课时冲关57 磁场及其对通电导线的作用力-【创新教程】2026年高考物理总复习大一轮课时作业（人教版2019）

第十一章　磁场 课时冲关５７　磁场及其对通电导线的作用力 学生用书　P４４３ [基础落实练] １．关于磁场的说法正确的是 (　　) A．通电导线在磁场中受到安培力越大,该位置 的磁感应强度越大 B．因地磁场影响,在进行奥斯特实验时,通电导 线南北放置时实验现象最明显 C．垂直磁场放置的通电导线受力的方向就是磁 感应强度的方向 D．地球表面上任意位置的地磁场方向都与地面 平行 解析:B　[通电导线在磁感应强度很大的地方, 若平行磁场放置,安培力也可能为零,故 A错 误;根据安培定则可知,导线的磁场方向与导线 电流的方向垂直,可知因地磁场影响,在进行奥 斯特实验时,通电导线南北放置时实验现象最 明显,故B正确;垂直磁场放置的通电导线受力 的方向与磁感应强度方向相互垂直,故C错误; 磁感线是闭合的曲线,不是地球表面任意位置 的地磁场方向都与地面平行,故D错误．] ２．把螺线管与电源连接,发 现小磁针 N 极向螺线管 偏转,静止时所指方向如 图所 示．下 列 说 法 正 确 的是 (　　) A．螺线管左端接电源正极 B．若将小磁针移到螺线管内部,小磁针N极所 指方向不变 C．若将小磁针移到螺线管左端,小磁针N极将 转过１８０° D．若将小磁针移到螺线管正上方,小磁针N极 所指方向不变 解析:B　[小磁针静止时N极指向为其所在处 的磁场方向,由题图知螺线管电流在螺线管中 轴线上的磁场方向是向左的,由右手螺旋定则 可知螺线管中电流方向是逆时针方向(从左侧 看),则螺线管右端接电源正极,故A错误;螺线 管内部磁场方向向左,所以将小磁针移到螺线 管内部,小磁针N极所指方向不变,故B正确; 若将小磁针移到螺线管左端,仍处于向左的磁场 中,小磁针N极所指方向不变,故C错误;螺线管 正上方磁场向右,若将小磁针移到螺线管正上方, 小磁针N极所指方向向右,故D错误．] ３．(２０２５􀅰河北邯郸高三期 末)如图所示,M、N 和P 是 以MN 为直径的半圆弧上 的三 点,O 为 半 圆 弧 的 圆 心,∠MOP＝６０°,在 M、N 处各有一长直导线垂直穿过纸面,方向如图所 示,且IM＝２IN(已知电流为I的长直导线在其 周围激发的磁场中,距导线距离为r处的磁感 应强度B＝kIr ,其中k为常数),此时O 点的 磁感应强度大小为B１．若将M 处长直导线移至 P 处,则此时O 点的磁感应强度为 (　　) A．大小为 ３B１,方向水平向右 B．大小为 ３B１,方向水平向左 C．大小为２B１,方向与水平方向夹角为３０°斜向 右下 D．大小为２B１,方向与水平方向夹角为３０°斜向 右上 解析:A　[设 N 处导 线在O 点激发磁场的 磁 感 应 强 度 大 小 为 B０,则 M 处 导 线 在O 点激发的磁场的磁感 应强度大小为２B０,导 线未移动时,各导线在O 点激发磁场的磁感应 强度示意图如图实线所示,可得B１＝B０,M 导 线移到P 点时,如图中虚线所示,此时合磁感应 强度大小为 ３B０,即 ３B１,方向水平向右,故A 正确．] ４．(多选)(２０２５􀅰福建福州高三 期末)已知长直通电导线在其 周围某点产生磁场的磁感应强 度与该导线中的电流强度成正 比,与该点到导线的距离成反 比．如图,两根平行长直通电导线L１、L２ 中的电 流强度分别为I和２I,此时L１ 受到的磁场力大 小为F．现将另一根长直通电导线L３ 平行放在 L１ 外侧,三根导线间距相等且处于同一平面, L１ 受到的磁场力大小变为２F,则L３ 中的电流 强度大小可能是 (　　) A．２I　　B．４I　　C．６I　　D．８I 解析:AC　[只有平行长直通电导线L１、L２ 时, L１ 受到向右的安培力,将另一根长直通电导线 L３ 平行放在L１ 外侧,L１ 受到的磁场力大小变 为２F,若L３ 电流向上,L３ 电流产生的磁场对 L１ 有向左的安培力,分析可知大小为３F,因长 直通电导线在其周围某点产生磁场的磁感应强 度与该导线中的电流强度成正比,对比L２ 电流 强度大小可知L３ 中的电流强度大小为６I,若 L３ 电流向下,L３ 电流产生的磁场对L１ 有向右 的安培力,分析可知大小为F,对比L２ 电流强 度大小可知L３ 中的电流强度大小为２I,故A、C 正确,B、D错误．] ５．如图,等腰梯形线框abcd是由 相同材料、相同横截面积的导 线制成,梯形上底和腰长度均 为L,且腰与下底夹角为６０°． 整个线框处在与线框平面垂直的匀强磁场中． 现给线框通入图示电流,若下底cd受到的安培 力为F,则整个线框受到的安培力为 (　　) A．４３F　　　B． ５ ３F　　　C．２F　　　D． ３ ２F 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰２０６􀅰 高考总复习　物理 解析:B　[梯形上底和腰长度均为L 且腰与下 底夹角为６０°,由几何关系可知,梯形的下底dc 长为２L;由电阻的决定式R＝ρLS ,可知梯形的 边dabc的电阻等于下底dc的电阻的１􀆰５倍,两 者为并联关系,设dc中的电流大小为I′,根据 欧姆定律,则dabc中的电流为２３I′ ;由已知条件 可知ab边与dc的电流方向相同,由题意知F＝ BI′􀅰２L,所以边dabc所受安培力为F′＝B×２３ I′×２L＝２３F ,方向与dc边所受安培力的方向相 同,则整个线框受到的安培力为５ ３F ,故选B．] ６．一个可以沿过圆心的水平轴自由 运动的线圈L１ 和一个固定的线 圈L２ 互相绝缘垂直放置,且两个 线圈的圆心重合,如图所示．当两 线圈中通以图示方向的电流时, 从左向右看,线圈L１ 将 (　　) A．不动 B．顺时针转动 C．逆时针转动 D．在纸面内平动 解析:B　[把线圈L１ 沿水平转动轴分成上、下 两部分,每一部分又可以看成无数段直线电流 元,电流元处在L２ 产生的磁场中,根据安培定 则可知各电流元所在处的磁场方向向上,由左 手定则可知,上半部分电流元所受安培力方向 均指向纸外,下半部分电流元所受安培力方向 均指向纸内,因此从左向右看,线圈L１ 将顺时 针转动,B正确．] ７．如图为一台直流电动机的 简化示意图．已知转子为 n匝、长L、宽d 的矩形线 圈,匀强磁场的磁感应强 度为B．当线圈中通有恒 定电流I,转子绕线圈平面内垂直于磁场的轴, 由图示位置顺时针(从a看向b)转过θ角时,转 动过程中线圈平面与磁场方向始终平行,转子 的ab边受到的安培力大小为 (　　) A．nBILsinθ B．nBILcosθ C．nBId D．nBIL 解析:D　[转动过程中线圈平面与磁场方向始 终平行,根据安培力公式可得转子的ab边所受 的安培力大小F＝nBIL,选项D正确．] ８．(２０２５􀅰湖北黄冈高三月考)如图所 示,质量为m、半径为r、有缺口的 半圆形金属圆环用金属线a、b连 接并悬吊,半圆环直径AC 水平, 静止在磁感应强度大小为B 的 水平匀强磁场中,磁场方向垂直于环面向外,竖 直金属线a、b间的距离为r,通过金属线a、b给 半圆环通以大小为I的电流,半圆环仍保持静止, 重力加速度为g,则金属线a上的拉力为 (　　) A．１２ (mg＋IrB)　　 　B．１２ (mg－IrB) C．１２ (mg＋２IrB) D．１２ (mg－２IrB) 解析:B　[根据左手定则,半圆环所受的安培力 向上,根据平衡条件得２F＋IrB＝mg,解得F＝ １ ２ (mg－IrB),故B正确．] [能力综合练] ９．三根足够长的导体棒a、b、c呈 等边三角形排列,质量均为m, 电流大小相等、方向如图所示, a、b两导体棒放置在粗糙的水 平桌面上,导体棒c被竖直伸长的弹簧悬挂,重 力加速度为g,则 (　　) A．弹簧的拉力大于c导体棒的重力 B．桌面对a、b导体棒的摩擦力均为零 C．桌面对a导体棒的支持力大于３２mg D．若对称地缓慢增大a、b 导体棒间的距离,则 弹簧长度增大 解析:D　[由“同向电流相互吸引,反向电流相 互排斥”知,a导体棒和b 导体棒对c 导体棒都 是排斥力,作用力的合力方向竖直向上,故弹簧 的拉力小于c导体棒的重力,选项A错误;c导 体棒对a 导体棒的作用力为斜向左下的排斥 力,b导体棒对a 导体棒的作用力为水平向右的 吸引力,两力大小相等,夹角１２０°,合力斜向右 下方,a导体棒受力平衡,说明桌面对a导体棒 的摩擦力不为零,方向水平向左,同理桌面对b 导体棒摩擦力也不为零,方向水平向右,选项B 错误;选择a、b、c导体棒整体研究,由于弹簧的 弹力竖直向上,根据对称性,桌面对a导体棒的 支持力小于３ ２mg ,选项C错误;若对称地缓慢 增大a、b导体棒间的距离,a导体棒和b 导体棒 对c导体棒的作用力都在减小,且二力的夹角 增大,故二力的合力减小,则弹簧的弹力增大, 长度增大,选项D正确．] １０．根据电磁理论,半径为R、电流 强度为I的环形电流中心处的 磁感应强度大小B＝kIR ,其中 k为已知常量．如图所示,现有一半径为r,匝 数为N 的线圈,线圈未通电流时,加水平且平 行于线圈平面大小为Bc 的匀强磁场,小磁针 指向在线圈平面内(不考虑地磁场),给线圈通 上待测电流后,小磁针水平偏转了α角．则 (　　) A．待测电流在圆心 O 处产生的磁感应强度 B０＝Bcsinα B．待测电流Ix 的大小Ix＝ Bcrtanα kN C．仅改变电流方向,小磁针转向不会变化 D．仅改变电流大小可以使小磁针垂直于线圈 平面 解析:B　[所加磁场磁感应强 度的水平分量Bc 与待测电流 在圆心O 处 产 生 的 磁 感 应 强 度B０ 的关系如图所示: 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰３０６􀅰 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　 第十一章　磁场 有:B０＝Bctanα,A错误;由题意可知:B０＝k NIx r ,解得:Ix＝ Bcrtanα kN ,B正确; 仅改变电流方向,环形电流产生的磁场的磁感 应强度方向改变,小磁针转向发生变化,C错 误;仅改变电流大小,环形电流产生的磁场的 磁感应强度方向不变,大小改变,合场强不能 与线圈平面垂直,小磁针也不能垂直于线圈平 面,D错误．故选B．] １１．电磁炮是目前许多国家热 衷发展的一种新式武器,其 工作原理如图所示．当水平 放置的两光滑平行导轨接入电源时,强电流从 一导轨流出,经滑块(炮弹)从另一导轨流回 时,在两导轨平面间产生强磁场,磁感应强度 大小与电流成正比．通有电流的炮弹在安培力 的作用下加速一段距离后,会以很大的动能射 出．关于电磁炮,下列说法正确的是(不考虑滑 块移动产生的电动势) (　　) A．当平行导轨通有如图所示的电流时,导轨间 的磁场方向竖直向下 B．当回路中电流一定时,炮弹将做匀加速直线 运动 C．若只将电流增大到原来的２倍,则炮弹射出 的动能也会增大到原来的２倍 D．若只将导轨长度增大到原来的２倍,则炮弹 射出的动能会增大到原来的４倍 解析:B　[当平行导轨通有如题图所示的电流 时,根据安培定则可知导轨间的磁场方向竖直 向上,A错误;当回路中电流一定时,根据牛顿 第二定律可得F安 ＝BIL＝ma,解得炮弹加速 度a＝BILm ,所以炮弹将做匀加速直线运动,B 正确;若只将电流增大到原来的２倍,磁感应 强度也变为原来的２倍,则安培力增大到原来 的４倍,根据动能定理F安 x＝Ek－０,可得炮 弹射出时的动能会增大到原来的４倍,C错 误;若只将导轨长度x 增大到原来的２倍,根 据动能定理F安 x＝Ek－０,可得炮弹射出时的 动能会增大到原来的２倍,D错误．] １２．(多选)在某次科技活动中,有人做了一个电磁 “小车”实验:如图所示,用裸露的铜导线绕制 成一根长螺线管,将螺线管固定在水平桌面 上．用一节干电池和两个磁铁制成一个“小 车”,两磁铁的同名磁极粘在电池的正、负两极 上．将这辆“小车”推入螺线管中(磁铁与电极 和铜线均能良好导电),“小车”就加速运动起 来．关于“小车”的运动,以下说法正确的是 (　　) A．图中“小车”加速度方向向右 B．图中“小车”加速度方向向左 C．只将“小车”上某一磁铁改为S极与电池粘 连,“小车”就不能加速运动 D．只将“小车”上两磁铁均改为S极与电池粘 连,“小车”的加速度方向不变 解析:BC　[两磁极间的磁感线如图甲所示,干 电池与磁铁及中间部分线圈组成了闭合回路, 在两磁极间的线圈中产生电流,左端磁极的左 侧线圈和右端磁极的右侧线圈中没有电流．其 中线圈中电流方向的左视图如图乙所示,由左 手定则可知中间线圈所受的安培力有向右的 分力,根据牛顿第三定律有“小车”向左加速．A 错误,B正确;如果只改变某一磁铁S极与电 池粘连,则磁感线不会向外发散,两部分受到 方向相反的力,合力为零,“小车”不能加速运 动,C正确;将“小车”上两磁铁均改为S极与 电池粘连,磁感线会向里聚集,受到的力与答 图中方向相反,故“小车”的加速度方向将发生 改变,D错误．] [素养培优练] １３．如图甲所示,固定的两光滑导体圆环相距１m． 在两圆环上放一导体棒,圆环通过导线与电源 相连,电源的电动势为３V,内阻为０．２Ω．导 体棒质量为６０g,接入电路的电阻为１．３Ω,圆 环电阻不计,匀强磁场竖直向上．开关S闭合 后,棒可以静止在圆环上某位置,该位置对应 的半径与水平方向的夹角为θ＝３７°,如图乙所 示,(g取１０m/s２,sin３７°＝０．６,cos３７°＝０．８) 求: (１)棒静止时受到的安培力的大小; (２)匀强磁场的磁感应强度的大小． 解析:(１)对导体棒进行受力分析,如图所示 有mg F ＝tanθ ,解得F＝０．８N; (２)由闭合电路欧姆定律,得I＝ ER＋r , 解得I＝２A, 由安培力的公式F＝BIL,得B＝FIL , 解得B＝０．４T． 答案:(１)０．８N　(２)０．４T 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰４０６􀅰 高考总复习　物理