课时检测 第一章 1.磁场对通电导线的作用力-（配套练习）【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册（人教版）

1.磁场对通电导线的作用力 知识点一　安培力的方向 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B、I，但B、I可以不相互垂直 C.B必须垂直F、I，但F、I可以不相互垂直 D.I必须垂直F、B，但F、B可以不相互垂直 2.（2025·四川攀枝花期末）下列选项中正确标明了通电导线所受安培力F方向的是（　　） 知识点二　安培力的大小 3.（2025·安徽蚌埠阶段练习）如图所示，匀强磁场的磁感应强度大小为B，L形导线通以恒定电流I后放置在匀强磁场中。已知ab边长为4L，与磁场方向垂直，bc边长为3L，与磁场方向平行，则该导线受到的安培力大小为（　　） A.3BIL B.4BIL C.5BIL D.7BIL 4.如图所示，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向（垂直于纸面向里）垂直，线段ab、bc和cd的长度均为L，且∠abc＝∠bcd＝135°。流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示，则导线abcd受到的磁场的作用力的合力（　　） A.方向沿纸面向上，大小为（＋1）BIL B.方向沿纸面向上，大小为3BIL C.方向沿纸面向下，大小为（＋1）BIL D.方向沿纸面向下，大小为3BIL 知识点三　磁电式电流表 5.（2025·云南玉溪期末）图甲是磁电式电流表的结构示意图，蹄形磁铁和铁芯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，线圈中的某一条a导线电流方向垂直于纸面向外，b导线电流方向垂直纸面向里，a、b两条导线所在处的磁感应强度大小均为B，则（　　） A.该磁场是匀强磁场 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.b导线受到的安培力大小为BIl 6.〔多选〕电流表的灵敏度，是指在通入相同电流的情况下，指针偏转角度的大小。偏角越大，灵敏度越高。下列方法可提高磁电式电流表灵敏度的是（　　） A.增强永久磁铁的磁性 B.增大螺旋弹簧的劲度系数 C.增大线圈的面积 D.增加线圈的匝数 7.（2022·山东潍坊期末）如图所示，在空间中分布着沿x轴正方向、磁感应强度大小为B的匀强磁场，将一金属导线制成半径为r的圆环以O为圆心放置在xOy平面内。当圆环中通过由a到b的电流I时，圆环受到的安培力大小和方向分别为（　　） A.BIr，垂直xOy平面向里 B.BIr，垂直xOy平面向外 C.BIr，垂直xOy平面向外 D.BIr，垂直xOy平面向里 8.〔多选〕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大小关系为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.在离两导线所在的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 9.〔多选〕（2025·四川绵阳期末）电流传感器是一种测量磁场力的装置，如图所示。两相距很近的线圈Ⅰ和Ⅱ，其线圈绕向相同，线圈Ⅱ固定在水平绝缘底座M上，线圈Ⅰ置于线圈Ⅱ上，两个线圈之间用厚度均匀的绝缘薄膜隔开。P是固定在线圈Ⅰ上的微小激光灯，N是固定在底座M上且带有刻度的显示屏（显示磁场力的大小），当两线圈均无电流通入时，激光灯发射的水平激光刚好指向零刻度。当两线圈均通入电流时，下列说法正确的是（　　） A.当两线圈电流方向相同，激光灯发射的水平激光指向零刻度下方某一刻度 B.当两线圈电流方向相反，激光灯发射的水平激光指向零刻度上方某一刻度 C.当两线圈电流方向相同，激光灯发射的水平激光指向零刻度上方某一刻度 D.当两线圈电流方向相反，激光灯发射的水平激光指向零刻度下方某一刻度 10.将长为πL的软导线两端固定在光滑桌面上，固定点间的距离为2L，导线通有电流I，处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中，导线中的张力为（　　） A.BIL B.2BIL C.πBIL D.2πBIL 11.〔多选〕（2025·四川达州期末）常导磁吸式列车利用装在车辆两侧转向架上的常导电磁线圈和铺设在线路导轨上的磁铁，在两者的相互作用下产生的吸引力使车辆浮起，轨道磁铁受列车速度影响，速度大磁性强，轨道磁铁外部磁感应强度随距离增大而减小。车体运行时，通过精确控制车身线圈中的电流I磁，形成稳定的吸引力，使车体与轨道之间始终保持10 mm的悬浮间隙，如图所示。下列选项正确的是（　　） A.车身悬浮时受到的竖直方向安培力大小等于重力大小 B.当悬浮间隙小于10 mm时，应增大电流I磁使之恢复 C.车体满载时悬浮较空载所需的电流I磁较小 D.列车高速行驶时更难悬浮 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $ 1.磁场对通电导线的作用力 1.B　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与磁场方向和电流I的方向都是垂直的，但B与I可以垂直，也可以不垂直，故A、C、D错误，B正确。 2.C　根据左手定则判断，A、D错误，C正确。B选项中导线电流方向平行于磁感应强度B的方向，不受安培力，B错误。 3.B　因bc段与磁场方向平行，故不受安培力，ab段与磁场方向垂直，所受安培力大小为Fab＝BI·4L＝4BIL，则该导线受到的安培力大小为4BIL。故选B。 4.A　导线abcd在磁场中的有效长度为a点到d点之间距离，即l＝2Lsin 45°＋L＝（＋1）L；根据安培力公式可得导线abcd受到的磁场的作用力的合力大小F＝BIl＝（＋1）BIL；再根据左手定则可判断F的方向为沿纸面向上，故选A。 5.D　该磁场不是匀强磁场，匀强磁场应该是一系列平行的磁感线，方向相同，故A错误；根据磁场的分布和磁通量的定义可知，穿过该线圈的磁通量为零，故B错误；a导线电流向外，磁场方向向右，根据左手定则，安培力应向上，故C错误；b导线始终与磁感线垂直，故b导线受到的安培力大小一直为BIl，故D正确。 6.ACD　通电线圈在磁场中转动时，螺旋弹簧变形，反抗线圈的转动。电流越大，安培力就越大，螺旋弹簧的形变也就越大，指针的偏转角度越大。要提高电流表的灵敏度，就要在通入相同的电流时，让指针的偏转角度增大，或使安培力变大，所以要减小螺旋弹簧的劲度系数、增强永久磁铁的磁性、增大线圈的面积或增加线圈的匝数，A、C、D正确。 7.A　圆环在磁场中的有效长度为ab直线段长度r在垂直于磁场方向投影的长度，由题意知B和ab连线方向的夹角为45°，则有F＝BI·r·sin 45°，解得安培力大小为BIr，由左手定则可知，安培力方向垂直xOy平面向里，故选A。 8.BCD　两导线受到的安培力是相互作用力，大小相等，故A错误；因为磁场与导线垂直，导线所受的安培力可以用F＝IlB计算，故B正确；移走导线b前，b的电流较大，则p点磁场方向与b产生的磁场方向同向，垂直纸面向里，移走导线b后，p点磁场方向与a产生的磁场方向相同，垂直纸面向外，故C正确；在离两导线所在的平面有一定距离的有限空间内，两导线在任意点产生的磁场均不在同一条直线上，所以不存在磁感应强度为零的位置，故D正确。 9.AB　根据通电电流“同向相吸、异向相斥”原理，当两线圈电流方向相同，两线圈相互吸引，P向下移动，所以激光灯发射的水平激光指向零刻度下方某一刻度，故A正确，C错误；同理，当两线圈电流方向相反，两线圈相互排斥，P向上移动，所以激光灯发射的水平激光指向零刻度上方某一刻度，故B正确，D错误。 10.A　假设导线中通有如图所示的电流，导线的有效长度为2L，则所受的安培力大小F＝2BIL。若把通电导线平均分为n小段，每小段通电线均受安培力且向外，所以稳定后导线形状为圆弧。设导线的张力为FT，由力的平衡条件可知FT＝，解得FT＝BIL，A正确。 11.AB　根据平衡条件可知车身悬浮时受到的竖直方向安培力大小等于重力大小，A正确；当悬浮间隙小于10 mm时，应增大电流I磁，从而增大向上的安培力，使之恢复，B正确；车体满载时会使车的重力增加，要增大安培力稳定悬浮，根据F＝BIl可知，应增大电流，即车体满载时悬浮所需的电流I磁较大，C错误；轨道磁铁受列车速度影响，速度大，磁性强，根据F＝BIl，安培力增大，更容易悬浮，D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $