第一章 1.2. 通电导线在磁场中的平衡与运动-【学霸题中题】2024-2025学年新教材高中物理选择性必修第二册（人教版2019 江苏专用)

<<<<< 参考答案 ANSWER 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 2 到的安培力大小之比为EF2B肌：子肌=2：3， 故选B. 第1课时安培力 14.D解析：A根据安培定则，a、d两条导线在0点的磁感 第1关（练速度） 应强度等大反向，b、©两条导线在0点的磁感应强度等大 1.B2.A3.D 反向，∫两条导线在0点的磁感应强度等大反向，所以 4.BILcos c BIL 0 O点的磁感应强度为零，A错误：BD.根据安培定则，b、c、 5.D解析：甲图导体棒有效长度为L,磁场与导体棒垂直， d、e∫处5根导线在a处产生磁场的磁感应强度方向如 故安培力大小为F=8:图乙导体棒有效长度为 in日， 图所示，设b在a处产生的磁感应强度大小为B,则∫在4 处磁感应强度大小为B,c、e在a处磁感应强度大小为 场与导休棒垂直，故安络力大小为下一。图两导体棒有 d在▣处产生的磁感应强度大小为？，根据酸感应强 B 效长度为L,磁场与导体棒夹角为日，故安培力大小为F= 度的叠加可知，b、c、d,ef处5根导线在a处产生磁场的 BILsin0:图丁导体棒有效长度为L,磁场与导体棒垂直，导 磁感应强度方向垂直于α0斜向左下，合磁感应强度大小 轨倾角不影响安培力大小，故安培力大小为F=BL:故 为2.5B,方向垂直a0:根据左手定则和安培力公式可知， ABC错误，D正确故选D. a受安培力方向为沿a0,由a指向0，大小为2.5F,B错 6.B解析：设电流与磁场的夹角为8，导体棒受到的安培力 误，D正确：C.同理可得c导线所受安培力方向沿cO,由c 为F=BILsin0,其中0从0增大到90°，sin0由0增大到1， 指向0，C错误.故选D. 故可知安培力由零逐渐增大，故B正确，ACD错误故选B. 7.B8.C 9.C解析：设正方形边长为L,开始时通过线框总电流为1， 则导线框受安培力为F=BL,将接人点从两侧中点A、B换 成对角点M、N,则导线框的电阻不变，电流仍为I,导线框 的等效长度为2L,则导线框受安培力为F=Bl2L=√2F, 故选C. 10.B解析：设a、b两导体棒的长度分别为L.和L,c导体 第3关（练思雏宽度） 棒弯成半圆的直径为d:由于导体棒都与匀强磁场垂直， 15.D解析：根据串并联电路的特点可知线框流过af边的 则a、b两导体棒所受的安培力大小分别为F.=B队L,F= 三成，则R=以L=BS B,4=Bd因1=-S 电流认=子，流过o边的电流：山=， L。= pL d、ab边受到的安培力同向，斜向左下方，同理bc、gf边受 到的安培力同向，斜向右下方，大小分别为F=F=2B· B因U三名则r=B队d上B=E因因 GR-3 BIR.F. =1 BR,则dk、b,be,f p 边所受的安培力合力为月-号B服名歌= R,方向 0=20,则F=m.dB2 pnd ,则F=F>F,故 TTo 向下； P2S 本题选B. cd边受到的安培力R,=2B刷，×R- 3,方向向下 第2关（结准确率） 11.A12.B 边受到的安格力片=则XR:,方向向上： 所以线框受到的合力F=F2-F,-F,=0, 13.B解析：设匀强磁场的磁感应强度大小为B,“”形导 D正确，ABC错误.故选D. 体环两端接入电路部分有效长度均为L,由电阻定律可 第2课时通电导线在磁场中的平衡与运动 知，导体环两部分的电盟之比为觉子曲并联电路特皮 第1关（练速度） 可知，=子，山=子，导体环的PB部分和40B高分受 1.D 5 2.D解析：①②油左手定则可知，电流从b端流人a端流出， 参考答案学霸01 选项①错误，②正确：③④炮弹的加速度大小为a= BIL m BIL,I=E ,可得E=5V,放B正确：CD,安培力做功等于机 103×20x1 m/s2=4×10m/s2,选项③错误，④正确.故选D. 械能的变化，所以机械能最大时，安培力做功最大，由 0.5 BILRsin0=E-0=E可知，安培力做功最大时，导体棒与 3.D4.A 圆心的连线与竖直方向的夹角6=90°，此时导体棒与半圆 5.B解析：圆弧MaN的长度为圆周长 导轨圆心等高，由BILRsin90°=mgR(1-cos90)+E,可得 的子，则有圆弧导线M6N的长度为。 E,=0,所以导体棒不能越过半圆导轨圆心等高处继续运 动，故CD错误故选B. 圆周长的}，因此圆叛导线V的× 第2节 磁场对运动电荷的作用力 电阻是圆弧导线MaV的3倍，圆弧导×M 第1关（练速度） 线MaW的电阻是圆弧导线MbW的 1.D2.C3.D 号信，两电阻并联，流经圆狐导线 4(I)Bm(2)B型 (3)0(4)Bg MaN和圆弧导线MbW的电流与电阻成反比，由解析图可 5.C 知，圆弧导线MbN受到安培力ME部分和NF部分安培力 6.D解析：线框受到竖直向下的重力、竖直向上的安培力和 大小相等，方向相反，互相平衡，因此圆弧导线MaW与圆 弹力，则有Mg=Fe+F,而线框中的安培力是由nl个电子 弧导线MN受到安培力的等效长度相同，如图所示，由安 受到的洛伦兹力的合力，所以F=nLF,解得Fs= 培力公式的表达式F家=BL,已知圆弧导线MaN受到安培 Mg-F 力大小为2F,则圆弧导线MbN受到的安培力大小是导线 ,故ABC错误，D正确.故选D. nL MN的子，则有R,=子P,对金属导线受力分析，圆弧导线 7.C 8.C解析：由安培定则知螺线管上端为S极，下端为N极， MbN受到两端的附加张力与安培力平衡，由平衡条件可得 两个螺线管在O点磁场方向均向上，合磁场方向仍向上， 2 30s450=V F,ACD错误，B正确故选B. 电子束射向纸内，将向左偏转，故C选项正确。 3 9.C解析：判定通电直导线产生的环形磁场的方向应使用 第2关（练准确率） 安培定则，即四指的指向为磁场的方向，知通电导线的位 6.D 置和电流方向变化前后，在示波管区域磁场的方向都垂直 7.A解析：B.当处于平行线圈平面的匀强磁场中，这个复杂 纸面向里，且越靠近导线磁场强度越大，如图所示，则根据 线圈可以看成左右两个矩形线圈，而两个线圈的转向相 左手定则，电子束在导线平移前后都受到竖直向下的洛伦 反，作用力会相互抵消，所以在匀强磁场中不会发生转动， 兹力，但平移前电子在靠近通电导线，磁感应强度增大，而 故B错误：C当处于垂直线圈平面的匀强磁场中，根据左 平移后电子在远离通电导线，磁感应强度减小，由F=gB, 手定则可知，线圈各边所受安培力在同一平面内，因此不 知洛伦兹力减小，因此平移后电子束竖直向下偏转的距离 会发生转动，故C错误：A根据以上分析可知，在磁场不垂 达不到原来的距离，所以电子束将打在荧光屏的M0'之间 直于线圈平面的情况下，若线圈处于非匀强磁场中，则可 的某个点，洛伦兹力始终与速度方向垂直，不做功，所以速 知线圈各边所受安培力大小不均衡，线圈将按照所受安培 度大小不变，故C正确故选C 力大的方向转动，故A正确：D.将如图2那样的通电硬导 线靠近该秤时，因两根导线在线圈所处位置产生的磁场方 x x xx××X XXX 向相反，相互抵消，因此线圈不会发生转动，故D错误故 0 选A 8.D解析：AB.对整体分析，重力大小和方向不变，绳1、2弹 10.B解析：AB.带电小球在磁场中运动过程中洛伦兹力不 力方向不变，根据左手定则，安培力水平向右逐渐增大，由 做功，所以在整个过程中小球的机械能守恒，所以A点和 平衡条件得水平方向F,=F2cos60°+B1l,竖直方向 B点处于同一水平面，故B错误，A正确；C.小球在A、B F2sin60°=mg,电流逐渐变大，则F1增大、F2不变，故AB 点的速度均为0，向心力均为0，细线的拉力大小都等于 错误；C当电流增大到1。时，安培力与重力的合力最大，即 重力沿细线方向的分力，所以摆球在A点和B点处线上 绳3的拉力最大in30°=-m,最大值为F,=2mg,故C错 的拉力大小相等，故C正确：D.由于洛伦兹力始终沿绳的 F 方向，洛伦兹力不做功，不改变小球的动能.不改变小球 误：D对导体棒受力分析得m30°-器得人= 3m,故 的速度，也不提供回复力，所以单摆的振动周期与没有磁 B 场时一样，仍为T=2行。/ D正确.故选D. 仁，故D正确本题选错误的，故 第3关（练思维宽度） 选B. 9.B解析：A.导体棒b向右运动进人半圆轨道，由左手定 11.C解析：AB.有磁场时，小球下落过程受到重力和洛伦 则可知，磁场方向竖直向下，故A错误；B.由题意可得mg= 兹力共同作用，重力mg大小、方向均不变，洛伦兹力f大 选择性必修第二册学霸02第2课时通电导线在磁场中的平衡与运动 第1关练速度 5mln为淮，你的时间 所示的各种磁场中，导体棒均静止，则导体棒 题型1通电导体在磁场中的运动 与导轨间一定存在摩擦力的是 1.(2023·宁夏中卫中学期末)如图所示，在条 形磁体S极附近悬挂一个线圈，线圈与水平 磁体位于同一平面内，当线圈中电流沿图示 B 方向流动时，将会出现 ( A.线圈向磁体平移 ① B.线圈远离磁体平移 A.①② B.①③C.②④D.③④ C.从上往下看，线圈顺时针转动，国 4.(2023·湖北武汉质检)在方向竖直向上、磁 同时靠近磁体 感应强度大小为B的匀强磁场中，当金属棒 D.从上往下看，线圈逆时针转动.同时靠近 中通以恒定电流I、金属棒静止时，两细线偏 磁休 离竖直方向的偏角均为0，如图所示.已知金 2.(2023·广东惠州质检)如图所示为某科技爱 属棒ab的质量为m、长度为L,重力加速度大 好者设计的电磁炮模型示意图，水平发射轨 小为g,则恒定电流1的大小和方向为( 道宽1m,轨道间有磁感应强度为1×10T、方 mgtan 6 A. ,从a到b 向竖直向上的匀强磁场，炮弹（含相关附件） BL 总质量为0.5kg,当电路中通20A的恒定电 B.mgtan ,从b到a BL 流时，炮弹从轨道左端开始加速，然后从轨道 右端发射出去.忽略一切阻力，下列说法正确 C.mg(1-cos0) 从a到b BLsin 0 的是 ( D.mg(1-cos) 从b到a BLsin 0 平行轨道 5.(2023·辽宁朝阳期末)如图所××」 地弹 发射方向 示，圆形硬质金属导线M- ①电流从a端流入b端流出 a-N-b-M固定于水平桌面上，x ②电流从b端流入a端流出 导线平面与匀强磁场方向垂 ③炮弹的加速度大小为1×10m/s 直，圆弧MaN的长度为圆周长 ④炮弹的加速度大小为4×10m/s2 的}，触头M,N与直流电源两 A.①③B.①④ C.②③ D.②④ 端相接已知圆弧导线MaN受到的安培力大 题型2通电导体在磁场中的平衡 小为2F,则圆弧导线MbN因为安培力作用而 3.(2022·安徽毫州期中)一质量为m的通电导 受到的附加张力大小为 体棒ab置于倾角为6的导轨上，如图所示.已 0.32 知导体棒与导轨间的动摩擦因数为，在如图 C.F 2 选择性必修第二册学霸004 第2关练准确率 准确率>30%，你做对 题 水平方向成60°角，0为结 6.(2022·浙江百校期初联考)磁铁在弹簧的作 点，绳3的下端拴接一质 060F 用下置于粗糙的斜面上，极性如图所示，在磁 量为m、长度为l的导体 棒，棒垂直于纸面静止，整 铁的中垂线某一位置放置一根通电导线.电流 个空间存在竖直向上、磁 方向垂直于纸面向外，目前弹簧处于压缩状 感应强度大小为B的匀强磁场.现向导体棒 态，磁铁保持静止，则 ( A.磁铁受到的导线的力垂直于斜面向下 通入方向向里，大小由零缓慢增大到1。的电 B.若增大通电导线的电流，则磁铁与斜面的 流，可观察到导体棒缓慢上升到与绳1所处 摩擦力就会增加 的水平面成30°角时保持静止.已知重力加速 C.若撤去通电导线磁铁会沿斜面向下运动 度为g.在此过程中，下列说法正确的是 D.若通电导线沿磁铁的中垂线远离磁铁，磁 ( 铁受到的摩擦力不变 A.绳1受到的拉力先增大后减小 B.绳2受到的拉力先增大后减小 C.绳3受到的拉力最大值为3mg D.导体棒中电流，的值为3m ⊙ 第3关练思维宽度 ）难度级别：☆☆文章 图1 图2 (第6题) (第7题) 9.(2023·广东广州七中期中)如图所示，水平 放置的光滑平行金属导轨，左端与一电源相 7.(2023·浙江温州模拟)安培在研究电流之间 的相互作用时，用一根硬导线弯成如图1形 连，右端与竖直光滑半圆导轨相接，整个导轨 状的线圈，该线圈是由两个形状和大小相同、 处于竖直方向的匀强磁场中，一根导体棒a山 但电流方向相反的平面回路组成的一个整 垂直导轨放置于半圆轨道底部.已知磁场的磁 体，线圈的端点A、B通过水银槽和固定支架 感应强度B=0.5T,导轨宽度为20cm,导轨 相连，这样，线圈既可通入电流，又可自由转 电阻不计，半圆的半径也为20cm,导体棒的 动，被称为无定向秤则通电后 () 质量m=50g、电阻R=1D,电源内阻不计.当 A.当处于非匀强磁场中，线圈可能会发生 闭合开关$后，导体棒沿圆弧运动.导体棒速 转动 度最大时，导体棒与圆心的连线与竖直方向 B.当处于平行线圈平面的匀强磁场中，线圈 的夹角0=45°，若不考虑导体棒的感应电动 可能会发生转动 势对电路的影响，则 C.当处于垂直线圈平面的匀强磁场中，线圈 A.磁场方向竖直向上 可能会发生转动 B.电源的电动势E=5V D.将如图2那样的通电硬导线靠近该秤，线 C.导体棒速度最大时机械 圈可能会发生转动 能也最大 8.(2023·河北石家庄二中期末)如图所示，竖 D.导体棒将越过半圆导轨圆心等高处继续 直平面内有三根轻质细绳，绳1水平，绳2与 运动 第一章学霸005