课时提升训练(13) 磁场 磁场对通电导线的作用力 （Word练习）-【百汇大课堂】2026年高考物理总复习下册·第1轮（浙江专用）

课时提升训练(13)　磁场　磁场对通电导线的作用力　　　　　　　　　　　　　　　　 考点一　安培定则及磁场的叠加 1.如图所示，直导线AB、螺线管E、电磁铁D三者相距较远，其磁场互不影响，当开关S闭合后，小磁针北极N(灰色一端)指示磁场方向正确的是(　　) A．a B．b C．c D．d 答案：C 2.(2025·绍兴检测)如图所示，两个单匝圆形线圈甲和乙相隔一定距离竖直固定在水平面上，通过甲线圈的电流大于乙线圈的电流，虚线为两线圈的中轴线，O、O1、O2、M、N都在中轴线上，O1、O2分别为甲、乙线圈的圆心，O为O1O2连线的中点，O1为MO的中点，O2为ON的中点，下列说法正确的是(　　) A．两线圈之间存在相互排斥的作用力 B．O点处的磁感应强度方向沿轴线向右 C．O、M、N三点中O点处磁感应强度最大 D．乙线圈在O点产生的磁感应强度大于甲线圈在O点产生的磁感应强度 答案：C 考点二　安培力的分析与计算 3.(多选)如图所示，用细线将一条形磁体挂于天花板上，磁体处于水平且静止的状态，条形磁体的正下方固定一直导线ab，现将直导线中通入由a指向b的电流，在磁体转动90°的过程中，下列说法正确的是(　　) A．条形磁体的N极向纸面内偏转 B．条形磁体的N极向纸面外偏转 C．条形磁体受到的拉力小于其受到的重力 D．条形磁体受到的拉力大于其受到的重力 答案：BD 4.(2023·江苏卷)如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B，L形导线通以恒定电流I，放置在磁场中。已知ab边长为2l，与磁场方向垂直，bc边长为l，与磁场方向平行，该导线受到的安培力大小为(　　) A．0 B．BIl C．2BIl D．BIl 答案：C 考点三　安培力作用下的平衡和加速问题 5.(2023·绍兴模拟)如图所示，空间有与竖直平面夹角为θ的匀强磁场，在磁场中用两根等长轻细金属丝将质量为m的金属棒EF悬挂在天花板的C、D两处，通电后金属棒静止时金属丝与磁场方向平行，已知磁场的磁感应强度大小为B，接入电路的金属棒长度为l，重力加速度为g，关于金属棒中电流的方向和大小，下列判断正确的是(　　) A．由E到F， B．由F到E， C．由F到E， D．由E到F， D　解析：分析金属棒EF受力，在重力G、金属丝的拉力FT和安培力FA的作用下平衡，由题意知，安培力的方向垂直磁场方向向上，根据左手定则可判断，电流方向为由E流向F，如图所示，由三角形定则有mgsin θ＝IlB，解得电流I＝，D正确。 6.(多选)如图所示，在竖直向下的匀强磁场中有两根水平放置的平行粗糙导轨CD、EF，导轨平面水平，导轨上放有一金属棒MN。现从t＝0时刻起，在棒中通以由M到N方向的电流且电流与时间成正比，即I＝kt，其中k为常量，金属棒与导轨始终垂直且接触良好。下列关于棒的速度、加速度随时间t变化的关系中，可能正确的是(　　) BD　解析：由题可知，导轨粗糙，棒中通入的电流与时间成正比，I＝kt，棒将受到安培力作用，刚开始时金属棒不动，当安培力大于最大静摩擦力时，棒开始运动，根据牛顿第二定律得F－Ff＝ma，而F＝BIL，I＝kt得到BkL·t－Ff＝ma，可见a随t的变化均匀增大，A错误，B正确；a增大，v-t图像的斜率增大，C错误，D正确。 7.(多选)(2021·浙江6月卷)如图所示，有两根用超导材料制成的长直平行细导线a、b，分别通以80 A和100 A、流向相同的电流，两导线构成的平面内有一点P，到两导线的距离相等。下列说法正确的是(　　) A．两导线受到的安培力Fb＝1.25Fa B．导线所受的安培力可以用F＝ILB计算 C．移走导线b前后，P点的磁感应强度方向改变 D．在离两导线平面有一定距离的有限空间内，不存在磁感应强度为零的位置 BCD　解析：两导线受到的安培力是相互作用力，则Fa＝Fb，A错误；安培力计算公式F＝ILB在这里是适用的，B正确；由右手螺旋定则可知导线a在P点产生的磁场垂直纸面向外，导线b在P点产生的磁场垂直纸面向里，由于Ia＜Ib，则合磁场垂直纸面向里，若移走导线b，则只有导线a在P点产生的垂直纸面向外的磁场，磁感应强度方向改变，C正确；在离两导线所决定的平面(纸面)有一定距离的有限空间内，找不到两导线产生磁场可抵消的位置，D正确。 8.(2024·嘉兴期中联考)如图所示，电阻不计的水平导轨间距0.5 m，导轨处于方向与水平面成53°角斜向右上方的磁感应强度为5 T的匀强磁场中。导体棒ab垂直于导轨放置且处于静止状态，其质量m＝1 kg，电阻R＝0.9 Ω，与导轨间的动摩擦因数μ＝0.5，电源电动势E＝10 V，其内阻r＝0.1 Ω，定值电阻的阻值R0＝4 Ω。不计定滑轮的摩擦，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，细绳对ab的拉力沿水平方向，重力加速度g取10 m/s2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，则(　　) A．导体棒ab受到的摩擦力方向一定向右 B．导体棒ab受到的安培力大小为5 N，方向水平向左 C．重物重力G最小值是1.5 N D．重物重力G最大值是7.5 N D　解析：由闭合电路欧姆定律得I＝＝ A＝2 A，ab受到的安培力大小F安＝BIL＝5×2×0.5 N＝5 N，方向垂直于磁场向左上，B错误；若导体棒ab恰好有水平向左的运动趋势时，导体棒所受静摩擦力水平向右，则由共点力平衡条件可得mg＝F安cos α＋FN，F安sin α＝Ffmax＋G1，Ffmax＝μFN，联立解得G1＝0.5 N；若导体棒ab恰好有水平向右的运动趋势时，导体棒所受静摩擦力水平向左，则由共点力平衡条件可得mg＝F安cos α＋FN，F安sin α＋Ffmax＝G2，Ffmax＝μFN，联立解得G2＝7.5 N，所以重物重力G的取值范围为0.5 N≤G≤7.5 N，A、C错误，D正确。 9．如图甲所示，在竖直平面内固定两光滑平行导体圆环，两圆环正对放置，圆环半径均为R＝0.125 m，相距1 m。圆环通过导线与电源相连，电源的电动势E＝3 V，内阻不计。在两圆环上水平放置一导体棒，导体棒质量为0.06 kg，接入电路的电阻r＝1.5 Ω，圆环电阻不计，匀强磁场方向竖直向上。开关S闭合后，棒可以静止在圆环上某位置，侧视图如图乙所示，该位置对应的半径与水平方向的夹角为θ＝37°，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。求： (1)导体棒静止在某位置时所受安培力的大小； (2)匀强磁场的磁感应强度的大小； (3)断开开关S后，导体棒下滑到轨道最低点时对单个圆环的压力。 答案：(1)0.8 N　(2)0.4 T　(3)0.54 N，方向竖直向下 解析：(1)导体棒静止时，受力分析如图所示 根据平衡条件得tan θ＝ 代入数据解得导体棒所受安培力的大小F＝0.8 N。 (2)由闭合电路的欧姆定律得I＝，解得I＝2 A，由安培力的公式F＝IlB，解得B＝0.4 T。 (3)断开开关S后，导体棒下滑到轨道最低点的过程中，根据动能定理有mgR(1－sin θ)＝mv2－0，解得v＝＝1 m/s，导体棒在最低点时，由牛顿第二定律得2FN－mg＝m，解得FN＝0.54 N，由牛顿第三定律可知，导体棒对单个圆环的压力大小为0.54 N，方向竖直向下。 学科网（北京）股份有限公司 $$