课时测评1 安培力-【金版新学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册同步课堂高效讲义配套练习（教科版）

课时测评1　安培力 (时间：30分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－8题，每题5分，共40分) 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 答案：B 解析：安培力F总是与磁感应强度B和电流I决定的平面垂直，即F一定垂直B、I，但B与I可以垂直，也可以不垂直，故A、C、D错误，B正确。 2．(2025·浙江衢州联考期末)某型号电磁推进试验舰艇如图甲所示。舰艇沿海平面截面图如图乙所示，与海水接触的两侧壁M和N分别连接舰艇内电源的正极和负极，舰艇内超导体在M、N间产生强磁场，使M、N间海水受到水平向左的安培力作用被推出，舰艇因此前进，则所加磁场的方向为 (　　) A．垂直于纸面向外 B．垂直于纸面向里 C．水平向左 D．水平向右 答案：A 解析：两侧壁M和N分别连接舰艇内电源的正极和负极，可知电流方向由M到N，M、N间海水受到水平向左的安培力作用，根据左手定则可知，所加磁场的方向为垂直于纸面向外，故选A。 3．(2025·广东深圳期末)如图所示，将一轻质矩形弹性软线圈ABCD中A、B、C、D、E、F六点固定，E、F为AD、BC边的中点。一不易形变的长直导线在E、F两点处固定，现将矩形绝缘软线圈中通入电流I1，直导线中通入电流I2，已知I1≪I2，长直导线和线圈彼此绝缘。则稳定后软线圈大致的形状可能是(　　) 答案：B 解析：由安培定则可知，通电直导线左侧磁场垂直于纸面向外，右侧磁场垂直于纸面向里，软线圈的各段的形变方向为其受到的安培力方向，故而由左手定则可判断题图B正确，故选B。 4．(2025·四川雅安高二校考期末)如图，两根水平放置的导轨(电阻不计)左端连电源，其电动势E＝3 V、内阻r＝1 Ω。导轨AB与CD相距为d＝ m，导轨上固定的金属棒MN与导轨夹角为θ＝60°，其接入电路的电阻R＝2 Ω，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小B＝0.2 T，则棒MN所受安培力的大小和方向分别是(　　) A．大小为0.4 N，方向水平向右 B．大小为 N，方向水平向右 C．大小为0.4 N，方向垂直于MN斜向右 D．大小为 N，方向垂直于MN斜向右 答案：C 解析：通过MN的电流为I＝＝1 A，MN所受安培力的大小为F＝I··B＝0.4 N，根据左手定则可知MN所受安培力方向为垂直于MN斜向右，故选C。 5．(2025·广东东莞高二期中)正方形线框LMNP由四段相同的导体棒a、b、c、d连接而成，固定于垂直线框平面向里的匀强磁场中(图中未画出)，线框顶点L、P与直流电源两端相接。已知导体棒d受到的安培力大小为F，下列说法正确的是(　　) A．导体棒a、b、c中的电流与导体棒d中的电流相等 B．导体棒a受到的安培力大小为F C．导体棒a、b、c受到的安培力大小为3F D．线框LMNP受到的安培力大小为F 答案：D 解析：导体棒a、b、c的电阻之和是d的电阻的3倍，并联电压相等，所以电流不相等，故A错误；根据U＝IR可知，a、b、c的电流是d的，根据F＝ILB可知，导体棒a、b、c受到的安培力大小为，故B、C错误；根据左手定则可知，a、b、c受到的安培力与d受到的安培力方向相同，线框LMNP受到的安培力大小为F，故D正确。 6．如图所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度，下列各选项所示的载流线圈匝数相同，边长MN相等，将它们分别挂在天平的右臂下方，线圈中通有大小相同的电流，天平处于平衡状态，若磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是 (　　) 答案：A 解析：由题知，当处于磁场中的导体的有效长度越长，磁场发生微小变化时，安培力变化量越大，越容易失去平衡，结合各选项图知，题图A中导体的有效长度最长，改变磁感应强度时对安培力的影响最大，故A正确。 7．如图所示，AC是一个用长为L的导线弯成的以O为圆心的四分之一圆弧，将其放置在与平面AOC垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中。当在该导线中通过由C到A、大小为I的恒定电流时，该导线受到的安培力的大小和方向是(　　) A．ILB，平行于OC向左 B．，平行于OC向右 C．，垂直A、C的连线指向左下方 D．2ILB，垂直A、C的连线指向左下方 答案：C 解析：由于四分之一圆弧的长度为L＝，即R＝，AC的有效长度为l＝R＝，所受安培力为FA＝IlB＝，由左手定则判断方向为垂直A、C的连线指向左下方，因此C正确。 8．如图甲所示，有三根绝缘超高压输电线缆平行且间距相等，截面图如图乙所示，上方两根输电线缆A、B圆心连线水平。某时刻A中电流方向垂直于纸面向外、B中电流方向垂直于纸面向里，A、B中电流大小均为I，C中电流方向垂直于纸面向外，电流大小为2I，则(　　) A．B、C输电线缆相互吸引 B．输电线缆A、B圆心连线中点处的磁感应强度方向竖直向上 C．正三角形中心O处的磁感应强度方向水平向左 D．输电线缆A所受安培力方向垂直线缆A、B圆心连线向下 答案：D 解析：由于B、C输电线缆通入的电流方向相反，所以两线缆相互排斥，故A错误；根据右手螺旋定则可知，A、B输电线缆在A、B圆心连线中点处的磁感应强度方向竖直向上，而C线缆在该处的磁感应强度水平向左，则该点的合磁感应强度方向斜向左上方，故B错误；A输电线缆在O点的磁感应强度方向垂直OA指向右上方，B输电线缆在O点的磁感应强度方向垂直OB指向左上方，根据对称性可知，A、B输电线缆在O处的合磁感应强度方向竖直向上，而C输电线在O点的磁感应强度方向垂直OC水平向左，所以O处合磁感应强度方向应斜向左上方，故C错误；B对A的作用力沿AB水平向左，C对A的作用力沿AC斜向右下，且大小为B对A作用力的2倍，如图所示， 由图可知FACcos 60°＝2FABcos 60°＝FAB，即C对A的作用力在水平方向的分力与B对A的作用力大小相等，方向相反，所以A受到的安培力合力即为C对A的作用力在竖直方向的分量，则输电线缆A所受安培力方向垂直线缆A、B圆心连线向下，故D正确。故选D。 9．(20分)(2025·福建福州岚华中学期末)如图所示，两平行金属导轨间的距离L＝0.4 m，导轨所在的平面与水平面夹角θ＝37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B＝1.0 T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E＝4.5 V、内阻r＝0.5 Ω的直流电源。现把一个质量m＝0.04 kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止，导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0＝2.5 Ω，金属导轨电阻不计，g取10 m/s2。已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求： (1)通过导体棒的电流大小和方向； (2)导体棒受到的安培力和摩擦力； (3)若将磁场方向改为竖直向上，要使导体棒继续保持静止，且不受摩擦力作用，求此时磁感应强度B′的大小。 答案：(1)1. 5 A　方向由b指向a　(2)0.6 N，方向沿导轨向上　0.36 N，方向沿导轨向下　(3)0.5 T 解析：(1)根据闭合电路欧姆定律得I＝＝1.5 A，电流方向由b指向a。 (2)导体棒所受的安培力为F安＝ILB＝0.6 N，由左手定则可知，安培力的方向沿导轨向上； 在沿导轨方向上，导体棒重力的分力F1＝mgsin 37°＝0.24 N 由于F1<F安，则根据平衡条件有F1＋f＝F安，解得f＝0.36 N，方向沿导轨向下。 (3)当磁场的方向改为竖直向上时，根据左手定则，安培力的方向变为水平向右，对导体棒受力分析如图 则有ILB′＝mg tan θ 解得B′＝0.5 T。 学科网（北京）股份有限公司 $