磁场及其对电流的作用 典型考点归纳专项练-2026届高考物理复习备考

磁场及其对电流的作用 一、单选题 1．边长L的硬轻质正三角形导线框abc置于竖直平面内，ab边水平，绝缘细线下端c点悬挂重物，匀强磁场大小为B垂直纸面向里。现将a、b接在恒恒定电流的正负极上，当ab边的电流强度为I，重物恰好对地无压力，则重物重力的大小为（　　） A．BIL B．2BIL C． D． 2．如图甲所示是磁电式电表内部结构示意图，蹄形磁铁的两极间有一个固定的圆柱形铁芯，铁芯外面套有一个可以绕轴转动的铝框，在铝框上绕有铜线圈。电表指针固定铁芯在线圈上，可与线圈一起转动，线圈的两端分别接在两个螺旋弹簧上，被测电流经过这两个弹簧流入线圈。蹄形磁铁与铁芯间的磁场可看作是均匀辐射分布的，如图乙所示，无论线圈转到什么位置，线圈平面总与线圈所在磁场甲的方向平行。关于磁电式电表，下列说法不正确的是（　　） A．磁电式电表的原理是通电线圈在磁场中因受安培力而转动 B．改变线圈中电流的方向，指针会反向偏转 C．增加线圈的匝数可以提高电表的灵敏度 D．用塑料框代替铝框，在使用电表时可以使指针更迅速稳定在示数位置上 3．光滑水平面内固定两根平行的长直导线A和B，通以等大反向的电流I1、I2；通有图示方向电流I的短导线C垂直于A、B放在正中间，三者处于同一平面内。释放C，它将（　　） A．沿着水平面向右运动 B．沿着水平面向左运动 C．顺时针转动，同时向B靠近 D．逆时针转动，同时向A靠近 4．一个可以自由运动的线圈和一个固定的线圈互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合，当两线圈通过如图所示的电流时，从左向右看，则线圈将（　　）。 A．不动 B．顺时针转动 C．逆时针转动 D．向纸面内平动 5．如图所示，在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场中，固定一内部真空且内壁光滑的圆柱形薄壁绝缘管道，其轴线与磁场垂直。管道横截面半径为a，长度为l（）。带电粒子束持续以某一速度v沿轴线进入管道，粒子在磁场力作用下经过一段圆弧垂直打到管壁上，与管壁发生弹性碰撞，多次碰撞后从另一端射出，单位时间进入管道的粒子数为n，粒子电荷量为，不计粒子的重力、粒子间的相互作用，下列说法不正确的是（　　）    A．粒子在磁场中运动的圆弧半径为a B．粒子质量为 C．管道内的等效电流为 D．粒子束对管道的平均作用力大小为 6．在城市建设施工中，经常需要确定地下金属管线的位置。如图所示，已知一根金属长直管线平行于水平地面，为探测其具体位置，首先给金属管线通上恒定电流，再用可以测量磁场强弱、方向的仪器进行以下操作：①用测量仪在金属管线附近的水平地面上找到磁感应强度最强的某点，记为a；②在a点附近的地面上，找到与a点磁感应强度相同的若干点，将这些点连成直线EF；③在地面上过a点垂直于EF的直线上，找到磁场方向与地面夹角为45°的b、c两点，测得b、c两点距离为L。由此可确定（　　） A．金属管线在EF正下方，深度为 L B．金属管线在EF正下方，深度为 L C．金属管线的走向垂直于EF，深度为L D．金属管线的走向垂直于EF，深度为L 7．如图所示，竖直平面内有三根轻质细绳，绳1水平，绳2与水平方向成角，O为结点，绳3的下端拴接一质量为m、长度为l的导体棒，棒垂直于纸面静止，整个空间存在竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。现向导体棒通入方向向里、大小由零缓慢增大到的电流，可观察到导体棒缓慢上升到与绳1所处的水平面成角时保持静止。已知重力加速度为g。在此过程中，下列说法正确的是（　　） A．绳1受到的拉力先增大后减小 B．绳2受到的拉力先增大后减小 C．绳3受到的拉力最大值为 D．导体棒中电流的值为 8．如图，在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l.在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零．下列说法正确的是（　　）    A．B0的方向平行于PQ向右 B．导线P的磁场在a点的磁感应强度大小为B0 C．只把导线Q中电流的大小变为2I，a点的磁感应强度大小为B0 D．只把导线P中的电流反向，a点的磁感应强度大小为B0 二、多选题 9．如图所示，甲、乙两图中的磁铁都是固定的，甲图中的通电直导线可以自由运动，且不考虑重力；乙图中导体圆环被一根柔软的绳悬吊在与纸面垂直的位置，且水平条形磁铁的轴线过环心。当通以如图所示的电流时俯视导线和圆环的运动，下列说法正确的是（　　） A．甲图中通电直导线逆时针转动，同时下落 B．甲图中通电直导线顺时针转动，同时上升 C．乙图中导体圆环将靠近磁铁 D．乙图中导体圆环将顺时针转动并远离磁铁 10．如图所示，两根足够长的光滑真金属导轨平行固定在幅角为的绝缘斜面上，两导轨间距为L；导轨上端接入电源和滑动变阻器，电源电动势为E、内阻为r；整个装置处在磁感应强度大小为B、方向垂直导轨的匀强磁场中。调节滑动变阻器滑动头至某一位置，将质量为m的金属棒ab垂直两导轨置于导轨上，ab恰能保持静止，已知重力加速度大小为g，导轨和导体棒的电阻不计，ab与两导轨接触良好，则（　　） A．磁场方向垂直导轨向上 B．流过ab的电流大小为 C．滑动变阻器接入电路的阻值为 D．若减小滑动变阻器的阻值，ab向下运动 11．如图所示，台秤上放一光滑平板，其左端固定一挡板，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导体棒，当导体棒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（　　） A．弹簧长度将变长 B．弹簧长度将变短 C． D． 12．如图，高压输电线上使用“正方形间隔棒”支撑导线、、、，目的是固定导线间距，防止导线相碰．的几何中心为O，当四根导线通有等大同向电流时（　　） A．几何中心O点的磁感应强度不为零 B．几何中心O点的磁感应强度为零 C．对的安培力小于对的安培力 D．所受安培力的方向沿正方形的对角线方向 三、解答题 13．计了如图所示的方案，探究金属杆在磁场中的运动情况，质量分别为2m、m的金属杆P、Q用两根不可伸长的导线相连，形成闭合回路，两根导线的间距和P、Q的长度均为L，仅在Q的运动区域存在磁感应强度大小为B、方向水平向左的匀强磁场。Q在垂直于磁场方向的竖直面内向上运动，P、Q始终保持水平，不计空气阻力、摩擦和导线质量，忽略回路电流产生的磁场。重力加速度为g，当P匀速下降时，求： (1)P所受单根导线拉力的大小； (2)Q中电流的大小。 14．如图所示，间距为1m的平行金属导轨固定在绝缘水平桌面上，导轨左端连接有电动势为E=15V，内阻r=1Ω的电源。质量m=0.5kg的金属棒垂直放在导轨上，导轨处在磁感应强度大小为B=1T的匀强磁场中，磁场与金属棒垂直，方向与导轨平面成θ=53°斜向右上。绕过桌边光滑定滑轮的一根细线，一端系在金属棒的中点，另一端吊着一个重物，拉着金属棒的细线水平且与金属棒垂直，金属棒处于静止状态且刚好不向左滑，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2，金属棒接入电路的电阻R=2Ω，导轨电阻不计，金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ=0.5，sin53°=0.8，cos53°=0.6，求： （1）悬吊重物的质量； （2）保持磁感应强度大小不变，将磁场方向迅速改为竖直向上，则磁场方向改为竖直向上的一瞬间，重物的加速度（不考虑电磁感应现象）。 15．如图所示，宽为的光滑导轨与水平面成角，质量为、长也为的金属杆水平放置在导轨上，电源电动势，内阻，金属杆电阻为，轨道电阻不计。金属杆与导轨垂直且接触良好。空间存在着竖直向上的匀强磁场（图中未画出），当电阻箱的电阻调为时，金属杆恰好能静止。取重力加速度大小，，，求： （1）磁感应强度B的大小； （2）保持其他条件不变，当电阻箱的电阻调为时，闭合开关S，同时由静止释放金属杆，求此时金属杆的加速度。 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C D A B C A D C AC AC 题号 11 12 答案 BC BD 1．C 根据平衡条件得 解得 故选C。 2．D A．磁电式电流表的内部，在蹄形磁铁的两极间有一个可以绕轴转动的线圈，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，当电流通过线圈时，线圈在安培力的作用下转动，故A正确，不符合题意； B．改变线圈中电流的方向，线圈受力方向相反，指针会反向偏转，故B正确，不符合题意； C．线圈匝数越多，受到的安培力合力越大，越容易转动，可以提高电流表的灵敏度；故C正确，不符合题意； D．用铝框做骨架，当线圈在磁场中转动时，导致铝框的磁通量变化，从而产生感应电流，出现安培阻力，使其很快停止摆动。而塑料做骨架达不到此作用，故D错误，符合题意。 故选D。 3．A 根据安培定则可知，AB两条平行导线间的磁场方向垂直纸面向外，根据左手定则可知，直导线C受安培力水平向右，则将沿水平面向右运动。 故选A。 4．B 根据安培定则可以判断出线圈L2在L1所在平面上产生的磁场方向竖直向上，根据左手定则可以分析出L1最上方所受安培力垂直纸面向外，最下方所受安培力垂直纸面向内，则从左向右看，线圈L1将顺时针转动。 故选B。 5．C A．带正电的粒子沿轴线射入，然后垂直打到管壁上，可知粒子运动的圆弧半径为 r=a 故A正确，不符合题意； B．根据 可得粒子的质量 故B正确，不符合题意； C．管道内的等效电流为 单位体积内电荷数为 则 故C错误，符合题意； D．由动量定理可得 粒子束对管道的平均作用力大小 联立解得 故D正确，不符合题意。 故选C。 6．A 用测量仪在金属管线附近的水平地面上找到磁感应强度最强的某点，记为a，说明a点离电流最近；找到与a点磁感应强度相同的若干点，将这些点连成直线EF，故说明这些点均离电流最近，根据电流应该平行EF；画出侧视图，如图所示 b、c间距为L，且磁场方向与地面夹角为45°，故金属管线在EF正下方，深度为。 故选A。 7．D AB．对整体分析，重力大小和方向不变，绳1、2弹力方向不变，根据左手定则，安培力水平向右逐渐增大，有平衡条件得 水平方向 竖直方向 电流逐渐变大，则增大、不变，故AB错误； C．当电流增大到时，安培力与重力的合力最大，即绳3的拉力最大 最大值为 故C错误； D．对导体棒受力分析得 得 故D正确。 故选D。 8．C A．   在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，根据安培定则及矢量叠加原理可知它们在a点处产生的合磁感应强度方向平行于PQ向右，设大小为B1，如图所示，由于a点处的合磁感应强度为零，由此可知外加的磁场B0方向平行于PQ向左，故A错误； B．且 设导线P、Q在a点处产生的磁感应强度分别为BP、BQ，则 根据几何关系有 解得 故B错误； C．只把导线Q中电流的大小变为2I，则导线Q在a点产生的磁感应强度方向不变，大小变为 由几何知识结合矢量叠加原理，求得a点处磁感应强度大小为 故C正确； D．当导线P中的电流反向，    其他条件不变，则导线P在a处产生的磁感应强度大小不变，但方向反向，可求得两导线在a处的合磁场大小为 方向竖直向上，如图所示，因外加的磁场方向与PQ平行，且由Q指向P，最后由矢量的合成法则，可得a点处磁感应强度的大小为 故D错误。 故选C。 9．AC 用特殊位置法，取导线逆时针转过的特殊位置来分析，如图（a）所示，根据左手定则判断安培力方向向下，故导线在逆时针转动的同时向下运动，故选项A正确，B错误；由右手定则根据电流方向可判断出左侧为S极，右侧为N极，如图（b）所示，所以导体圆环将靠近磁铁，故选项C正确，D错误。 10．AC A．由于金属棒ab恰能保持静止，根据受力平衡可知，安培力方向应斜向上，由图可知金属棒ab的电流方向为b到a，根据左手定则，磁场方向应该垂直导轨向上，故A正确； B．根据受力平衡可知 解得 故B错误； C．设滑动变阻器接入电阻为R，根据闭合回路欧姆定律得 解得 故C正确； D．若减小滑动变阻器的阻值，电路电流增大，因此导体棒ab受到的安培力增大，由于安培力方向为斜向上，因此ab会向上运动，故D错误。 故选AC。 11．BC 导体棒所处的磁场是由磁铁产生的，磁场方向指向右上方，如图甲 根据左手定则可知，导体棒受到的安培力方向指向右下方，根据牛顿第三定律知，磁铁受到导体棒的作用力指向左上方，设为，对条形磁铁受力分析，如图乙，由于有水平向左的分力和竖直向上的分力，可知弹簧长度变短，台秤对条形磁铁的支持力减小，故台秤示数 故AD错误 ，BC正确。 故选BC。 12．BD AB．因四条导线中的电流大小相等，O点与四条导线的距离均相等，由安培定则和对称性可知，L1在O点的磁感应强度与L3在O点的磁感应强度等大反向，L2在O点的磁感应强度与L4在O点的磁感应强度等大反向，所以四条导线在O点的磁感应强度等于0，故A错误，B正确； C．L2相比L3，离L1更近些，处于L1较强的磁场区域，由安培力大小与B成正比可知，对的安培力大于对的安培力，故C错误； D．根据“同向电流吸引，反向电流排斥”的推论可知，L1受其余三条导线的吸引力分别指向三条导线，根据对称性，L2与L4对L1的安培力大小相等，所以两者合力指向ac方向，再与L3对L1的安培力（沿ac方向）合成，总安培力方向沿正方形的对角线方向，故D正确。 故选BD。 13．(1) (2) （1）由P匀速下降可知，P处于平衡状态，所受合力为0，设导线的拉力大小为T，对P有，解得。 （2）设Q所受安培力大小为F，对P、Q整体受力分析，有，又 解得。 14．（1） 0.3kg；（2）0 （1）根据闭合电路欧姆定律可得通过金属棒的电流大小为     因为金属棒恰好不向左滑动，所以其所受最大静摩擦力方向向右，对金属棒根据平衡条件可得         由题意可知     对重物根据平衡条件可得     联立以上五式解得 M=0.3kg    （2）将磁场方向迅速改为竖直向上后，金属棒受到的安培力方向变为水平向左，大小为 =5N 因为 所以金属棒的加速度为0。 15．（1）；（2），方向沿斜面向上 （1）由安培力公式和平衡条件可得 由闭合电路欧姆定律得 解得 （2）由牛顿第二定律和闭合电路欧姆定律有 解得 方向沿斜面向上。 学科网（北京）股份有限公司 $