由平衡条件可得F叁= 30s45= 专R+名R=子R,方向向下：d边要到的安培力 F,ACD错误，B正确.故选B 3 区=2队×R=,方向向下：边受到的安培力F乃=刷× 黑题 应用提优 R-5B 6,方向向上：所以线框受到的合力F=F,-R,-F=0 1.A解析：B.当处于平行线圈平面的匀强磁场中时，这个复杂 线圈两侧的导线所受安培力方向相引同，所以在匀强磁场中不 D正确，ABC错误故选D. 会发生转动，故B错误：C.当处于垂直线圈平面的匀强磁场 第2课时通电导线在磁场中的平衡与运动 中，根据左手定则可知，线圈各边所受安培力在同一平面内， 白题 意础过关 因此不会发生转动，故C错误：A根据以上分析可知，在磁场 1.AC 2.D 不垂直于线圈平面的情况下，若线圈处于非匀强磁场中，则 3.BD解析：AB.由左手定则可知，电流从b端流人a端流出. 可知线圈两侧的导线所受安培力大小不相等，线圈将按照所 BIL 受安培力大的方向转动，故A正确：D,将题图2那样的通电 选项A错误，B正确：CD,炮弹的加速度大小为a= 硬导线靠近该秤时，因该导线对线圈两侧的导线的安培力均 103×20x1 m/s2=4×10m/s2,选项C错误，D正确.故选BD 在纸面内，因此线圈不会发生转动，故D错误.故选A 0.5 2.D解析：AB.对整体分析，重力大小和方向不变，绳1、2弹 4.D解析：A.由于磁场方向不确定，故电流方向也不能确定， 力方向不变，根据左手定则，安培力水平向右逐渐增大，由平 故A错误：B.若电流方向从b到a,当磁场方向竖直向下时， 衡条件得水平方向F,=F2s60°+BL,竖直方向 根据左手定则可知，金属棒受到的安培力水平向右，金属棒 F,sin60°=mg,电流逐渐变大，则F,增大，F3不变，故AB错 可以受力平衡，处于静止状态，故B错误：CD.若所加磁场的 漠：C.当电流增大到。时，安培力与重力的合力最大，即绳3 磁感应强度最小，则安培力应沿导轨向上，磁场方向应垂直 于导轨平面，对金属棒受力分析，根据受力平衡可得 的拉力最大，有im30°=，最大值为F,=2mg,故C错误： F BL=mgsn,解得最小酸感应强度为B=mn”,故C错 IL. D对导体棒受力分析得m30=%得3，故D正 误，D正确.故选D. 确，故选D. 5.A解析：对导线受力分析如图所示，通过左手定则可知导 3.B解析：A.通电导线的受力如图所示，根据平衡条件 线所受安培力与磁场方向垂直，根据儿何关系，由平衡条件 可得，在竖直方向有2Tcs0=mg+Bcos60°，在水平方向 F,=mg©os0,故A错误：B.对通电导线和半圆柱体整体分 析，受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力，斜向左上的安 有2Tsim0=Bsim60°，解得B=%,放选A 培力，根据平衡条件，还需受到水平向右的地面对半圆柱体 2T 的静摩擦力，根据牛顿第三定律，地面受到的摩擦力方向向 左，故B正确：CD.对通电导线，根据平衡条件F,=mg©os9= BL,缓慢诚小通电导线中的电流，则安培力碱小，即通电导 线和圆心的连线与水平面的夹角日增大，通电导线受到的支 持力为F、=mgsin0,则通电导线受到的支持力增大；对整体 根据平衡条件，半圆柱体受到的摩擦力等于安培力水平方向 选择性必修第二册·RJ黑白题02