第一章 第一节 安培力-【高中必刷题】2025-2026学年高中物理选择性必修2同步课件(粤教版)

物理 选择性必修 第二册 YJ 1 1 第一节 安培力 刷基础 2 1. ［广东茂名2024高二下期中改编］如图所示，图中分别标明了通电直导线中电流 、匀 强磁场的磁感应强度和导线所受安培力 的方向，用“·”表示磁感线垂直于纸面向外，“×” 表示磁感线垂直于纸面向里；“ ”表示电流垂直于纸面向里，“ ”表示电流垂直于纸面向 外，则下列四个选项中正确的是( ) A A. B. C. D. 题型1 安培力的方向（左手定则的应用） 3 解析 A选项图中磁场方向垂直于纸面向里,电流水平向右,根据左手定则可知,导线所受安培力 竖 直向上,故A正确；B选项图中电流与磁场方向平行,故导线不受安培力,故B错误；C选项图中磁场 方向水平向左,电流方向垂直于纸面向外,根据左手定则可知,导线所受安培力 竖直向下,故C错误； D选项图中磁场方向向上,电流水平向右,根据左手定则可知,安培力 垂直于纸面向外,故D错误. 题型1 安培力的方向（左手定则的应用） 4 教材变式 本题目由教材P7第1题演变而来,解答本题的关键是明确安培力的方向既与磁场方向垂直,又与电流 方向垂直,也就是说,安培力的方向总是垂直于磁感线和通电导线所在的平面. 题型1 安培力的方向（左手定则的应用） 5 2.［辽宁本溪一中2024高二上期中］（多选）磁场对电流的作用力通常称为安培力.关于安培力， 下列说法正确的是( ) AD A.通电直导线在匀强磁场中受到的安培力的方向总是垂直于磁场的方向 B.放在匀强磁场中的通电直导线一定受磁场的作用力 C.通电直导线跟磁场方向平行时安培力最大 D.将处在匀强磁场中的通电直导线从中点折成直角，安培力的大小可能变为原来的 题型2 安培力的大小 6 解析 根据左手定则可知,通电直导线在匀强磁场中所受的安培力的方向垂直于电流与磁场确定的 平面,则安培力方向与磁场方向一定垂直,A正确;放在匀强磁场中的通电直导线,如果电流与磁场方 向平行,则不受磁场的作用力,B错误;当通电直导线跟磁场方向垂直时安培力最大,C错误;假设初始 时直导线与磁场垂直,将直导线从中点折成直角后,若弯折部分与磁场平行,则直导线的有效长度为 原来的一半,安培力变为原来的一半；若弯折部分与磁场仍垂直,则直导线的有效长度为原来的 , 安培力变为原来的 ,D正确. 题型2 安培力的大小 7 方法总结 判断通电直导线所受安培力的方向应用左手定则,当电流方向与磁场方向不垂直时,需将磁感应强 度分解到垂直于电流和平行于电流两个方向上,平行于电流方向的磁场对电流没有力的作用. 题型2 安培力的大小 8 3.［河南信阳高级中学2025高二上月考］一段圆心角为 的圆弧形导线，通以电流 .如图甲 所示，若导线所在平面与纸面平行，匀强磁场方向垂直纸面向里，导线所受安培力的大小为 ； 如图乙所示，若磁感应强度大小不变，方向改为平行于纸面沿半径 向右，导线所受安培力的 大小为.则 为( ) A 甲 乙 A. B. C. D. 题型2 安培力的大小 9 解析 （1）当磁场方向垂直纸面向里： （2）当磁场方向平行于纸面沿半径 向右： 题型2 安培力的大小 10 关键点拨 解答本题的关键是知道安培力公式中, 为导线在磁场中受力的有效长度,而不是导线的实 际长度. 题型2 安培力的大小 11 4.［广东广州2025高二上月考改编］如图所示，、、 三根导体棒构成一等腰直角三角形线框， 直角边长为；磁感应强度为的匀强磁场平行于三角形所在平面，且垂直于 棒，线框内通以大 小为 的顺时针方向电流，则( ) C A.棒所受安培力方向垂直纸面向里 B.棒所受安培力大小为 C.棒、棒所受安培力合力大小为 D.线框所受安培力大小为 题型2 安培力的大小 12 解析 根据左手定则可知,棒所受安培力方向垂直纸面向外,故A错误；由题意可知, 棒电流与磁场 方向的夹角为 ,棒的长度为,根据安培力的定义,可得 棒所受安培力大小为 ,故B错误；根据左手定则和安培力公式可得, 棒所受安培力大小为 ,方向垂直纸面向外,棒所受安培力大小为,棒所受安培力大小 ,方向垂直 纸面向里,则线框所受安培力大小为零,故C正确,D错误. 题型2 安培力的大小 13 关键点拨 根据左手定则判断安培力的方向,注意各边与磁场方向的夹角,根据安培力的计算公式求安培力的大小. 题型2 安培力的大小 14 5.［浙江宁波三锋联盟2025高二上期中］（多选）把轻质导线圈用绝缘细线挂在磁 铁的 极附近，磁铁的轴线穿过线圈中心且与线圈在同一平面内，如图所示.当线圈 通以图示电流时，线圈将( ) BD A.发生转动同时远离磁铁 B.发生转动同时靠近磁铁 C.从上往下看逆时针转动 D.从上往下看顺时针转动 题型3 通电导线在安培力作用下的运动 15 思路导引 如图所示，把环形电流等效为条形磁铁，可见两条形磁铁、 极相互吸引，则线圈靠近磁铁. 题型3 通电导线在安培力作用下的运动 16 解析 由安培定则可知，线圈向外的一面为 极，因为异名磁极相互吸引，所以从上往下看，线圈 沿顺时针方向转动，同时靠近磁铁，故B、D正确. 题型3 通电导线在安培力作用下的运动 17 6.［山东潍坊2024高二下开学考］载流导体、处在同一平面内，是固定的， 可绕垂直于 纸面的固定转轴转动，为 的中点，若各自的电流方向如图所示，将会发生下列哪种情况 ( ) A A.绕轴按逆时针方向转动 B.因受的安培力处处相等，故 不动 C.绕轴按顺时针方向转动 D.因不受安培力， 不动 题型3 通电导线在安培力作用下的运动 18 解析 由安培定则知，右边磁场垂直纸面向外，且离的距离越近，磁场越强， 上每一小部 分受到的安培力方向都竖直向下，但轴左侧安培力较大，所以绕轴 按逆时针方向转动，A正确. 题型3 通电导线在安培力作用下的运动 19 7.［广东汕头金山中学2024高二上期末］如图所示，用绝缘细线将通电直导线悬吊起来，将一蹄 形电磁铁放在直导线的正下方，当电磁铁上的线圈与直导线中通以图示方向的电流时，有关直导 线运动情况和细线受力情况，下列说法中正确的是（从上往下看）( ) B A.直导线顺时针方向转动，细线拉力减小 B.直导线逆时针方向转动，细线拉力增大 C.直导线顺时针方向转动，细线拉力增大 D.直导线逆时针方向转动，细线拉力减小 题型3 通电导线在安培力作用下的运动 20 解析 根据安培定则可知，电磁铁上的线圈产生的磁场与蹄形磁铁产生的磁场相同，作出其磁感 线分布如图所示，在直导线悬吊点左、右两侧取两个对称的微元，根据左手定则可知，悬吊点左 侧微元受到的安培力方向垂直于纸面向外，悬吊点右侧微元受到的安培力方向垂直于纸面向里， 可知从上往下看，直导线将逆时针方向转动；直导线转动过程中，导线逐渐趋于与纸面垂直，即 电流方向垂直于纸面向里，导线在磁场中的有效长度逐渐增大，根据左手定则，直导线受到的安 培力方向向下，且大小逐渐增大，根据平衡条件可知，细线拉力增大.可知从上往下看，导线逆时 针方向转动，细线拉力增大，故B正确. 题型3 通电导线在安培力作用下的运动 21 8.［湖北随州2025月考］（多选）如图所示，有两根长为、质量为的细导体棒、， 被水平 放置在倾角为 的光滑斜面上，被水平固定在与位于同一水平面的另一位置，且、 平行. 当两细导体棒中均通以电流大小为的同向电流时，恰能在斜面上保持静止，重力加速度为 ， 则下列说法正确的是( ) ABD A.中的电流在 处产生的磁场的方向竖直向上 B.中的电流在处产生的磁场的磁感应强度大小为 C.同时增大、中的电流， 仍可静止 D.若使下移， 将不能保持静止 题型4 通电导线在磁场中的平衡问题 22 解析 根据安培定则可知，中的电流在 处产生的磁场的方向 竖直向上，A正确；在竖直向下的重力 、水平向右的安培 力、垂直斜面向上的支持力 的共同作用下恰能保持静止， 受力分析如图所示，根据平衡条件有 ，解得 ，B正确；同时增大、中的电流， 所受安培力增 大，所受合力有沿斜面向上的分力， 不能静止，C错误；若 使下移，离远一些， 受到的安培力顺时针转动，且大小减 小，安培力沿斜面方向的分力将小于的重力沿斜面方向的分力， 受力不平衡，将不能保持静止， D正确. 题型4 通电导线在磁场中的平衡问题 23 9.［四川遂宁2025高二上期中］质量均匀分布的直导体棒放置于四分之一的光滑圆弧轨道上，其 截面如图所示.导体棒总质量为,长度为，其中通有大小为 的电流，空间存在磁感应强度大小为 的匀强磁场，磁场的方向竖直向上.导体棒平衡时，导体棒与轨道圆心的连线跟竖直方向的夹角 为，轨道与导体棒间的弹力为.重力加速度为 ，下列说法正确的是( ) C A.若仅将电流缓慢增大，则 逐渐减小 B.若仅将电流缓慢增大，则 逐渐减小 C.若 ，则 D.若仅将磁场方向沿逆时针缓慢转过 时，则 题型4 通电导线在磁场中的平衡问题 24 解析 对导体棒受力分析,受重力、弹力和安培力,如图所示,若仅将电流 缓慢增大,安培力逐渐增大, 根据受力平衡和平行四边形定则可知 逐渐增大,逐渐增大,故A、B错误；若 ,则 ,得,故C正确；由平衡条件可得,磁场竖直向上时 ,又 ,故,若仅将磁场方向沿逆时针缓慢转过 时,安培力大小不变,方向竖直向上， 因为,故 ,故D错误. 题型4 通电导线在磁场中的平衡问题 25 10.［广东佛山S6高质量发展联盟2025高二上联考］如图所示，水平虚线的上方 存在垂直纸面向外的匀强磁场.将一粗细均匀的电阻丝折成的正五边形导体框 置于磁场中（边水平），导体框平面平行于纸面，用导线将恒压电源 连接在导体框的、 两点间.则下列说法正确的是( ) B A. 边所受的安培力方向竖直向上 B.部分与边所受的安培力大小之比为 C.边与 边所受的安培力大小相等 D.导体框所受的安培力为0 易错点 不能正确判断导线的有效长度及电流大小 26 思路导引 解题的关键是知道边与 部分是并联关系，根据电路特征判断流过导体框的电流大小，再 结合安培力公式 求解. 易错点 不能正确判断导线的有效长度及电流大小 27 解析 由电路图可知，流过边的电流方向由向，由左手定则可知 边所受的安培力方向竖直 向下，A错误；设导体框的边长为，单位长度的电阻为.由欧姆定律可得边的电流为 ， 流过部分的电流为，又部分与 边在磁场中的有效长度相等，由公式 ，可知部分与边所受的安培力大小之比为，同理，边与 边所受的安培力 大小之比为，B正确，C错误；由左手定则可知部分与 边所受的安培力的方向均竖直 向下，整个导体框所受的安培力大小为 ，D错误. 易错点 不能正确判断导线的有效长度及电流大小 28 易错分析 本题易因为误判并联部分的有效长度而计算错误，从而导致错选.边和 部分的有效长度相 同，但是通过的电流不相等，故二者所受安培力的大小不相等. 易错点 不能正确判断导线的有效长度及电流大小 29 1 第一节 安培力 刷提升 30 1.如图所示，纸面内有粗细均匀的相同金属导体弯制成的两个相同的正三角形金属框 和 ，边中间断开，用导线连接、两点，并从端通入大小恒定的电流，从 端引出电流， 同时将金属框放入垂直纸面向里的匀强磁场中，则( ) C A.、两点间与、两点间的电压之比为 B.、两点间与、两点间的电压之比为 C.金属框和所受的安培力大小之比为 D.金属框和所受的安培力大小之比为 31 解析 设三角形金属框每个边的电阻为,电流流过时,电路中与串联,再与 并联,有 ,电流流过时,电路中与串联,故,则、两点间与、 两点间 的电压之比为,A、B错误.分析电路的结构可知流过的电流是流过和 电流的2倍, 和的有效长度与相等,由左手定则可知,边所受安培力向上,与 边所受安培力的合力向 上,故金属框所受的安培力大小为,同理,金属框 所受的安培力大 小为,所以 ,C正确,D错误. 32 易错分析 本题易错误认为并联的两部分有效长度相同,则所受安培力大小相同.实际上和可等效为 的 长度,但由于两支路的金属导体长度不同,电阻大小不同,故通过金属导体的电流不同,因此两支路所 受安培力大小不同. 33 2.［广东广州华南师大附中2025高二上期末］如图甲所示，高压输电线上有、、 三根相互平 行的水平长直导线，通有大小相等且方向相同的电流、、为同一竖直面上与导线、、 相交的三个点，连接三点构成等腰直角三角形，为连线 的中点.顺着电流方向观 察得到如图乙所示的截面图.已知单独一根通电导线在处产生的磁感应强度大小为 ，不计地磁 场的影响，则下列说法正确的是( ) 34 甲 乙 A.点的磁感应强度大小为 B.点的磁感应强度方向是从指向 C.导线、在导线位置产生的磁感应强度大小为 D.导线 受到的安培力方向竖直向上 √ 35 解析 由题意可知,通电导线、、距点的距离相等，在处产生的磁感应强度大小均为 ,根据 安培定则可知方向分别为竖直向上、水平向左、竖直向下,如图甲所示,根据磁场的叠加原理可知, 点的磁感应强度大小为,方向从指向,故A错误,B正确；导线、在导线 位置产生的磁感应 强度如图乙所示,,则、在处产生的磁感应强度，可知导线 处的 合磁感应强度水平向右,大小不为,故C错误；根据左手定则可知导线 受到的安培力方向竖直 向下,故D错误. 甲 乙 36 3.［陕西安康2025高二上联考］已知通电直导线产生磁场的磁感应强度大小与 通电导线的电流大小成正比，与到通电导线的距离成反比.如图所示，长直导 体棒通过两根等长绝缘细线悬挂在竖直绝缘光滑墙面上等高的、 两点的正 下方，并通以电流.另一导体棒也通过两根等长绝缘细线悬挂在、 两点， 并通以电流.静止时悬挂 的两细线与竖直墙面有一定夹角，然后缓慢增大导 体棒 中的电流.下列说法正确的是( ) C A.与 方向相同 B.悬挂 的细线拉力逐渐增大 C.悬挂 的细线拉力逐渐增大 D.若 中的电流增大一倍，则两导体棒的距离增大一倍 37 解析 根据同向电流相互吸引,异向电流相互排斥,可知,与 方向相反,故A错误；如图甲所示,对 导体棒受力分析，设距离为,与导体棒距离为,与导体棒距离为 ,根据共点力平衡 条件可知,故悬挂的细线拉力 大小不变,故B错误；如图乙所示,将两根导体棒视 为整体进行受力分析,设悬挂的细线与竖直方向的夹角为 ,有 ,缓 慢增大导体棒中的电流, 逐渐增大,故悬挂的细线拉力逐渐增大,故C正确；导体棒 在导体 棒处产生的磁场的磁感应强度,导体棒受到的安培力,解得 ,所以 ,若中的电流增大一倍,则两导体棒的距离变为原来的 倍,故D错误. 甲 乙 38 4.［广东深圳育才中学、深圳外国语学校、广州执信中学2025高二上联考］（多选）如图所示， 台秤上放一光滑平板，其左边固定一挡板，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 .现在磁铁上方中心偏左位置固定一直导线，当直导线中通以方向如图所示的电流后，台 秤读数为 ，则以下说法正确的是( ) BC A.弹簧长度将变长 B.弹簧长度将变短 C. D. 39 解析 通电直导线所在处的磁场是由磁铁产生的,方向指向右上方,根据左手定则知,通电直导线受 到的安培力方向指向右下方,根据牛顿第三定律知,磁铁受到直导线的作用力指向左上方,将直导线 对磁铁的作用力分解为水平向左的和竖直向上的,在水平方向根据磁铁平衡条件有 ,弹 簧弹力向右,因此弹簧长度将变短,在竖直方向有,因此 ,B、C正确,A、D错误. 40 方法总结 通电直导线对磁铁作用力的分析方法：先根据左手定则分析通电直导线所受的安培力方向,再根据 牛顿第三定律分析通电直导线对磁铁的作用力方向. 41 $$