1.1 安培力 导学案 -2024-2025学年高二下学期物理粤教版（2019）选择性必修第二册

粤教版（2019）选择性必修第二册导学案 1.1 安培力 1.知道磁场对电流的作用力——安培力． 2．知道安培力的方向与电流、磁感应强度方向的关系，会用左手定则判断安培力的方向．(重点) 3．理解安培力的计算公式，会用公式计算匀强磁场中安培力的大小．(重点、难点)。 1.物理观念：通过类比电场对电荷的作用力和磁场对通电导线的作用力建立场的物质观和相互用观。 2.科学思维：经历得出安培力、磁感应强度和电流三者方向关系的过程，体会归纳推理的方法。经历般情况下安培力表达式的得出过程，体会矢量分析的方法。 3.科学探究：通过实验认识安培力的方向及大小，了解安培力在生产生活中的运用，会用左手定则判断安培力的方向。 4.科学态度与责任：观察磁电式电流表的结构，知道磁电式电流表的工作原理，体会物理知识与科学技术的关系。 一．认识安培力 物理学上把磁场对通电导线的作用力叫安培力． 决定安培力方向的因素． (1)磁场方向． (2)导线中电流方向． 二、安培力的方向 1．影响安培力方向的因素：(1)磁场方向；(2)电流方向。 (3)安培力方向与磁场方向、电流方向的关系：安培力F垂直于磁感应强度B与电流I决定的平面。 2．左手定则：伸开左手，使拇指与其余四指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力方向。 左手定则应用的两个要点： (1)安培力的方向既垂直于电流的方向，又垂直于磁场的方向，所以应用左手定则时，必须使大拇指指向与四指指向和磁场方向均垂直。 (2)由于电流方向和磁场方向不一定垂直，所以磁场方向不一定垂直穿入手掌，可能与四指方向成某一夹角，但四指一定要指向电流方向。 3.电流间的作用力． (1)直线电流之间． ①作用规律：同向电流相互吸引，反向电流相互排斥． ②原因分析：如图甲所示，根据安培定则可知电流I1的磁场在I2处的方向垂直于纸面向里，再应用左手定则可以判断出I2受到的安培力方向向左，同理可以得出电流I1受力方向向右，所以两同向电流相互吸引．同样可得出两反向电流相互排斥． (2)环形电流之间． ①两平行的环形电流，若电流绕向相同(如图乙所示电流)，则相互吸引，若方向相反则相互排斥． ②通电螺线管可以看作很多平行的同向环形电流，所以各匝之间相互吸引． ． 例1如图所示的是磁场对直线电流作用力方向的判断，其中正确的是(　　) 【答案】A 解析：根据左手定则可知，A选项图中磁场对直线电流作用力方向垂直于直线电流斜向左上，故A正确．根据安培定则可知，B选项图中直线电流b在a处的磁场方向垂直于纸面向里；根据左手定则可知，直线电流a受到的安培力方向水平向左，故B错误．根据安培定则可知，C选项图中环形电流B在直线电流A处的磁场方向垂直于纸面向里；根据左手定则可知，直线电流A受到的安培力方向水平向右，故C错误．由D选项图可知，条形磁铁在直线电流处的磁场方向水平向左，根据左手定则可知，直线电流受到的安培力方向竖直向下，故D错误．故选A. 例2在下列选项的匀强磁场中，已经标出了电流I和磁场B以及磁场对电流作用力F三者的方向，其中错误的是(　　) 【答案】C 解析：根据左手定则可知，A、B、D三图中电流、磁场、安培力方向均和左手定则中要求的方向一致，C图中电流方向和磁场方向一致，电流不受安培力，故C错误． 例3. 物理实验小组的同学研究通电直导线在磁场中受力情况的小实验，装置如图所示，台秤上放一光滑平板，其左边固定一轻质挡板，一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时台秤读数为F1；现在磁铁上方中心偏左位置固定一导体棒，当导体棒中通入方向垂直纸面向里的电流后，台秤读数为F2，则以下说法正确的是（　　） A．弹簧长度将变长 B．弹簧长度将不会变化 C．F1<F2 D．F2<F1 【答案】D 【解析】CD．如图甲所示 导体棒处的磁场方向指向右上方，根据左手定则可知，导体棒受到的安培力方向垂直于磁场方向指向右下方，根据牛顿第三定律，对条形磁铁受力分析，如图乙所示，条形磁铁对台秤的压力减小，则 故C错误，D正确； AB．在水平方向上，由于Fʹ有向左的分量，则磁铁压缩弹簧，所以弹簧长度变短，故AB错误。 故选D。 例4如图，一个薄圆盘和通电直导线处在同一平面内，圆盘上带有均匀的负电荷，导线中电流方向如图中所示。当圆盘绕着圆心O顺时针匀速转动时，通电直导线受到的安培力方向为（　　） A．水平向左 B．水平向右 C．垂直纸面向外 D．垂直纸面向内 【答案】A 【解析】 带负电荷的圆盘顺时针转动，圆盘产生的电流为逆时针方向，由右手螺旋定则知此电流在通电直导线处产生的磁场方向垂直纸面向里；再利用左手定则，通电直导线受到的安培力水平向左。 故选A。 项目 安培定则(右手螺旋定则) 左手定则 应用 判断电流的磁场方向 判断电流在磁场中的受力方向 内容 具体情况 直线电流 环形电流或通电螺线管 电流在磁场中 条件 大拇指指向电流的方向 四指弯曲的方向指向电流的环绕方向 磁感线穿过手掌心，四指指向电流方向 结果 四指弯曲方向表示磁感线的方向 大拇指指向轴线上的磁感线方向 大拇指指向电流受到的磁场力的方向 。 三、安培力的大小 1．表达式：当磁感应强度B和电流I垂直时，F＝BIl。 2．一般表达式：当磁感应强度B的方向与电流I的方向成θ角时，F＝BIlsinθ。 安培力的大小： (1)公式F＝BIl sin θ中B对放入的通电导线来说是外加磁场的磁感应强度，不必考虑导线自身产生的磁场对外加磁场的影响。 (2)公式F＝BIl sin θ中l指的是导线在磁场中的“有效长度”，弯曲导线的有效长度l，等于两端点连线的长度(如图所示)；相应的电流沿两端点的连线由始端流向末端。 公式F＝BIl sin θ中θ是B和I方向的夹角，当θ＝90°时sin θ＝1，公式变为F＝BIl。当θ＝0°或180°即两者平行时，不受安培力。 例1.如图所示，长为2L的直导线折成边长相等、夹角为60°的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B.当在导线中通以电流I时，该V形通电导线受到的安培力大小为(　　) A.2BIL　　　　　　 　 B．BIL C.BIL D．BIL 【答案】D 解析：根据题意，由题图可知，导线的有效长度L′＝2L sin 30°＝L，该V形通电导线受到的安培力大小F＝BIL′＝BIL. 例2. 如图所示、一段导线位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里。线段、、的长度均为L，且。经过导线的电流为I、方向如图中箭头所示，则导线段所受到的磁场作用力的合力为（　　） A．方向沿纸面向上，大小为 B．方向沿纸面向上，大小为 C．方向沿纸面向下，大小为 D．方向沿纸面向下，大小为 【答案】A 【详解】导线在磁场中的受力可等效为连线的受力，则有限长度为 受到的安培力大小为根据左手定则可知，安培力方向沿纸面向上。故选A。 例3. 如图所示，粗细均匀的正六边形线框abcdef由相同材质的导体棒连接而成，顶点a、b用导线与直流电源相连接，正六边形abcdef处在垂直于框面的匀强磁场中，若ab直棒受到的安培力大小为5N，则整个六边形线框受到的安培力大小为（　　） A．4N B．5N C．6N D．10N 【答案】C 【解析】设通过ab直棒的电流为I，则通过另外5条边的电流为，总电流为，由题意可知ab直棒受到的安培力大小为5N，即 则整个六边形线框受到的安培力大小为 故选C。 一、单选题 1．（24-25高二上·北京通州·期末）下列情境中导体内电流方向如图所示，则描述正确的是（　　） A．①中给悬挂在蹄形磁体两极间的直导线通电，直导线向磁体外运动 B．②中两条通电直导线相互吸引 C．③中导线环中通过电流时俯视观察到小磁针从图示位置顺时针转动 D．④中可自由转动的小磁针在通电直导线附近静止 【答案】C 【详解】A．图中，电流向外，磁场方向向上，根据左手定则可知，安培力方向向左，即直导线向磁体内运动，故A错误； B．电流方向向上，根据安培定则可知，其在位置的磁场方向垂直于纸面向外，根据左手定则可知，电流所受安培力方向向左，可知，两条通电直导线相互排斥，故B错误； C．根据安培定则可知，环形电流在环内部磁场方向垂直于纸面向外，则小磁针N即所受磁场力方向向外，即俯视观察到小磁针从图示位置顺时针转动，故C正确； D．根据安培定则，图中通电直导线的磁场是一系列以导线为中心的同心圆，从上往下俯视时，方向沿逆时针，图中小磁针N极指向与磁场方向相反，可知，小磁针在图中附近不能够静止，小磁针将旋转至N极指向与磁场方向相同，故D错误。 故选C。 2．（24-25高二上·湖北·阶段练习）如图所示， 在固定的条形磁铁上方，用轻弹簧悬挂了一直导线，某一时刻给该导线通以由a向b方向的电流。下列说法正确的是（    ） A．a端向里转动， b向外转动 B．条形磁铁受到的合外力变大 C．当导体棒再次达到稳定时，弹簧的弹力变大 D．当导体棒再次达到稳定时，弹簧可能被压缩 【答案】C 【详解】A．由于a端有向上的磁场分量；b端有向下的磁场分量，根据左手定则可知a端向外转动， b向里转动，A错误； B．条形磁铁仍处于静止状态，合力仍为零，大小没变，B错误； CD．当ab转动过程中，根据左手定则可知，导线受到的安培力向下，故再次平衡时，弹力变大，C正确，D错误。 故选C。 3．（24-25高三上·辽宁·阶段练习）如图所示，导体棒a被两等长且平行的绝缘轻绳悬挂于水平杆OO'上，另一根导体棒b平行固定在水平杆OO'的正下方，两导体棒中通入方向相反的电流，稳定后悬挂的导体棒a偏离竖直方向一定角度。现缓慢减小导体棒b中的电流，则悬挂导体棒a的轻绳中的张力大小（　　） A．逐渐减小 B．逐渐增大 C．保持不变 D．先减小后增大 【答案】C 【详解】导体棒a受力平衡，受力分析如图所示 由相似三角形可知 可知轻绳中的张力不受安培力的影响，大小保持不变。 故选C。 4．（24-25高二上·辽宁葫芦岛·期末）在光滑水平桌面上平行放置A、B两根细直导线，且可自由滑（或转）动，其中A导线通入电流，俯视图如图所示。当B导线通入与A同方向的电流时，下列发生的现象正确的是（　　） A．导线B远离A B．导线B靠近A C．导线B发生N端靠近A、M端远离A的转动 D．导线B发生M端靠近A、N端远离A的转动 【答案】B 【详解】根据安培定则可知，导线A电流在B所在位置产生的磁场方向垂直纸面向里，当B导线通入与A同方向的电流时，根据左手定则可知，导线B受到的安培力指向A，则导线B靠近A。 故选B。 5．（24-25高二下·河南·阶段练习）把两节干电池置入电池座，从包装巧克力的铝箔纸上剪下一窄铝箔纸条，水平放置并接在电池座的两极上，电流方向如图所示。将强磁铁的极靠近铝箔纸，可观察到铝箔纸发生了明显形变，关于铝箔纸的弯曲方向，下面说法正确的是（    ） A．铝箔纸条向上弯曲 B．铝箔纸条向下弯曲 C．铝箔纸条向左弯曲 D．铝箔纸条向右弯曲 【答案】A 【详解】铝箔纸处在向左的磁场中，根据电流方向，结合左手定则可知，铝箔纸条受向上的安培力从而向上弯曲。 故选A。 6．（2024·黑龙江·模拟预测）在赤道附近沿纬线方向放置一根粗细均匀的金属丝，金属丝的两端点分别固定在同一水平线上的M、N两点（形状如图中甲），M、N两点间的电压恒定。金属丝所在处的地磁场方向水平，且垂直于金属丝所在的竖直面。若将金属丝均匀拉伸后仍接在M、N两点间（形状如图中乙），其他条件不变，则（  ） A．拉伸前导线受到的安培力沿水平方向 B．拉伸前导线受到的安培力较大 C．拉伸后导线受到的安培力较大 D．拉伸前后导线受到的安培力相同 【答案】B 【详解】A．根据左手定则，拉伸前导线受到的安培力沿竖直方向，故A错误； BCD．拉伸前导线电阻较小，电流较大，受到的安培力 较大，故B正确，CD错误。 故选B。 7．（2025·浙江·模拟预测）如图所示，蹄形磁铁水平放置（N极在上），质量为的导体棒用两根轻质细导线悬挂，通入恒定电流，稳定时细导线与竖直方向的夹角为。两磁极间的磁场可看成匀强磁场，导体棒始终在两磁极之间，重力加速度为，则（　　） A．导体棒中的电流方向为 B．单根导线上的拉力大小为 C．若电流大小加倍，再次稳定后角也加倍 D．若导体棒处磁场方向在竖直面内逆时针缓慢转过角，导线上拉力变小 【答案】D 【详解】A．导体棒所受安培力水平向右，根据左手定则可知，导体棒中的电流方向为，A错误； B．由力的平衡可得，每根细导线上的拉力大小，B错误； C．导体棒所受安培力大小，若导体棒中的电流大小加倍，则平衡时的值加倍，C错误； D．作出导体棒的受力分析图，如图所示，其所受重力大小、方向均不变，安培力的大小不变，磁场方向沿逆时针方向转动，根据余弦定理可得，细导线上的拉力变小，D正确。 故选D。 二、多选题 8．（2024·福建·高考真题）如图，用两根不可伸长的绝缘细绳将半径为的半圆形铜环竖直悬挂在匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外，铜环两端、处于同一水平线。若环中通有大小为、方向从到的电流，细绳处于绷直状态，则（　　） A．两根细绳拉力均比未通电流时的大 B．两根细绳拉力均比未通电流时的小 C．铜环所受安培力大小为 D． 铜环所受安培力大小为 【答案】AC 【详解】方法一：微元法 AB．如图，取通电半圆形铜环的一小段，可将其视为直导线，根据左手定则可知，改小段导线受到的安培力方向如图所示，其大小 根据对称性苛刻的，如图所示，对称的两小段所受的安培力在水平方向的分力大小相等，方向相反，相互抵消，则通电后半圆形铜环受到的安培力竖直向下，根据受力分析可知，通电后两绳拉力变大，故A正确，B错误； CD．对每小段导线所受安培力在竖直方向的分力求和，可得 故C正确，D错误。 故选AC。 方法二：等效法 通电半圆形铜环可等效为等效长度为直径，电流方向，根据左手定则可知半圆形铜环受到的安培力方向竖直向下，大小 根据受力分析可得，通电后，绳子拉力 两根细绳拉力均比未通电流时的大。 故选AC。 9．（24-25高三上·河南·期末）粗细均匀、质量为、半径为的金属圆环用绝缘细线悬挂于天花板上处于静止状态，圆环处在匀强磁场中，磁场方向垂直于圆环环面向外，磁场的磁感应强度大小为，环上、两点连有轻质软导线，、两点连线水平，间距为，重力加速度为，通过软导线给圆环通入恒定电流，结果悬线作用力恰好为零，不计软导线对圆环的作用力，则下列判断正确的是（　　） A．圆环中电流从点流入 B．通过软导线流入线圈的恒定电流的大小为 C．、两点间圆环优弧部分受到的安培力大小为 D．、两点间圆环劣弧部分受到的安培力大小为 【答案】BD 【详解】A．圆环通电后悬线作用力恰好为零，说明圆环受到向上的安培力，根据左手定则可知，圆环中电流从点流入，A项错误； B．根据力的平衡有 解得 B项正确； CD．根据几何关系，、两点间圆环优弧部分与圆环劣弧部分长度之比为5：1，则两部分电流之比为1：5，则、两点间圆环优弧部分受到的安培力大小为 同理，、两点间圆环劣弧部分受到的安培力大小为 C项错误，D项正确。 故选BD。 10．（24-25高二下·江西·阶段练习）如图，竖直面内有一长直导线竖直固定放置，在其右侧有一个导体环，导体环内通有顺时针方向的恒定电流，给竖直导线中通上电流（方向未知），导线和圆环在同一竖直面内，圆环重力不可忽略，要保持导体环平衡，还需对导体环施加一外力，下列选项中所加外力的示意图可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】AB 【详解】A．当方向沿导线向上时，圆环受安培力合力水平向左，另外圆环还受重力，为保持平衡，所加外力应向右上方，故A正确； BCD．同理，当方向沿导线向下时，圆环受安培力合力水平向右，另外圆环还受重力，为保持平衡，所加外力应向左上方，故B正确，CD错误。 故选AB。 三、解答题 11．（24-25高二上·福建南平·期末）空间中存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B＝2T。质量m＝0.05kg的细金属棒MN用绝缘细线OM、ON悬挂，且始终保持水平。OMNO'是边长L＝1m的正方形，在金属棒中通以I＝0.25A的电流，金属棒最终静止的位置如图所示。取重力加速度，求： (1)金属棒中的电流是M流向N还是N流向M； (2)绝缘细线与竖直方向的夹角θ； (3)通过正方形OMNO'的磁通量。 【答案】(1)M流向N (2) (3) 【详解】（1）以金属棒为对象进行受力分析，可知金属棒受到的安培力水平向右，根据左手定则可知，金属棒中的电流由M流向N。 （2）金属棒的受力如图所示 根据受力平衡可得 又 联立可得 则绝缘细线与竖直方向的夹角为 （3）通过正方形OMNO'的磁通量为 解得 12．（24-25高二上·河南洛阳·阶段练习）如图所示，在竖直平面内有两根弹簧，上端均悬挂于天花板，下端均通过绝缘环挂着一质量、、的导体棒，导体棒水平放置且与电动势的电源相连，匀强磁场垂直竖直平面向里，取重力加速度大小，其他电阻不计，闭合开关前后，稳定时，弹簧的形变量（在弹性限度内）均为2.5cm，求： (1)弹簧的劲度系数k； (2)磁感应强度大小B。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）闭合开关前，导体棒受力平衡，有 其中伸长量，解得弹簧的劲度系数为 （2）导体棒通电后的电流为 导体棒所受安培力竖直向上，则弹簧的形变量应为压缩量，有 解得磁感应强度大小为 14 学科网（北京）股份有限公司 $$ 粤教版（2019）选择性必修第二册导学案 1.1 安培力 1.知道磁场对电流的作用力——安培力． 2．知道安培力的方向与电流、磁感应强度方向的关系，会用左手定则判断安培力的方向．(重点) 3．理解安培力的计算公式，会用公式计算匀强磁场中安培力的大小．(重点、难点)。 1.物理观念：通过类比电场对电荷的作用力和磁场对通电导线的作用力建立场的物质观和相互用观。 2.科学思维：经历得出安培力、磁感应强度和电流三者方向关系的过程，体会归纳推理的方法。经历般情况下安培力表达式的得出过程，体会矢量分析的方法。 3.科学探究：通过实验认识安培力的方向及大小，了解安培力在生产生活中的运用，会用左手定则判断安培力的方向。 4.科学态度与责任：观察磁电式电流表的结构，知道磁电式电流表的工作原理，体会物理知识与科学技术的关系。 一．认识安培力 物理学上把磁场对通电导线的作用力叫安培力． 决定安培力方向的因素． (1)磁场方向． (2)导线中电流方向． 二、安培力的方向 1．影响安培力方向的因素：(1)磁场方向；(2)电流方向。 (3)安培力方向与磁场方向、电流方向的关系：安培力F垂直于磁感应强度B与电流I决定的平面。 2．左手定则：伸开左手，使拇指与其余四指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力方向。 左手定则应用的两个要点： (1)安培力的方向既垂直于电流的方向，又垂直于磁场的方向，所以应用左手定则时，必须使大拇指指向与四指指向和磁场方向均垂直。 (2)由于电流方向和磁场方向不一定垂直，所以磁场方向不一定垂直穿入手掌，可能与四指方向成某一夹角，但四指一定要指向电流方向。 3.电流间的作用力． (1)直线电流之间． ①作用规律：同向电流相互吸引，反向电流相互排斥． ②原因分析：如图甲所示，根据安培定则可知电流I1的磁场在I2处的方向垂直于纸面向里，再应用左手定则可以判断出I2受到的安培力方向向左，同理可以得出电流I1受力方向向右，所以两同向电流相互吸引．同样可得出两反向电流相互排斥． (2)环形电流之间． ①两平行的环形电流，若电流绕向相同(如图乙所示电流)，则相互吸引，若方向相反则相互排斥． ②通电螺线管可以看作很多平行的同向环形电流，所以各匝之间相互吸引． ． 例1如图所示的是磁场对直线电流作用力方向的判断，其中正确的是(　　) 例2在下列选项的匀强磁场中，已经标出了电流I和磁场B以及磁场对电流作用力F三者的方向，其中错误的是(　　) 例3. 物理实验小组的同学研究通电直导线在磁场中受力情况的小实验，装置如图所示，台秤上放一光滑平板，其左边固定一轻质挡板，一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时台秤读数为F1；现在磁铁上方中心偏左位置固定一导体棒，当导体棒中通入方向垂直纸面向里的电流后，台秤读数为F2，则以下说法正确的是（　　） A．弹簧长度将变长 B．弹簧长度将不会变化 C．F1<F2 D．F2<F1 例4如图，一个薄圆盘和通电直导线处在同一平面内，圆盘上带有均匀的负电荷，导线中电流方向如图中所示。当圆盘绕着圆心O顺时针匀速转动时，通电直导线受到的安培力方向为（　　） A．水平向左 B．水平向右 C．垂直纸面向外 D．垂直纸面向内 项目 安培定则(右手螺旋定则) 左手定则 应用 判断电流的磁场方向 判断电流在磁场中的受力方向 内容 具体情况 直线电流 环形电流或通电螺线管 电流在磁场中 条件 大拇指指向电流的方向 四指弯曲的方向指向电流的环绕方向 磁感线穿过手掌心，四指指向电流方向 结果 四指弯曲方向表示磁感线的方向 大拇指指向轴线上的磁感线方向 大拇指指向电流受到的磁场力的方向 。 三、安培力的大小 1．表达式：当磁感应强度B和电流I垂直时，F＝BIl。 2．一般表达式：当磁感应强度B的方向与电流I的方向成θ角时，F＝BIlsinθ。 安培力的大小： (1)公式F＝BIl sin θ中B对放入的通电导线来说是外加磁场的磁感应强度，不必考虑导线自身产生的磁场对外加磁场的影响。 (2)公式F＝BIl sin θ中l指的是导线在磁场中的“有效长度”，弯曲导线的有效长度l，等于两端点连线的长度(如图所示)；相应的电流沿两端点的连线由始端流向末端。 公式F＝BIl sin θ中θ是B和I方向的夹角，当θ＝90°时sin θ＝1，公式变为F＝BIl。当θ＝0°或180°即两者平行时，不受安培力。 例1.如图所示，长为2L的直导线折成边长相等、夹角为60°的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B.当在导线中通以电流I时，该V形通电导线受到的安培力大小为(　　) A.2BIL　　　　　　 　 B．BIL C.BIL D．BIL 例2. 如图所示、一段导线位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里。线段、、的长度均为L，且。经过导线的电流为I、方向如图中箭头所示，则导线段所受到的磁场作用力的合力为（　　） A．方向沿纸面向上，大小为 B．方向沿纸面向上，大小为 C．方向沿纸面向下，大小为 D．方向沿纸面向下，大小为 例3. 如图所示，粗细均匀的正六边形线框abcdef由相同材质的导体棒连接而成，顶点a、b用导线与直流电源相连接，正六边形abcdef处在垂直于框面的匀强磁场中，若ab直棒受到的安培力大小为5N，则整个六边形线框受到的安培力大小为（　　） A．4N B．5N C．6N D．10N 一、单选题 1．（24-25高二上·北京通州·期末）下列情境中导体内电流方向如图所示，则描述正确的是（　　） A．①中给悬挂在蹄形磁体两极间的直导线通电，直导线向磁体外运动 B．②中两条通电直导线相互吸引 C．③中导线环中通过电流时俯视观察到小磁针从图示位置顺时针转动 D．④中可自由转动的小磁针在通电直导线附近静止 2．（24-25高二上·湖北·阶段练习）如图所示， 在固定的条形磁铁上方，用轻弹簧悬挂了一直导线，某一时刻给该导线通以由a向b方向的电流。下列说法正确的是（    ） A．a端向里转动， b向外转动 B．条形磁铁受到的合外力变大 C．当导体棒再次达到稳定时，弹簧的弹力变大 D．当导体棒再次达到稳定时，弹簧可能被压缩 3．（24-25高三上·辽宁·阶段练习）如图所示，导体棒a被两等长且平行的绝缘轻绳悬挂于水平杆OO'上，另一根导体棒b平行固定在水平杆OO'的正下方，两导体棒中通入方向相反的电流，稳定后悬挂的导体棒a偏离竖直方向一定角度。现缓慢减小导体棒b中的电流，则悬挂导体棒a的轻绳中的张力大小（　　） A．逐渐减小 B．逐渐增大 C．保持不变 D．先减小后增大 4．（24-25高二上·辽宁葫芦岛·期末）在光滑水平桌面上平行放置A、B两根细直导线，且可自由滑（或转）动，其中A导线通入电流，俯视图如图所示。当B导线通入与A同方向的电流时，下列发生的现象正确的是（　　） A．导线B远离A B．导线B靠近A C．导线B发生N端靠近A、M端远离A的转动 D．导线B发生M端靠近A、N端远离A的转动 5．（24-25高二下·河南·阶段练习）把两节干电池置入电池座，从包装巧克力的铝箔纸上剪下一窄铝箔纸条，水平放置并接在电池座的两极上，电流方向如图所示。将强磁铁的极靠近铝箔纸，可观察到铝箔纸发生了明显形变，关于铝箔纸的弯曲方向，下面说法正确的是（    ） A．铝箔纸条向上弯曲 B．铝箔纸条向下弯曲 C．铝箔纸条向左弯曲 D．铝箔纸条向右弯曲 6．（2024·黑龙江·模拟预测）在赤道附近沿纬线方向放置一根粗细均匀的金属丝，金属丝的两端点分别固定在同一水平线上的M、N两点（形状如图中甲），M、N两点间的电压恒定。金属丝所在处的地磁场方向水平，且垂直于金属丝所在的竖直面。若将金属丝均匀拉伸后仍接在M、N两点间（形状如图中乙），其他条件不变，则（  ） A．拉伸前导线受到的安培力沿水平方向 B．拉伸前导线受到的安培力较大 C．拉伸后导线受到的安培力较大 D．拉伸前后导线受到的安培力相同 7．（2025·浙江·模拟预测）如图所示，蹄形磁铁水平放置（N极在上），质量为的导体棒用两根轻质细导线悬挂，通入恒定电流，稳定时细导线与竖直方向的夹角为。两磁极间的磁场可看成匀强磁场，导体棒始终在两磁极之间，重力加速度为，则（　　） A．导体棒中的电流方向为 B．单根导线上的拉力大小为 C．若电流大小加倍，再次稳定后角也加倍 D．若导体棒处磁场方向在竖直面内逆时针缓慢转过角，导线上拉力变小 二、多选题 8．（2024·福建·高考真题）如图，用两根不可伸长的绝缘细绳将半径为的半圆形铜环竖直悬挂在匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外，铜环两端、处于同一水平线。若环中通有大小为、方向从到的电流，细绳处于绷直状态，则（　　） A．两根细绳拉力均比未通电流时的大 B．两根细绳拉力均比未通电流时的小 C．铜环所受安培力大小为 D． 铜环所受安培力大小为 9．（24-25高三上·河南·期末）粗细均匀、质量为、半径为的金属圆环用绝缘细线悬挂于天花板上处于静止状态，圆环处在匀强磁场中，磁场方向垂直于圆环环面向外，磁场的磁感应强度大小为，环上、两点连有轻质软导线，、两点连线水平，间距为，重力加速度为，通过软导线给圆环通入恒定电流，结果悬线作用力恰好为零，不计软导线对圆环的作用力，则下列判断正确的是（　　） A．圆环中电流从点流入 B．通过软导线流入线圈的恒定电流的大小为 C．、两点间圆环优弧部分受到的安培力大小为 D．、两点间圆环劣弧部分受到的安培力大小为 10．（24-25高二下·江西·阶段练习）如图，竖直面内有一长直导线竖直固定放置，在其右侧有一个导体环，导体环内通有顺时针方向的恒定电流，给竖直导线中通上电流（方向未知），导线和圆环在同一竖直面内，圆环重力不可忽略，要保持导体环平衡，还需对导体环施加一外力，下列选项中所加外力的示意图可能正确的是（　　） A． B． C． D． 三、解答题 11．（24-25高二上·福建南平·期末）空间中存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B＝2T。质量m＝0.05kg的细金属棒MN用绝缘细线OM、ON悬挂，且始终保持水平。OMNO'是边长L＝1m的正方形，在金属棒中通以I＝0.25A的电流，金属棒最终静止的位置如图所示。取重力加速度，求： (1)金属棒中的电流是M流向N还是N流向M； (2)绝缘细线与竖直方向的夹角θ； (3)通过正方形OMNO'的磁通量。 12．（24-25高二上·河南洛阳·阶段练习）如图所示，在竖直平面内有两根弹簧，上端均悬挂于天花板，下端均通过绝缘环挂着一质量、、的导体棒，导体棒水平放置且与电动势的电源相连，匀强磁场垂直竖直平面向里，取重力加速度大小，其他电阻不计，闭合开关前后，稳定时，弹簧的形变量（在弹性限度内）均为2.5cm，求： (1)弹簧的劲度系数k； (2)磁感应强度大小B。 14 学科网（北京）股份有限公司 $$