(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（Y）

高三一轮复习Y ·物理· 高三一轮复习40分钟周测卷/物理（十八） 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” 易 0.80 2 单项选择题 6 地磁场 中 0.75 单项选择题 6 通电导线的磁场 中 0.65 单项选择题 等臂电流天平 √ 中 0.65 单项选择题 通电导线的受力 中 0.60 单项选择题 6 磁电式电流表的结构 中 0.60 7 多项选择题 8 电动机的原理 中 0.60 8 多项选择题 8 安培力的动态平衡问题 难 0.55 9 非选择题 的 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.C【解析】磁场是闭合的曲线，地球磁场从地理南极 应受向右的安培力，根据左手定则可知通过小钢球的 附近发出，从地理北极附近进入地球，组成闭合曲线， 电流方向为从轨道a到轨道b,所以轨道a应接电源 A项错误：磁感线的疏密程度表示磁场的强弱，由磁 ·69· ·物理· 参考答案及解析 感线分布情况可知，地面附近，赤道处的磁感应强度 故左侧导线受到的安培力大小F安=VBL,C项正 小于两极处的磁感应强度，B项错误：根据安培定则 确；线框转过30°时，仍满足电流方向与磁场方向垂 可知，地表带负电，C项正确：若地球自转变慢，则电 直，左侧导线受到的安培力大小仍为F安=NBiL,D 流变小，地磁场变弱，D项错误。 项错误。 3.B【解析】根据右手螺旋定则可知，三根输电线缆产 8.CD【解析】设运动过程中导线与竖直方向的夹角 生的磁场方向与正三角形平面平行，故穿过正三角形 为日，对导体棒进行受力分析，受到四个力作用，竖直 平面的磁通量为零，A项错误：输电线缆A在O点的 向下的重力mg,始终垂直于导线方向的安培力F= 磁感应强度方向垂直OA指向右上方，输电线缆B在 BIL=mgsin0,每根导线沿半径指向转轴的拉力Fr, O点的磁感应强度方向垂直OB指向左上方，输电线 缆C在O点的磁感应强度方向垂直OC水平向左，所 由平衡条件有Fm=2mg©os0,导体棒从最低点缓慢 以O点的合磁感应强度方向斜向左上方，B项正确； 移动到导线呈水平状态时，日越来越大，则拉力FT越 输电线缆A,C通有同方向的电流，故输电线缆A、C 来越小，A项错误：设转动轴OO对系统在竖直方向 相互吸引，C项错误；输电线缆A、C与输电线缆B的 的作用力为F,根据平衡条件有F,十BILsin9 距离相等，故输电线缆B在A、C处产生的磁感应强 mg,解得F,=ngcos?9,可见随着日越来越大，转动轴 度大小相等，由F=BIL可知，输电线缆B对A的安 OO受到的导线在竖直方向的作用力越来越小，B项 培力小于对C的安培力，D项错误。 错误；设转动轴O0对系统在水平方向的作用力为 4.C【解析】当线圈中通有如图所示的电流I时，调节 Fx,根据平衡条件有F,=BILcos0,解得F,= 砝码使两臂达到平衡，令此时左盘砝码、右盘砝码（包 ngsin29,导体棒从最低点缓慢移动到导线呈水平 1 含线圈)的质量分别为m1、2,根据平衡条件，结合左 状态的过程中，0由0增大到90°，当0=45°时F,最 手定则有m1g=2g一NBIL,使电流反向、大小不 大，所以转动轴O)受到的导线在水平方向的作用力 变，此时安培力向下，左盘中增加质量为的砝码， 先增大后减小，C项正确；若磁场为方向竖直向下的 才能使两臂达到新的平衡，则有1g十mg=2g十 匀强磁场，则导体棒受到的安培力始终向左，大小F NBL,解得B=2瓷C项正确。 =BIL=ngtan8,随着9的增大，安培力逐渐增大，则 5,A【解析】设流过ab边的电流为I1,流过bc边的电 I应逐渐增大，D项正确。 流为I2,每条边的电阻为R,由并联分流原理可得I 三、非选择题 十1，=1·5R=1,R,解得1=名1，=号1，b边 9.【解析】(1)由左手定则可知安培力的方向沿斜面向 上 (2分) 受到的安培力大小F=BIL,则bc边受到的安培力 沿斜面方向受力平衡，则有F=gsin0 (2分) 大小F'=BIzL=5F,线框中ab边和ed边，af边和 (2)由安培力的计算公式有F=ngsin8=BIL(1分) cd边受到的安培力等大反向，故整个线框受到的安 根据欧姆定律有I= E (2分) 培力大小为6F,A项正确。 R+r 6.C【解析】该磁场是均匀辐向分布的磁场，不是匀强 解得R= EBL -r (3分) mg sin 0 磁场，A项正确；转动过程中，线圈a、b两边所在位置 (3)由共点力平衡条件有F'=ngtan0=B'IL(3分) 处的磁感应强度大小始终相等，B项正确：转动过程 解得B'=cos0 B 中安培力F的大小恒为nBIl,C项错误；当指针转动 (3分) 时，铝框转动产生电磁阻尼的作用，使指针尽快稳定， 10.【解析】(1)圆环处在磁场中的部分所受安培力大小 D项正确。 F=2BIR,方向竖直向上 (2分) 二、多项选择题 对圆环由平衡条件可得T十F=Mg (2分) 7.AC【解析】由左手定则可知，左侧导线受到的安培 对滑块由平衡条件可得T=ngsin30 (2分) 力方向向上，右侧导线受到的安培力方向向下，故在 图示位置，线框沿顺时针方向转动，A项正确，B项错 联立解得滑块的质量m=2M-4BIR (3分) g 误：图示位置时，满足电流方向和磁场方向相互垂直， (2)电流反向后，安培力大小不变，方向反向，对圆环 ·70· 高三一轮复习Y ·物理· 由牛顿第二定律可得 可知弹体从静止加速到4km/s用时t=1×102s Mg+F-T'=Ma (2分) (1分) 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=IP(R+r)t=1.6×10J (1分) 联立解得滑块的瞬时加速度α= 4BIRg 3Mg-4BIR (3分) 弹体获得的动能五=宁md-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=Ek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)h动能定理可得Fx=子m (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=a (1分) 发射 (2分) 根据速度时间公式有v=at (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6小题，每小题6分，共36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 D.该磁力“永动机”的物理原理是通电导体受到安培力 2.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，则下列关于地磁场的 说法正确的是 地轴 A.地球周围的磁感线起始于地球南极附近，终止于地球北极附近 B.地面附近，赤道处的磁感应强度大于两极处的磁感应强度 C.地磁场的产生是由于地表带负电 D.若地球自转变慢，则地磁场变强 今地球自转方向 3.《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 C.输电线缆A、C相互排斥 D.输电线缆B对A的安培力大于对C的安培力 4.如图所示为等臂电流天平，它的右臂挂有一个质量为。、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 物理第1页（共4页） 衡水金卷·先享题·高三一 A.m十m,)g 2NIL B.m十m)g NIL mg C.2NIL -关为」 D烧 5.如图所示，由粗细均匀的铜导线制作的正六边形线框abcde f,垂直于匀强磁场放置，b、c两点与 直流电源相接，通过线框的总电流为I,αb边受到的安培力大小为F,不考虑各边之间的相互作 用，则整个线框受到的安培力大小为 XXX A.6F B.10F C.5F D.53F 3 6.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的方向如图乙所以u 示，则下列说法错误的是 A.该磁场不是匀强磁场 B.转动过程中，线圈α、b两边所在位置处的磁感应强度大 小始终相等 螺旋 C.转动过程中，安培力F的大小恒为BI1 线圈 D.铝框转动产生电磁阻尼，可使指针尽快稳定 为 乙 二、多项选择题（本题共2小题，每小题8分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合 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) 7.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 D.线框转过30°时左侧导线受到的安培力大小为，NBiL 论复习40分钟周测卷十八 物理第2页（共4页） ☑ 8.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 班级 姓名 分数 题号 4 6 答案 三、非选择题（本题共3小题，共48分。请按要求完成下列各题） 9.(16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。 10」 物理第3页（共4页） 衡水金卷·先享题·高三一轧 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）