福建省中职学业水平考试-安培力及左手定则《电工基础双析卷》第46卷

编写说明：福建省中等职业学校学业水平考试《电工基础》，依据《福建省中等职业学校学业水平考试电工基础科目考试说明》（2024年）（以下简称考纲）编写。“考点双析”即围绕一个考点，一份是老师的讲解卷一份是学生的练习卷。助力师生构建 “讲练结合” 的学习闭环，特别适用于第一轮高考复习教学。本专辑第45、第46卷精准对标《福建省中等职业学校学业水平考试电工基础科目考试说明》考纲，考试内容知识模块（二）电容、电感及变压器： 8.了解电流磁场、安培力的大小及方向；掌握左手定则判断载流直导体在磁场中所受电磁力的方向； 福建省中职学业水平考试 《电工基础双析卷》第46卷 安培力及左手定则 学生练习卷 一、单选题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 那么指向纸内的磁通量最大的区域是（    ） A．A区域 B．B区域 C．C区域 D．D区域 【答案】B 【详解】根据安培定则（右手螺旋定则）来判断每根导线在各个区域产生的磁场方向，再进行磁场叠加。 对于 A 区域：有部分导线产生指向纸内的磁场，也有产生指向纸外的磁场，相互抵消一部分后，指向纸内的净磁通量较小。 对于 B 区域：多根导线在此区域产生的磁场方向叠加后，指向纸内的磁通量较大。 对于 C 区域：导线产生的指向纸内和纸外的磁场相互抵消，净磁通量较小。 对于 D 区域：情况和 A 区域类似，指向纸内的净磁通量较小。 选B。 2．如图所示，当导线中通入电流时，小磁针N极偏转的方向是（   ） A．垂直纸面向里 B．垂直纸面向外 C．平行纸面向上 D．平行纸面向下 【答案】A 【解析】略 3．如图所示，磁极中间通电导体A的受力方向为（   ） A．垂直向下 B．垂直向上 C．水平向左 D．水平向右 【答案】A 【详解】根据右手螺旋定则可判断磁极如图所示，再根据左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，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的方向。通电导体 A 中的电流方向垂直纸面向里。那么根据左手定则，导体 A 所受安培力的方向为垂直向下。故选A。 4．下列属于电磁感应现象的是（   ） A．通电直导体产生磁场 B．通电直导体在磁场中运动 C．变压器铁心被磁化 D．线圈在磁场中转动发电 【答案】D 【详解】电磁感应现象是指闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流；或者当穿过闭合回路的磁通量发生变化时，回路中会产生感应电动势和感应电流的现象。 选项 A：通电直导体产生磁场是电流的磁效应。 选项 B：通电直导体在磁场中运动，这里的导体是因为有电流通过才在磁场中运动，是基于通电导体在磁场中受到安培力的作用而运动，不是电磁感应现象。 选项 C：变压器铁心被磁化是由于铁磁材料在磁场的作用下被磁化的过程。当变压器的初级线圈中有电流通过时，会产生磁场，这个磁场会使铁心磁化，这属于磁化现象，不是电磁感应现象。 选项 D：线圈在磁场中转动发电，这是典型的电磁感应现象。当线圈在磁场中转动时，穿过线圈的磁通量发生变化（因为线圈的面积矢量与磁场方向的夹角在不断变化），根据电磁感应定律，线圈中就会产生感应电动势，若线圈是闭合的，就会产生感应电流，这与发电机的工作原理相同。 所以，答案是 D。 5．关于洛伦兹力的描述，下列哪个说法是正确的（   ） A．洛伦兹力只作用于电场中的电荷。 B．洛伦兹力是电场和磁场对电荷施加的合力。 C．洛伦兹力的方向与电场强度和磁场强度无关。 D．洛伦兹力的大小与电荷的质量无关。 【答案】B 【详解】洛伦兹力是电场力和磁场力的合力，作用于运动电荷。 6．磁效应在电容器设计中的考虑因素包括（   ） A．磁场对电容器性能的影响 B．电容器的尺寸和材料 C．磁场补偿技术的选择 D．所有选项都是 【答案】D 【详解】在电容器设计中，需要考虑磁场对电容器性能的影响、电容器的尺寸和材料，以及可能采用的磁场补偿技术的选择。 7．当一根直导线通有电流时，在导线周围形成的磁感线的特点是（   ） A．从南极指向北极 B．从北极指向南极 C．平行于导线 D．垂直于导线 【答案】D 【详解】磁感线是从磁场的北极指向南极，且是垂直于导线的。 8．当一个闭合线圈中的电流方向发生改变时，线圈周围的磁场会发生什么变化？（   ） A．磁场方向不变 B．磁场增强 C．磁场减弱 D．磁场消失 【答案】C 【详解】当闭合线圈中的电流方向改变时，线圈周围的磁场会减弱。 9．当一根导线中通有电流时，它周围产生的磁场会导致哪个现象？（   ） A．静电力 B．磁力 C．电压 D．火花 【答案】B 【详解】通有电流的导线会在其周围产生磁场，从而产生磁力。 10．如果通电直导体在匀强磁场中受到的磁场力最大，则说明该导体与磁力线夹角为 度。（    ） A．90 B．60 C．30 D．0 【答案】A 【详解】F=BILsin 当在0~90°中间时，sin为单调递增函数 所以当时F最大。 11．图中，A、B、C三根导线通有大小和方向都相同的电流，则它们的相互作用为（   ） A．A向上弯曲，B、C二线向下弯曲 B．A向下弯曲，B、C二线向上弯曲 C．A向上弯曲，B线不动，C向下弯曲 D．A向下弯曲，B线不动，C向上弯曲 【答案】D 【解析】略 12．如图所示，处在匀强磁场中的载流导线，受到的磁场力的方向应为（   ） A．垂直向上 B．垂直向下 C．水平向左 D．水平向右 【答案】A 【详解】要确定处在匀强磁场中的载流导线所受的磁场力方向，我们需要应用左手定则。左手定则的具体步骤如下： 伸开左手，让拇指与其余四指垂直，并且都与手掌在同一平面内。 让磁感线穿过手心。四指指向电流的方向。 拇指所指的方向就是载流导线在磁场中所受力的方向。 磁场方向水平向左，而电流方向垂直纸面向里，则根据左手定则，载流导线所受的磁场力方向将是垂直向上。 13．在磁场中的同一位置放置一条直导线，导线的方向与磁场方向垂直，则下列描述导线受到的安培力F的大小与通过导线的电流I的关系图像正确的是（   ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】根据题意，导线方向与磁场方向垂直，则导线受到的安培力大小与通过导线的电流大小之间的关系满足F＝BIL，故选A。 14．一根容易形变的弹性导线，两端固定，导线中通有电流，方向如图中箭头所示，当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是（   ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A选项图示电流与磁场平行，导线不受力的作用，故A错误；B选项由左手定则判得，安培力的方向水平向左，导线向左弯曲，故B正确；C选项由左手定则判得，安培力的方向垂直向里，故导线不弯曲，故C错误；D选项由左手定则判得，安培力的方向水平向右，故导线应向右弯曲，故D错误。故选B。 15．通电矩形线圈平面垂直于匀强磁场的磁感线，则有 （   ） A．线圈所受安培力的合力不为零 B．线圈所受安培力以任一边为轴的力矩为零 C．线圈所受安培力以任一对角线为轴的力矩不为零 D．线圈所受安培力必定使其四边有向外扩展形变的效果 【答案】B 【详解】A选项当线圈平面与磁感线垂直时，矩形线圈的相对的两条边受到的安培力大小相等方向相反，且作用在同一直线上，所以矩形线圈整体受到的合外力等于0，故A错误； B选项当线圈平面与磁感线垂直时，矩形线圈的相对的两条边受到的安培力大小相等方向相反，且作用在同一直线上，所以与转轴垂直的两条边的力矩的和一定为0，同时由左手定则可得，另一条与转轴平行的边受到的安培力的方向一定与转轴垂直且过转轴，产生的力矩为0。所以安培力以任一边为轴的力矩为零。故B正确；C选项当以任一对角线为轴时，由于矩形线圈的相对的两条边受到的安培力大小相等方向相反，且作用在同一直线上，所以以任一对角线为轴的力矩为零。故C错误； D选项线框受到的安培力的方向与磁场的方向以及电流的方向有关，线圈所受安培力可能使其四边有向外扩展形变的效果，也可能使其四边有向里收缩形变的效果。故D错误。故选B。 16．如图所示，在竖直放置的矩形通电线框中，悬挂一个能自由转动的小磁针。当通以图中所示方向的电流时，小磁针N极将（　　） A．转动180°，指向左边 B．转动90°，垂直指向纸外 C．转动90°，垂直指向纸里 D．静止不动，指向不变 【答案】C 【详解】若通电时，由安培定则可知，矩形线圈中磁感线的方向是垂直于纸面向里，由于小磁针静止时的N极指向与矩形线圈中磁感线的方向是一致的，所以小磁针最终静止时的N极应该是垂直指向纸里，即从图中位置转动90°。故选C。 17．通电矩形线圈在磁场中受最大力偶矩的放置位置是:矩形线圈的平面法线方向与磁感线（   ） A．成90°夹角 B．成0°夹角 C．成45°夹角 D．成30°夹角 【答案】A 【详解】通电矩形线圈在磁场中受到的力偶矩公式为M=NBLsin，是线圈平面法线方向与磁感线的夹角。 当时，，力偶矩M=0，此时力偶矩最小；当时，，力偶矩M=1，此时力偶矩最大。所以矩形线圈的平面法线方向与磁感线成 90° 夹角时受最大力偶矩。 18．当通电导线处于磁场中时，如果电流方向与磁场方向相同，则导线会受到哪种力的作用？（   ） A．排斥力 B．引力 C．无作用力 D．吸引力 【答案】D 【详解】根据安培定律，当电流与磁场方向相同时，导线会受到磁场的吸引力。 19．电磁力的方向（   ） A．用左手定则来判断 B．用右手螺旋定则来判断 C．用楞次定律来判断 D．用右手定则来判断 【答案】A 【解析】略 20．通电导线在磁场中所受力的方向与下列哪个因素无关？（   ） A．导线的长度 B．磁场的方向 C．导线电流的大小 D．导线的材质 【答案】D 【详解】通电导线在磁场中所受力的方向与导线的材质无关。 二、计算题（本大题共2小题，每题20分，共40分） 21．如图所示，与导轨等宽的导体棒ab放在水平的导轨上，导体棒的质量为2Kg，导轨的宽度L=0.5m，放在磁感应强度B=1T的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面，当导体棒中通过5A的电流时，ab刚好向右做匀速运动。求： (1)导体棒受到的安培力有多大？ (2)导体棒受到的摩擦力有多大？ (3)若导体棒中通过的电流为10A时，导体棒获得的加速度多大？ 【答案】(1)由F= BIL可得导体棒受到的安培力为 F=BIL =1x 5x0.5=2.5N (2)导体棒做匀速运动，所受到的安培力与摩擦力大小相等，故f=F=2.5N (3)当电流为10A时，导体棒受到的安培力为 F'= BIL =1x10x0.5N = 5N由牛顿第二定律可知F'- f=ma， 【解析】略 22．有一根金属导线，长0.4m，质量为0.01kg，用两根柔软的细线悬在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中，如图所示。问金属导线中的电流为多大，流向如何才能抵消悬线中的张力？ 【答案】I≥0.5A，由左向右 【详解】根据平衡条件mg =BIL， 即有∶，解得I=0.5A 所以，I≥0.5A 即金属导线中的电流至少为0.5A，流向为由左向右，才能抵消悬线中的张力。 试卷第2页，共6页 试卷第1页，共6页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 编写说明：福建省中等职业学校学业水平考试《电工基础》，依据《福建省中等职业学校学业水平考试电工基础科目考试说明》（2024年）（以下简称考纲）编写。“考点双析”即围绕一个考点，一份是老师的讲解卷一份是学生的练习卷。助力师生构建 “讲练结合” 的学习闭环，特别适用于第一轮高考复习教学。本专辑第45、第46卷精准对标《福建省中等职业学校学业水平考试电工基础科目考试说明》考纲，考试内容知识模块（二）电容、电感及变压器： 8.了解电流磁场、安培力的大小及方向；掌握左手定则判断载流直导体在磁场中所受电磁力的方向； 福建省中职学业水平考试 《电工基础双析卷》第46卷 安培力及左手定则 学生练习卷 一、单选题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 那么指向纸内的磁通量最大的区域是（    ） A．A区域 B．B区域 C．C区域 D．D区域 2．如图所示，当导线中通入电流时，小磁针N极偏转的方向是（   ） A．垂直纸面向里 B．垂直纸面向外 C．平行纸面向上 D．平行纸面向下 3．如图所示，磁极中间通电导体A的受力方向为（   ） A．垂直向下 B．垂直向上 C．水平向左 D．水平向右 4．下列属于电磁感应现象的是（   ） A．通电直导体产生磁场 B．通电直导体在磁场中运动 C．变压器铁心被磁化 D．线圈在磁场中转动发电 5．关于洛伦兹力的描述，下列哪个说法是正确的（   ） A．洛伦兹力只作用于电场中的电荷。 B．洛伦兹力是电场和磁场对电荷施加的合力。 C．洛伦兹力的方向与电场强度和磁场强度无关。 D．洛伦兹力的大小与电荷的质量无关。 6．磁效应在电容器设计中的考虑因素包括（   ） A．磁场对电容器性能的影响 B．电容器的尺寸和材料 C．磁场补偿技术的选择 D．所有选项都是 7．当一根直导线通有电流时，在导线周围形成的磁感线的特点是（   ） A．从南极指向北极 B．从北极指向南极 C．平行于导线 D．垂直于导线 8．当一个闭合线圈中的电流方向发生改变时，线圈周围的磁场会发生什么变化？（   ） A．磁场方向不变 B．磁场增强 C．磁场减弱 D．磁场消失 9．当一根导线中通有电流时，它周围产生的磁场会导致哪个现象？（   ） A．静电力 B．磁力 C．电压 D．火花 10．如果通电直导体在匀强磁场中受到的磁场力最大，则说明该导体与磁力线夹角为 度。（    ） A．90 B．60 C．30 D．0 11．图中，A、B、C三根导线通有大小和方向都相同的电流，则它们的相互作用为（   ） A．A向上弯曲，B、C二线向下弯曲 B．A向下弯曲，B、C二线向上弯曲 C．A向上弯曲，B线不动，C向下弯曲 D．A向下弯曲，B线不动，C向上弯曲 12．如图所示，处在匀强磁场中的载流导线，受到的磁场力的方向应为（   ） A．垂直向上 B．垂直向下 C．水平向左 D．水平向右 13．在磁场中的同一位置放置一条直导线，导线的方向与磁场方向垂直，则下列描述导线受到的安培力F的大小与通过导线的电流I的关系图像正确的是（   ） A． B． C． D． 14．一根容易形变的弹性导线，两端固定，导线中通有电流，方向如图中箭头所示，当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是（   ） A． B． C． D． 15．通电矩形线圈平面垂直于匀强磁场的磁感线，则有 （   ） A．线圈所受安培力的合力不为零 B．线圈所受安培力以任一边为轴的力矩为零 C．线圈所受安培力以任一对角线为轴的力矩不为零 D．线圈所受安培力必定使其四边有向外扩展形变的效果 16．如图所示，在竖直放置的矩形通电线框中，悬挂一个能自由转动的小磁针。当通以图中所示方向的电流时，小磁针N极将（　　） A．转动180°，指向左边 B．转动90°，垂直指向纸外 C．转动90°，垂直指向纸里 D．静止不动，指向不变 17．通电矩形线圈在磁场中受最大力偶矩的放置位置是:矩形线圈的平面法线方向与磁感线（   ） A．成90°夹角 B．成0°夹角 C．成45°夹角 D．成30°夹角 18．当通电导线处于磁场中时，如果电流方向与磁场方向相同，则导线会受到哪种力的作用？（   ） A．排斥力 B．引力 C．无作用力 D．吸引力 19．电磁力的方向（   ） A．用左手定则来判断 B．用右手螺旋定则来判断 C．用楞次定律来判断 D．用右手定则来判断 20．通电导线在磁场中所受力的方向与下列哪个因素无关？（   ） A．导线的长度 B．磁场的方向 C．导线电流的大小 D．导线的材质 二、计算题（本大题共2小题，每题20分，共40分） 21．如图所示，与导轨等宽的导体棒ab放在水平的导轨上，导体棒的质量为2Kg，导轨的宽度L=0.5m，放在磁感应强度B=1T的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面，当导体棒中通过5A的电流时，ab刚好向右做匀速运动。求： (1)导体棒受到的安培力有多大？ (2)导体棒受到的摩擦力有多大？ (3)若导体棒中通过的电流为10A时，导体棒获得的加速度多大？ 22．有一根金属导线，长0.4m，质量为0.01kg，用两根柔软的细线悬在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中，如图所示。问金属导线中的电流为多大，流向如何才能抵消悬线中的张力？ 试卷第2页，共6页 试卷第1页，共6页 学科网（北京）股份有限公司 $$