核心素养测评(第十一章 第1讲 磁场 安培力)-【优学精研】2026年高考物理一轮总复习教用word

核心素养测评　(40分钟　72分) 【基础巩固练】 1.(6分)如图,在薄金属圆筒表面上通以与其轴线平行、分布均匀的恒定电流时,该圆筒的形变趋势为(　　) A.沿轴线上下压缩 B.沿轴线上下拉伸 C.沿半径向内收缩 D.沿半径向外膨胀 【解析】选C。同向电流之间相互吸引,所以圆筒有沿半径向内收缩的趋势,C正确。 2.(6分)一水平放置的橡胶圆盘上带有大量均匀分布的正电荷,圆盘所在平面内放置一通有恒定电流的直导线,电流方向如图所示。当圆盘绕其中心O顺时针转动时,通电直导线所受安培力的方向(　　) A.指向圆盘 B.背离圆盘 C.垂直于圆盘所在平面向里 D.垂直于圆盘所在平面向外 【解析】选B。橡胶圆盘绕其中心O顺时针转动时,在橡胶圆盘上会形成若干个同心顺时针环形电流,所有的等效环形电流在直导线处的磁场方向都是垂直于圆盘所在平面向外的,根据左手定则,伸出左手,手心向纸面,四指指向直导线电流方向,则大拇指指向右侧,即通电直导线所受安培力的方向为背离圆盘,A、C、D错误,B正确。 3.(6分)如图所示,两根互相绝缘、垂直放置的直导线ab和cd,分别通有方向如图所示的电流。若通电导线cd固定不动,导线ab能自由运动,则ab的运动情况是(　　) A.顺时针转动,同时靠近导线cd B.顺时针转动,同时远离导线cd C.逆时针转动,同时靠近导线cd D.逆时针转动,同时远离导线cd 【解析】选A。由“同向电流相互吸引、反向电流相互排斥”可知,ab导线会顺时针转动,同时靠近导线cd。 4.(6分)(2024·南通模拟)一段导线弯成互成直角的两段,放在光滑桌面上,导线中通有2 A的电流,处于磁感应强度大小为0.1 T、方向竖直向下的匀强磁场中。要使该导线静止,则施加在导线上的水平力大小为(　　) A.0.1 N　　　　　　　　B.1×10-2 N C.8×10-3 N D.6×10-3 N 【解析】选B。导线的等效长度为L= cm=5 cm,则安培力F=BIL= 1×10-2 N,要使该导线静止,则施加在导线上的水平力大小为F'=F=1×10-2 N。 5.(6分·多选)(2024·济南模拟)如图所示,两根光滑金属导轨平行放置,导轨所在平面与水平面间的夹角为θ,一质量为m、长为L的导体棒ab垂直于导轨放置,整个装置处于垂直于斜面向上的匀强磁场中。当导体棒ab中通有方向从a到b的恒定电流I时,磁场的方向由垂直于斜面向上沿逆时针转至水平向左的过程中,导体棒始终静止,则磁感应强度的大小(重力加速度为g)(　　) A.先增大后减小 B.逐渐增大 C.可能为 D.可能为 【解析】选B、C。经分析知,导体棒受到重力mg、支持力FN和安培力FA,且三力的合力为零,如图所示, 从图中可以看出,在磁场方向变化的过程中,安培力FA一直变大,由于FA=BIL,其中电流I和导体棒的长度L均不变,故磁感应强度渐渐变大,故A错误,B正确;当磁场方向垂直于斜面向上时,安培力FA沿斜面向上,此时安培力最小,最小值FAmin=mgsinθ,则Bmin=,故C正确;当磁场方向水平向左时,安培力方向竖直向上,此时对应的安培力最大,得磁感应强度的最大值Bmax=,故D错误。 6.(6分)(2025·无锡模拟)两个完全相同的弹簧测力计竖直放置,下方悬挂一粗细均匀的水平直导线ab,长度为L。整个装置处在垂直于纸面向里的匀强磁场中,如图所示。若在ab中通入由a到b的恒定电流I,其中一个弹簧测力计的示数为F1;若将电流反向,大小变为2I,则其中一个弹簧测力计的示数为F2。下列说法正确的是(　　) A.直导线ab的质量m= B.直导线ab的质量m= C.匀强磁场的磁感应强度B= D.匀强磁场的磁感应强度B= 【解析】选C。当电流由a到b时,由左手定则知,安培力方向竖直向上,由共点力平衡得2F1+F安=mg,F安=BIL;当电流反向时,由左手定则知,安培力方向竖直向下,由共点力平衡得2F2=mg+F安',F安'=2BIL,联立解得m=,B=。 【综合应用练】 7.(6分)(2025·武汉模拟)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端向外转动 B.条形磁铁受到的合外力变大 C.当导线再次达到稳定时,弹簧的弹力变大 D.当导线再次达到稳定时,弹簧可能被压缩 【解析】选C。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端向里转动,A错误;条形磁铁仍处于静止状态,合力仍为零,大小没变,B错误;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。 8.(6分)(2025·包头模拟)研究磁铁对通电导线作用力的装置如图所示。当轻质细导线中通入电流I时,细导线下端的金属棒受到水平方向的磁场力,平衡时细导线偏离竖直方向的角度为θ。已知金属棒的质量为m,两细导线间的距离为L,把磁极之间的磁场看作匀强磁场,重力加速度大小为g,下列说法正确的是(　　) A.金属棒受到的磁场力大小为mgsinθ B.金属棒受到的磁场力大小为mgcosθ C.金属棒所在位置磁场的磁感应强度大小为 D.金属棒所在位置磁场的磁感应强度大小为 【解析】选C。对金属棒受力分析,受到重力、水平向右的安培力及轻质细导线的拉力,根据共点力平衡可知F安=mgtanθ,故A、B错误;根据F安=BIL,解得B=,故C正确,D错误。 9.(6分·多选)如图所示,厚度均匀的木板放在水平地面上,木板上放置两个相同的条形磁体,两磁体的N极正对。在两磁体竖直对称轴上的C点固定一垂直于纸面的长直导线,并通以垂直于纸面向里的恒定电流,木板和磁体处于静止状态,设两磁体和木板所受的总重力为G,则(　　) A.导线受到的安培力水平向右 B.导线受到的安培力竖直向上 C.木板对地面的压力小于G D.木板受到地面的摩擦力水平向右 【解析】选A、D。两磁体在C处产生的合磁场竖直向上,根据左手定则知,导线受到的安培力水平向右。根据相互作用力的关系,导线对磁体的作用力水平向左,所以木板有向左运动的趋势,说明木板受到地面的摩擦力水平向右。在竖直方向上,没有相互作用力,所以木板对地面的压力等于G,故选A、D。 10.(6分)(2024·娄底模拟)如图所示,电阻均匀的圆环,固定于匀强磁场中,环平面与磁场方向垂直,PQ是直径,劣弧MGN对应的圆心角为90°,当M、N与内阻不计的直流电源相连,圆环所受的安培力大小为F1,当P、Q与该电源相连,圆环所受的安培力大小为F2,则两力的比值为(　　) A.　　　　　　　　B. C. D. 【解析】选A。由题图可知,当M、N与电源相连时,圆环的劣弧MGN和圆环的其余部分并联,两部分的长度之比为1∶3,电阻之比是1∶3,通过电流之比为 3∶1,设圆的半径为R,流过优弧的电流为I1,所以整个圆环所受的安培力大小为F1=BI1·R+B·3I1·R=4BI1R;同理,当P、Q与该电源相连,圆环所受的安培力大小为F2=2·BI2·2R=4BI2R,=,所以=,故选A。 11.(6分·多选)(生产生活)如图所示是特高压输电线路上使用的六分裂阻尼间隔棒简化图。间隔棒将六根相同平行长直导线分别固定在正六边形的顶点a、b、c、d、e、f上,O为正六边形的中心。已知通电长直导线周围的磁感应强度B大小与电流I、距离r的关系式为B=(式中k为常量)。设a、b间距为L,当六根导线通有等大同向电流I0时,其中a处导线对b处导线的安培力大小为F,则(　　) A.a处导线在O点产生的磁感应强度大小为 B.六根导线在O点产生的磁感应强度大小为 C.a处导线所受安培力方向沿aO指向O点 D.a处导线对d处导线的安培力大小为 【解析】选A、C、D。根据几何关系可知,a、O间距为L,则a处导线在O点产生的磁感应强度大小为BaO=,故A正确;根据右手螺旋定则结合对称性可知,a、d两处导线在O点产生的磁感应强度大小相等,方向相反;b、e两处导线在O点产生的磁感应强度大小相等,方向相反;c、f两处导线在O点产生的磁感应强度大小相等,方向相反;则六根导线在O点产生的磁感应强度大小为0,故B错误;根据方向相同的两根直线电流之间的安培力为吸引力,结合对称性可知,b、f两处导线对a处导线的安培力合力方向沿aO指向O点;c、e两处导线对a处导线的安培力合力方向沿aO指向O点;d处导线对a处导线的安培力方向沿aO指向O点;故a处导线所受安培力方向沿aO指向O点,故C正确;根据几何关系可知,a、d间距为2L,则a处导线在d点产生的磁感应强度大小为Bad==Bab,可知a处导线在d点产生的磁感应强度大小等于a处导线在b点产生的磁感应强度大小的一半,则a处导线对d处导线的安培力大小为,故D正确。 【情境创新练】 12.(6分·多选)(科学探索)有一节目做了如下实验:用裸露的钢导线绕制成一根无限长的螺旋管,将螺旋管固定在绝缘水平桌面上,用一节干电池和两磁铁制成一个“小车”,两导电磁铁的同名磁极粘在电池的正、负两极上,只要将这辆小车推入螺旋管中,小车就会加速运动起来,如图所示。图中电池所在处的线圈没有画出,关于小车的运动,以下说法正确的是(　　) A.图中小车的加速度方向向右 B.小车加速运动的能量源于安培力做功 C.将小车上两磁铁均改为S极与电池粘连,小车的加速度方向会改变 D.将小车上两磁铁均改为S极与电池粘连,小车的加速度方向不会改变 【解析】选B、C。两磁极间的磁感线如图甲所示, 干电池与磁体及中间部分线圈组成了闭合回路,在两磁极间的线圈产生电流,左端磁极的左侧线圈和右端磁极的右侧线圈中没有电流,其中线圈中电流方向的左视图如图乙所示, 由左手定则可知,中间线圈所受的安培力向右,由牛顿第三定律可知小车具有向左的加速度,故A错误;在两磁极间的线圈产生电流,根据F=BIL可知,小车加速运动是受安培力作用,故B正确;将小车两磁极均改为S极与电池相连,磁感线会向里聚集,受到的力与A中方向相反,故车的加速度方向将发生改变,故C正确,D错误。 - 9 - 学科网（北京）股份有限公司 $