课时梯级训练(1) 磁场对通电导线的作用力(Word练习)-【优化指导】2026-2027学年高中物理选择性必修第二册（人教版2019）

课时梯级训练(1)　磁场对通电导线的作用力 1．关于通电导线所受安培力F的方向，磁感应强度B的方向和电流I的方向之间的关系，下列说法正确的是 (　　) A．F、B、I三者必须保持相互垂直 B．F必须垂直于B、I，但B、I可以不相互垂直 C．B必须垂直于F、I，但F、I可以不相互垂直 D．I必须垂直于F、B，但F、B可以不相互垂直 B　解析：安培力F总是与磁感应强度B和电流I决定的平面垂直，通电导线受安培力时，力F与磁感应强度B和电流I的方向都是垂直的，但B与I可以垂直，也可以不垂直，A、C、D错误，B正确。 2．(多选)如图所示的四幅图中，导体棒的长度均为l，磁场的磁感应强度大小均为B，在各导体棒中通有相同的电流I。则下列选项说法正确的是 (　　) A．图甲中导体棒所受的安培力大小为IlB B．图乙中导体棒所受的安培力大小为IlB C．图丙中导体棒所受的安培力大小为IlB D．图丁中导体棒所受的安培力大小为IlB BD　解析：题图甲中，因导体棒与磁场平行，所以安培力为零，A错误；题图乙中，导体棒与磁场垂直，则安培力的大小F＝IlB，B正确；题图丙中，导体棒与磁场垂直，则安培力的大小为F＝IlB，C错误；题图丁中，导体棒与磁场成60°角，则安培力的大小F＝IlBsin 60°＝IlB，D正确。 3．如图所示，正方形线框abcd由四根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，线框顶点a、d分别与直流电源(内阻不计)的负极和正极相接。若ab棒受到的安培力大小为F，则ad棒受到的安培力 (　　) A．大小为3F，方向向左 B．大小为3F，方向向右 C．大小为F，方向向右 D．大小为F，方向向左 A　解析：设每一根导体棒的电阻为R、长度为l，则通过ab棒的电流I1＝，有F＝I1lB，通过ad棒的电流I2＝，ad棒受到的安培力大小F2＝I2lB，解得F2＝3F，C、D错误；通过ad棒的电流方向由d到a，根据左手定则，ad棒受到的安培力方向向左，A正确，B错误。 4．如图所示为演示平行电流之间的作用力的实验装置的电路简图，M和N为两根平行放置的导体棒，S2为单刀双掷开关，下列说法正确的是 (　　) A．闭合S1，S2接a，M、N相互吸引 B．闭合S1，S2接b，M、N相互吸引 C．断开S1，S2接a，M、N相互吸引 D．断开S1，S2接b，M、N相互吸引 A　解析：闭合S1，S2接a，则两导体棒中电流方向相同，M、N表现为相互吸引，A正确；闭合S1，S2接b，两导体棒被短路，则导体棒中无电流通过，M、N间无吸引力，B错误；断开S1，S2接a，导体棒N中无电流通过，M、N间无吸引力，C错误；断开S1，S2接b，则两导体棒串联，由于平行放置，电流方向相反，M、N间表现为相互排斥，D错误。 5．如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，OP、OQ是两根长度均为L的金属导体棒，∠POQ＝60°，当给导体棒中通入大小为I的电流时，关于两导体棒受到的安培力的合力，下列说法中正确的是 (　　) A．当电流方向为P→O→Q时，合力大小为BIL，方向与OP成30°斜向右下方 B．当电流方向为P→O→Q时，合力大小为BIL，方向与OP成30°斜向左上方 C．当电流方向为Q→O→P时，合力大小为BIL，方向与OP成30°斜向左上方 D.当电流方向为Q→O→P时，合力大小为BIL，方向与OP成30°斜向右下方 D　解析：当电流方向为P→O→Q时，等效长度为PQ的长度，即为L，等效电流方向为P→Q，则合力大小为BIL，方向垂直PQ斜向上，即方向与OP成30°斜向左上方，A、B错误；当电流方向为Q→O→P时，等效长度为PQ的长度，即为L，等效电流方向为Q→P，则合力大小为BIL，方向垂直PQ斜向下，即方向与OP成30°斜向右下方，D正确，C错误。 6．如图甲所示的是磁电式电流表的结构示意图，极靴和软铁间的磁场均匀辐向分布，如图乙所示，边长为L的正方形线圈中通以电流I，线圈中的a导线电流方向垂直于纸面向外，b导线电流方向垂直于纸面向里，a、b两条导线所在处的磁感应强度大小均为B，则 (　　) A．该磁场的磁感应强度大小处处相等，方向不同 B．该线圈的磁通量为BL2 C．a导线受到的安培力方向向下 D．线圈转动时，螺旋弹簧被扭动，阻碍线圈转动 D　解析：根据磁感线疏密程度表示磁场强弱可知，该磁场的磁感应强度大小并非处处相等，A错误；线圈与磁感线平行，故穿过该线圈的磁通量为零，B错误；a导线电流方向垂直于纸面向外，所在处磁场方向向右，根据左手定则，所受安培力方向向上，C错误；线圈转动时，螺旋弹簧被扭动，阻碍线圈转动，D正确。 7．长度为l、通有电流为I的直导线放入一匀强磁场中，电流方向与磁场方向如图所示。已知磁感应强度为B，对于下列各选项图中，导线所受安培力的大小计算正确的是 (　　) A　解析：A图中，导线不和磁场垂直，将导线投影到垂直于磁场方向上，故F＝IlB cos θ，A正确；B图中，导线和磁场方向垂直，故F＝IlB，B错误；C图中，导线和磁场方向垂直，故F＝IlB，C错误；D图中，导线和磁场方向垂直，故F＝IlB，D错误。 8．将闭合通电导线圆环平行于纸面缓慢地竖直向下放入方向垂直纸面向里的匀强磁场中，如图所示，则在通电圆环从刚进入到完全进入磁场的过程中，所受的安培力大小 (　　) A．逐渐增大 B．逐渐减小 C．先增大后减小 D．先减小后增大 C　解析：通电圆环受到的安培力大小F＝ILB，其中I、B分别为所通电流大小、磁感应强度大小，L指有效长度，它等于圆环所截边界线的长度，由于L先增大后减小，I、B保持不变，所以安培力先增大后减小，C正确。 9．如图所示，水平导轨接有电源，导轨上固定有三根导体棒a、b、c，c为直径与b等长的半圆，长度关系为c最长，b最短，将装置置于垂直于纸面向里的匀强磁场中，在接通电源后，三根导体棒中有等大的电流通过，则三根导体棒受到的安培力大小关系为 (　　) A．Fa＞Fb＞Fc B．Fa＝Fb＝Fc C．Fb＜Fa＜Fc D．Fa＞Fb＝Fc D　解析：设a、b两根棒的长度分别为La和Lb，c的直径为d。由于导体棒都与匀强磁场垂直，则a、b、c三棒所受安培力的大小分别为：Fa＝BILa；Fb＝BILb＝BId；c棒所受安培力与长度为d的直导体棒所受安培力的大小相等，则Fc＝BId；因为La＞d，则Fa＞Fb＝Fc，D正确。 10．(多选)实验室经常使用的电流表是磁电式电流表。这种电流表的构造如图甲所示。蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐向分布的。当线圈通以如图乙所示的恒定电流(b端电流方向垂直于纸面向内)时，下列说法正确的是 (　　) A．线圈左边受到向上的安培力，右边受到向下的安培力 B．线圈左、右两边受到的安培力方向相同 C．线圈转到不同位置受到的安培力大小不同 D．电流表表盘刻度均匀 AD　解析：由左手定则可知，线圈左边受到向上的安培力，右边受到向下的安培力，A正确，B错误；线圈转到任意位置，线圈所在平面与磁感线平行，受到的安培力大小相同，C错误；磁场是均匀辐向分布，线圈转动过程中经过的各个位置的磁感应强度的大小不变，电流与转动角度成正比，故该电流表的刻度是均匀的，D正确。 11．如图所示，两平行直导线cd和ef竖直放置，通以方向相反、大小相等的电流，a、b两点位于两导线所在的平面内，则 (　　) A．a点的磁感应强度可能为零 B．cd导线受到的安培力方向向右 C．ef导线在b点产生的磁场方向垂直纸面向外 D．同时改变两导线的电流方向，两导线受到的安培力方向均改变 C　解析：根据安培定则可知直导线cd在a处产生的磁场方向垂直纸面向里，直导线ef在a处产生的磁场方向垂直纸面向外，而a离cd较近，可知a点的磁场方向垂直纸面向里，不等于零，A错误；根据左手定则可判断，cd导线受到的安培力方向向左，B错误；根据安培定则可知，ef导线在b处产生的磁场方向垂直纸面向外，C正确；同时改变两导线的电流方向，两导线所在位置的磁场方向均与原来相反，两导线受到的安培力方向均不变，D错误。 12．如图所示，等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点M、N与直流电源两端相接。已知导体棒MN受到的安培力大小为F，则线框LMN受到的安培力的大小为 (　　) A．2F B．1.5F C．0.5F D．0 B　解析：设每根导体棒的电阻为R，长度为L，则外电路中，上、下支路电阻之比为R1∶R2＝2R∶R＝2∶1，上、下支路电流之比I1∶I2＝1∶2。如图所示，由于上面支路的线框MLN受到安培力的有效长度也为L，根据安培力公式F＝IlB，可知F上∶F下＝I1∶I2＝1∶2，得F上＝F下，根据左手定则可知，两力方向相同，故线框MLN所受到的安培力大小为F上＋F下＝1.5F下＝1.5F，B正确。 学科网（北京）股份有限公司 $$