课时跟踪检测(一) 磁场对通电导线的作用力（Word练习）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册（人教版 江苏专用）

课时跟踪检测(一)　磁场对通电导线的作用力 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·淮安高二检测)对磁感应强度的理解,下列说法正确的是 (　　) A.磁感应强度的方向跟放入磁场中的通电导线所受安培力的方向相同 B.磁感应强度的方向跟放入磁场中的通电导线的电流方向有关 C.一小段通电导线在磁感应强度为零处,一定不受安培力作用 D.一小段通电导线在某处不受安培力作用,该处的磁感应强度一定为零 3.两根互相平行的通电直导线P、Q的横截面如图所示,电流方向已在图中标出,则导线P中的电流产生磁场的磁感线环绕方向和导线Q所受的安培力方向分别为 (　　) A.逆时针,向上 B.逆时针,向下 C.顺时针,向上 D.顺时针,向下 4.(2025·苏州高二检测)如图所示,通以恒定电流I的Λ形导线abc放置在磁感应强度大小为B、方向水平向右的匀强磁场中。已知导线abc组成的平面与磁场方向平行,导线的ab、bc段的长度均为l,两段导线间的夹角为90°,且两段导线与磁场方向的夹角均为45°,则导线abc受到的安培力为 (　　) A.0 B.BIl C.BIl D.2BIl 5.(2023·江苏高考)如图所示,匀强磁场的磁感应强度为B。L形导线通以恒定电流I,放置在磁场中。已知ab边长为2l,与磁场方向垂直,bc边长为l,与磁场方向平行。该导线受到的安培力为 (　　) A.0 B.BIl C.2BIl D.BIl 6.(2025·兴化阶段练习)如图所示,两通电长直导线垂直纸面放置,它们的电流大小相等、方向均垂直于纸面向里,菱形abcd的对角线ac与两导线垂直相交,菱形的中心O点到两导线的距离相等。则下列说法正确的是 (　　) A.O点的磁感应强度大于零 B.a点与c点的磁感应强度大小相等、方向相同 C.Ob上各点的磁感应强度方向相同 D.若在d点放入一个电流垂直纸面向里的通电导线(图中未画出),它受到的安培力方向沿dO向上 7.如图所示为演示平行电流之间的作用力的实验装置的电路简图。M和N为两根平行放置的导体棒,S2为单刀双掷开关,下列说法正确的是 (　　) A.闭合S1,S2接a,M、N相互吸引 B.闭合S1,S2接b,M、N相互吸引 C.断开S1,S2接a,M、N相互吸引 D.断开S1,S2接b,M、N相互吸引 8.如图甲所示是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,线圈匝数为n,面积为S,线圈a、b两边导线长均为l,所在处的磁感应强度大小均为B,当线圈中通电流I时,a、b边所受安培力F方向如图乙所示。则 (　　) A.该辐向磁场是匀强磁场 B.穿过线圈的磁通量为BS C.转动过程中安培力F大小总为nBIl D.线圈a边导线电流方向垂直纸面向外 9.(2025·连云港高二质检)如图所示,等边三角形ABC的三个顶点上均固定了垂直纸面的长直导线,A、B两点处长直导线中的电流大小均为I,B点处长直导线中电流方向垂直纸面向里,A点处长直导线中电流方向垂直纸面向外。已知A点处长直导线受到的安培力水平向右,则C点处长直导线中电流方向和大小是 (　　) A.垂直纸面向里,小于I B.垂直纸面向里,大于I C.垂直纸面向外,等于I D.垂直纸面向外,大于I 10.(2025·南通高二调研)如图所示,由三根电阻相同的导体连接而成的正三角形线框abc固定在匀强磁场中,线 框所在平面与磁场方向垂直,a、b分别与直流电源两端相接。若导体ab受到的安培力大小为F1,导体ac受到的安培力大小为F2,导体acb受到的安培力大小为F3,正三角形abc受到的安培力大小为F4,则下列判断正确的是 (　　) A.F1=F2 B.F4=0 C.F4=1.5F1 D.F4=2F1 11.(2025·宿迁高二月考)如图所示的等腰直角三角形abc,顶点a、b、c分别水平固定长度均为L、电流均为I0的直导线,b、c两导线中电流方向均垂直纸面向里,a导线中电流方向垂直纸面向外,已知通电直导线在其周围空间产生的磁感应强度大小为B=,I为直导线中的电流,r为某点到直导线的距离,导线b在a点产生的磁感应强度大小为B0,则下列说法正确的是 (　　) A.导线a所受的安培力大小为B0I0L,方向水平向左 B.导线c所受的安培力大小为B0I0L,方向水平向左 C.欲使导线c所受的安培力为零,应加一方向竖直向下、磁感应强度大小为B0的匀强磁场 D.欲使导线a所受的安培力为零,应加一方向竖直向下、磁感应强度大小为B0的匀强磁场 12.(7分)赤道上的地磁场可视为由南向北的水平匀强磁场,磁感应强度B=5.0×10-5 T。假设赤道上有一根沿东西方向放置的直导线,长L=2.0 m,通有方向由东向西、大小I=10 A的电流。 (1)判断导线所受安培力方向是竖直向上还是竖直向下;(2分) (2)求导线所受安培力的大小;(3分) (3)如果将上述通电导线沿南北方向放置,则导线所受安培力大小为多少?(2分) 13.(9分)如图所示为电流天平,它的左、右两臂等长,可以用来测量匀强磁场的磁感应强度。它的右臂挂着矩形线圈,匝数为n,线圈的水平边长为l,处于匀强磁场内,磁感应强度B的方向与线圈平面垂直。当线圈中通过电流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m的砝码,才能使两臂再达到新的平衡。重力加速度g取10 m/s2。 (1)推导出用n、m、l、I、g计算B的表达式;(6分) (2)当n=9、l=10.0 cm、I=0.10 A、m=8.78 g 时,磁感应强度是多大?(保留两位有效数字)(3分) 1 / 5 学科网（北京）股份有限公司 配套检测卷答案 课时跟踪检测(一) 1．选B　通电导线受安培力时，安培力F与磁感应强度B的方向和电流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．选C　磁感应强度的方向跟放入磁场中的通电导线所受安培力的方向垂直，选项A错误；磁感应强度的方向由磁场本身决定，跟放入磁场中的通电导线的电流方向无关，选项B错误；一小段通电导线在磁感应强度为零处，一定不受安培力作用，选项C正确；一小段通电导线在某处不受安培力作用，可能是电流方向与磁场方向平行，而该处的磁感应强度不一定为零，选项D错误。 3．选A　根据右手螺旋定则可知导线P中电流产生的磁场为逆时针方向，根据左手定则可知导线Q所受的安培力方向向上，故A正确。 4．选A　导线abc的有效长度为线段ac，因线段ac与磁感应强度B平行，故导线abc所受安培力为0。故选A。 5．选C　bc段与磁场方向平行，不受安培力；ab段与磁场方向垂直，所受安培力为Fab＝BI·2l＝2BIl，则该导线受到的安培力为2BIl。故选C。 6．选C　根据右手螺旋定则可知，右边通电导线在O点产生的磁感应强度大小为B1、方向向上，左边通电导线在O点产生的磁感应强度大小为B1、方向向下，故O点的磁感应强度大小为零，故A错误；根据右手螺旋定则和磁场的叠加可知，a点与c点的磁感应强度大小相等，a点的磁感应强度方向向下，c点的磁感应强度方向向上，故B错误；根据右手螺旋定则和磁场的叠加可知，Ob上各点的磁感应强度方向均向左，故C正确；右边通电导线在d点产生的磁感应强度大小为B2、方向向右上方，左边通电导线在d点产生的磁感应强度大小为B2、方向向右下方，d点的磁感应强度方向向右，若在d点放入一个电流垂直纸面向里的通电导线，由左手定则可知它受到的安培力方向沿dO向下，故D错误。 7．选A　闭合S1，S2接a，则两导体棒中电流方向相同，M、N表现为相互吸引，故A正确；闭合S1，S2接b，两导体棒被短路，则导体棒中无电流通过，M、N间无吸引力，故B错误；断开S1，S2接a，导体棒N中无电流通过，M、N间无吸引力，故C错误；断开S1，S2接b，则两导体棒串联，电流方向相反，M、N表现为相互排斥，故D错误。 8．选C　匀强磁场的磁感线处处平行，而辐向磁场的磁感线不平行，所以不是匀强磁场，故A错误；由题图乙根据对称性可知，穿过线圈的磁通量为零，故B错误；根据安培力公式可得，转动过程中安培力大小为F＝nBIl，故C正确；根据左手定则可知，线圈a边导线电流方向为垂直纸面向里，故D错误。 9．选C　根据“同向电流互相吸引，反向电流互相排斥”可知，B点处直导线与A点处直导线互相排斥，对A点处直导线受力分析如图所示，由几何关系可知FCA＝FBA，则C点处长直导线中电流大小等于I，方向垂直纸面向外，故选C。 10．选C　设干路中的电流为I，正三角形线框abc边长为l，由电阻定律R＝ρ可知＝，由欧姆定律R＝可知＝，则Iacb＝I，Iab＝I，所以导体ab受到的安培力大小为F1＝BIl，导体ac受到的安培力大小为F2＝BIl，导体acb受到的安培力大小为F3＝2×BIlcos 60°＝BIl，正三角形abc受到的安培力大小为F4＝Facb＋Fab＝BIl，故F1＝2F2，F4＝1.5F1，故选C。 11．选D　由于导线a到导线b和导线c的距离相等，则导线b、c在a处产生的磁感应强度大小相等，由安培定则可知，导线b、c在a处产生的磁感应强度如图1所示，由平行四边形定则可知a处的磁感应强度大小为Ba＝B0，则导线a所受的安培力大小为Fa＝B0I0L，由左手定则可知安培力的方向水平向左，A错误； 欲使导线a所受的安培力为零，则应使a处的磁感应强度为零，则应加一方向竖直向下、磁感应强度大小为B0 的匀强磁场，D正确。同理可知导线a、b在c处产生的磁感应强度如图2所示，由平行四边形定则可知c处的磁感应强度大小为Bc＝B0，则导线c所受的安培力大小为Fc＝B0I0L，由左手定则可知安培力的方向水平向右，B错误；欲使导线c所受的安培力为零，则应使c处的磁感应强度为零，则应加一方向竖直向下、磁感应强度大小为B0的匀强磁场，C错误。 12．解析：(1)由左手定则可知，导线所受安培力的方向为竖直向下。 (2)由安培力公式得F＝BIL＝5.0×10－5×10×2.0 N＝1.0×10－3 N。 (3)因通电导线与磁场方向平行，所以导线所受安培力大小为0。 答案：(1)竖直向下　(2)1.0×10－3 N　(3)0 13．解析：(1)设电流方向未改变时，等臂天平的左盘内砝码的质量为m1，右盘内砝码和线圈的总质量为m2，则由等臂天平的平衡条件， 有m1g＝m2g－nBIl， 电流方向改变后，同理可得(m＋m1)g＝m2g＋nBIl， 两式联立解得B＝。 (2)将n＝9、l＝10.0 cm、I＝0.10 A、m＝8.78 g代入B＝，解得B≈0.49 T。 答案：(1)B＝　(2)0.49 T $