(18)磁感应强度、磁感线、匀强磁场中的安培力-【衡水金卷·先享题】2026年高考物理一轮复习周测卷（M）

高三一轮复习M ·物理· 高三一轮复习40分钟周测卷/物理（十八） 9 命题要素一贤表 注： 1.能力要求： ,理解能力 Ⅱ，推理能力Ⅲ，分析综合能力Ⅳ.应用数学处理物理问题的能力V,实验能力 2.学科素养： ①物理观念 ②科学思维③科学探究( 科学态度与责任 知识点 能力要求 学科素养 预估难度 题号 题型 分 值 (主题内容) I ⅡⅢ V ① ② ③④ 档次 系数 1 单项选择题 6 磁力“永动机” V 易 0.80 2 单项选择题 6 通电导线的磁场 中 0.65 单项选择题 6 等臂电流天平 中 0.65 双项选择题 电动机的原理 √ 中 0.60 双项选择题 磁场的叠加 中 0.60 6 双项选择题 安培力的动态平衡问题 难 0.55 7 非选择题 6 地磁场 中 0.75 8 非选择题 6 磁电式电流表的结构 中 0.60 9 非选择题 14 安培力作用下的静态平衡 中 0.70 10 非选择题 16 瞬时加速度的求解 中 0.65 11 非选择题 16 电磁炮 中 0.60 季考答案及解析 一、单项选择题 的正极，轨道b应接电源的负极，C项正确；该磁力 1.B【解析】小钢球运动过程中有磁场力做功，机械能 “永动机”的物理原理是通电导体在磁场中受安培力 不守恒，A项正确；电源反接后安培力的方向改变，影 的作用，D项正确。 响“永动”的效果，B项错误；小钢球逆时针“永动”时， 2.B【解析】根据右手螺旋定则可知，三根输电线缆产 应受向右的安培力，根据左手定则可知通过小钢球的 生的磁场方向与正三角形平面平行，故穿过正三角形 电流方向为从轨道a到轨道b,所以轨道a应接电源 平面的磁通量为零，A项错误；输电线缆A在O点的 ·69· ·物理· 参考答案及解析 磁感应强度方向垂直OA指向右上方，输电线缆B在 来越小，A项错误；设转动轴O)对系统在竖直方向 O点的磁感应强度方向垂直OB指向左上方，输电线 的作用力为Fy,根据平衡条件有F,十BILsin0= 缆C在O点的磁感应强度方向垂直OC水平向左，所 mg,解得F,=mgcos?0,可见随着0越来越大，转动轴 以O点的合磁感应强度方向斜向左上方，B项正确； OO受到的导线在竖直方向的作用力越来越小，B项 输电线缆A、C通有同方向的电流，故输电线缆A、C 错误：设转动轴O)对系统在水平方向的作用力为 相互吸引，C项错误：输电线缆A、C与输电线缆B的 Fx,根据平衡条件有F,=BILcos日，解得F,= 距离相等，故输电线缆B在A,C处产生的磁感应强 1 mgsn29,导体棒从最低点缓慢移动到导线呈水平 度大小相等，由F=BIL可知，输电线缆B对A的安 状态的过程中，B由0增大到90°，当0=45°时F,最 培力小于对C的安培力，D项错误。 3.C【解析】当线圈中通有如图所示的电流I时，调节 大，所以转动轴O)受到的导线在水平方向的作用力 先增大后减小，C项正确；若磁场为方向竖直向下的 砝码使两臂达到平衡，令此时左盘砝码、右盘砝码（包 含线圈)的质量分别为1、m2,根据平衡条件，结合左 匀强磁场，则导体棒受到的安培力始终向左，大小F =BIL=ngtan 0,随着8的增大，安培力逐渐增大，则 手定则有1g=2g一NBIL,使电流反向、大小不 I应逐渐增大，D项正确。 变，此时安培力向下，左盘中增加质量为的砝码， 三、非选择题 才能使两臂达到新的平衡，则有m1g十1g=2g十 7.小于(2分)负(2分)弱(2分) NBIL,解得B=2器C项正确。 【解析】磁感线的疏密程度表示磁场的强弱，由磁感 二、双项选择题 线分布情况可知，地面附近，赤道处的磁感应强度小 4.AC【解析】由左手定则可知，左侧导线受到的安培 于两极处的磁感应强度；根据安培定则可知，地表带 力方向向上，右侧导线受到的安培力方向向下，故在 负电：若地球自转变慢，则电流变小，地磁场变弱。 图示位置，线框沿顺时针方向转动，A项正确，B项错 8.相等(3分)nBIl(3分) 误：图示位置时，满足电流方向和磁场方向相互垂直， 【解析】转动过程中，线圈a、b两边所在位置处的磁 故左侧导线受到的安培力大小F安=VBL,C项正 感应强度大小始终相等；转动过程中安培力F的大 确；线框转过30°时，仍满足电流方向与磁场方向垂 小恒为nBIl。 直，左侧导线受到的安培力大小仍为F安=NBL,D 9.【解析】(1)由左手定则可知安培力的方向沿斜面向 项错误。 (2分) 5.BC【解析】小磁针N极向纸外偏转，表明电流产生 沿斜面方向受力平衡，则有F=ngsin日 (2分) 的磁场在P处的方向指向纸外，根据安培定则可知， (2)由安培力的计算公式有F=ngsin9=BIL(1分) 导线中的电流方向为由北向南，A项错误；电流在P E 根据欧姆定律有I=R干， (2分) 处产生的磁场与地磁场的水平分量的合磁场方向是 EBL 小磁针静止时N极所指的方向，B项正确；设电流在 解得R= mgsin -r (3分) 导线正下方。处产生的磁场的磁感应强度大小为 (3)由共点力平衡条件有F'=mngtan 0-=B'IL(2分) B:,根据磁场的叠加原理有B,=Bo tan0,根据图乙可 解得B=B (2分) 知，当r=n时有1an9=5,解得B-B,C项正 cos 3 3 10.【解析】(1)圆环处在磁场中的部分所受安培力大小 确，D项错误。 F=2BIR,方向竖直向上 (2分) 6.CD【解析】设运动过程中导线与竖直方向的夹角 对圆环由平衡条件可得T+F=Mg (2分) 为日，对导体棒进行受力分析，受到四个力作用，竖直 对滑块由平衡条件可得T=ngsin30 (2分) 向下的重力mg,始终垂直于导线方向的安培力F 联立解得滑块的质量m=2M-4BI迟 (3分) BIL=ngsin0,每根导线沿半径指向转轴的拉力Fr, g (2)电流反向后，安培力大小不变，方向反向，对圆环 由平衡条件有F,=mgc0s0Q,导体棒从最低点缓慢 由牛顿第二定律可得 移动到导线呈水平状态时，越来越大，则拉力F,越 Mg+F-T'=Ma (2分) ·70· 高三一轮复习M ·物理· 对滑块由牛顿第二定律可得 发射弹体过程产生的焦耳热 T'-mgsin30°=ma (2分) Q=I(R+r)t=1.6×105J (1分) 4BIRg 联立解得滑块的瞬时加速度α=3MgB示(3分） 弹体获得的动能E=之m心=1,6X10J (1分) 11.【解析】(1)由安培力公式可得F=BIL=8×10N 系统消耗的总能量E=E十Q=1.76×10J(2分) (2分) (4)由于弹体的速度增大，弹体切割磁感线产生的感 由左手定则可知安培力的方向水平向右 (1分) 应电动势也增大，电源的电压应增大，抵消产生的感 (2)由动能定理可得Fx=号 (2分) 应电动势，以保证电源为加速弹体提供恒定的电流， 故电源电压应逐渐变大，使增大的电源电压与增大 解得x=20m (2分) 的感应电动势的差值保持不变，从而使弹体匀加速 (3)根据牛顿第二定律可得F=ma (1分) 发射 (2分) 根据速度时间公式有v=at (1分) 可知弹体从静止加速到4km/s用时t=1×102s (1分) ·71·高三一轮复习40分钟周测卷/物理 (十八)磁感应强度、磁感线、匀强磁场中的安培力 (考试时间40分钟，满分100分) 一、单项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是 符合题目要求的)》 1.如图甲所示为一款网红魔术玩具一磁力“永动机”，小钢球放入漏斗后从中间小洞落入下面的 弧形金属轨道，然后从轨道另一端抛出再次回到漏斗，由此循环往复形成“永动”的效果。其原 理如图乙所示，金属轨道与底座内隐藏的电源相连，轨道下 漏斗 方藏有永磁铁。当永磁铁的N极朝上放置，小钢球逆时针 “永动”时，下列说法错误的是 A.小钢球运动过程中机械能不守恒 B.电源如何接都不影响“永动”的效果 C.轨道a应接电源的正极，轨道b应接电源的负极 电源 磁铁 D.该磁力“永动机”的物理原理是通电导体受到安培力 2.《大国重器Ⅲ》节目介绍的GL输电系统的三相共箱技术，如图甲所示。管道内部有三根等长绝 缘超高压输电线缆平行且间距相等，截面图如图乙所示，截面圆心构成正三角形，上方两根输电 线缆A、B圆心连线水平。某时刻输电线缆A中的电流方向垂直于纸面向外、输电线缆B中的 电流方向垂直于纸面向里，输电线缆A、B中的电流大小均为I,下方输电线缆C中的电流方向 垂直于纸面向外、电流大小为2I,不考虑地磁场的影响，则下列说法正确的是 A.穿过正三角形平面的磁通量不为零 B.正三角形中心O点的磁感应强度方向斜向左上方 B 0 C.输电线缆A、C相互排斥 C D.输电线缆B对A的安培力大于对C的安培力 21 3.如图所示为等臂电流天平，它的右臂挂有一个质量为o、匝数为N、底边长为L的矩形金属线 圈，线圈下部悬在匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直。当线圈中通有如图所示的电流I时，调节 砝码使两臂达到平衡，然后使电流反向、大小不变，这时需要在左盘中增加质量为的砝码，才 能使两臂达到新的平衡，重力加速度为g,则磁场的磁感应强度大小为 A.g 2NIL B.(m十m)g NIL C27 i×..××1 D.NI 物理第1页（共4页） 衡水金卷·先享题·高三一 二、双项选择题（本题共3小题，每小题8分，共24分。每小题有两项符合题目要求，全部选对的 得8分，选对但不全的得4分，有选错的得0分) 4.由我国自主研制的AG60E电动飞机在千岛湖通用机场圆满完成首飞，其依靠电动机而非内燃 机工作，工作原理简化图如图所示，通过电刷和换向环，电流总是从矩形线框右侧导线流入、左 侧导线流出，电路电流恒为，匀强磁场的磁感应强度大小为B,线框的匝数为N、左边长为L, 则在图示位置 A.从前向后看，线框将沿顺时针方向转动 B.从前向后看，线框将沿逆时针方向转动 C.左侧导线受到的安培力大小为NBL 换向环 D.线框转过30时左侧导线受到的安培力大小为，VBL 电刷t 5.如图甲所示，某科技小组要探究长直导线周围的磁场分布情况，将长直导线沿南北方向水平放 置，在导线正下方、与导线距离为r的P处放置一枚可自由转动的小磁针。当导线中通以恒定 电流后，小磁针的N极向纸外偏转，测得小磁针静止时N极偏离南北方向的角度为，其正切值 tan0与二的关系图像如图乙所示。已知实验所在处的地磁场水平分量大小恒为B,则下列说 法正确的是 A.导线中的电流方向为由南向北 个tan B.电流在P处产生的磁场与地磁场的水平分量 的合磁场方向是小磁针静止时N极所指的南 北 方向 C.电流在导线正下方。处产生的磁场的磁感应 强度大小为8 D.电流在导线正下方r。处产生的磁场的磁感应强度大小为√3B, 6.如图所示，安装在固定支架（图中未画出）上的光滑绝缘转动轴O○的两端通过等长的轻质细软 导线（导线不可伸长）连接并悬挂一长为L、质量为m的导体棒αb,导体棒横截面的直径远远小 于导线的长度，空间存在均匀辐向分布的磁场（磁极未画出），导体棒摆动过程中磁场方向总是 垂直于导体棒，导体棒所在处的磁感应强度大小均为B,开始时导体棒静止在最低点。现给导 体棒通以方向向里的电流（电路未画出），若仅通过逐渐改变导体棒中的电流大小，使导体棒由 最低点缓慢移动到导线呈水平状态，则在这个过程中 A.每根导线对导体棒的拉力均先增大后减小 O接电源 B.转动轴OO受到的导线在竖直方向的作用力一直不变 O接电源 C.转动轴OO受到的导线在水平方向的作用力先增大后减小 D.若磁场为方向竖直向下的匀强磁场，仍使导体棒绕转动轴OO缓慢移 动，电流应逐渐增大 论复习40分钟周测卷十八 物理第2页（共4页）】 M 班级 姓名 分数 题号 1 2 3 4 5 6 答案 三、非选择题（本题共5小题，共58分。请按要求完成下列各题） 7.(6分)科学研究表明，地球周围存在的磁场虽然微弱，但作用巨大，既可以抵御宇宙射线对地球 的侵扰，也会影响生物的定向迁徙，甚至会影响人的身体健康。如图所示为地球周围的磁感线 分布（磁偏角的影响可以忽略），若地磁场是由于地表带电和地球自转产生的，则地面附近，赤道 处的磁感应强度 (填“大于”“小于”或“等于”)两极处的磁感应强度，地磁场的产生是由 于地表带 (填“正”或“负”)电，若地球自转变慢，则地磁场变 (填“弱”或“弱”)。 地轴 →地球自转方向 8.(6分)如图甲所示为磁电式电流表的结构，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，线圈绕在铝 框上，线圈的匝数为n,线圈α、b两边的导线长均为l,所在处的磁感应强度大小均为B,当线圈 中通过的电流大小为I时，a、b边所受安培力F的方向如图乙所示，则转动过程中，线圈a、b两 边所在位置处的磁感应强度大小始终 (填“相等”或“不相等”)，转动过程中，安培力F 的大小恒为 F 弹簧 9.(14分)如图所示，两平行光滑金属导轨间的距离为L,金属导轨所在的平面与水平面间的夹角 为0，导轨所在平面内分布着磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。 导轨的一端接有电动势为E、内阻为r的直流电源。现把一个长度为L、质量为m的导体棒b 放在导轨上，导体棒恰好能保持静止。导体棒与导轨垂直且接触良好，导轨的电阻不计，重力加 速度为g。 (1)求导体棒所受的安培力F; (2)求导体棒的电阻R; (3)若磁场方向变成竖直向上且导体棒仍能保持静止，求磁感应强度B的大小。 1. 1. 物理第3页（共4页） 衡水金卷·先享题·高三一车 10.(16分)如图所示，在竖直平面内有一个半径为R、质量为M的金属圆环，圆环平面与纸面平 行，圆环恰好有一半处在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，磁场的水平 边界与圆环相交于P、Q两点。用绝缘轻绳把放在斜面上的滑块通过定滑轮与圆环相连。当 圆环中通有沿逆时针方向、大小为I的电流时，滑块保持静止。已知斜面倾角为30°，斜面和滑 轮均光滑，重力加速度为g。 (1)求滑块的质量m; (2)若圆环中的电流大小不变、方向变为顺时针方向，则滑块的瞬时加速度为多大？ 307 + 11.(16分)“电磁炮”是利用电磁力对弹体加速的新型武器，具有速度快、效率高等优点。如图所示 为“电磁炮”的原理结构示意图，光滑水平加速导轨电阻不计，轨道宽L=0.2,在导轨间有方 向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小B=1×102T,“电磁炮”弹体的总质量m=0.2kg,其 中弹体在轨道间的电阻R=0.42,可控电源的内阻r=0.6Ω，电源的电压能自行调节，以保证 弹体匀加速发射，在某次试验发射时，电源为加速弹体提供的电流I=4×103A,不计空气 阻力。 (1)求弹体所受安培力的大小和方向； (2)若使弹体从静止加速到4km/s,轨道至少要多长？ (3)求弹体从静止加速到4km/s的过程中，该系统消耗的总能量； (4)请简要说明电源的电压如何自行调节，才可以保证弹体匀加速发射。 电枢电流 驱动电流 负极导轨 正极导轨 电枢 磁弹 复习40分钟周测卷十八 物理第4页（共4页） M