第1章 第1节 安培力-【学霸黑白题】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册（教科版）

第1节 白题基础过关练 题型1安培力的方向 1.(2023·广东汕尾质检)关于通电导线所受安 培力F的方向、磁场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三者必须保持互相垂直 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.(多选)如图所示，将四根通电直导线分别放 在四个匀强磁场中，图中给出了磁感应强度B 的方向、导线中电流I的方向，某同学分别画 出了通电直导线所受磁场力F的方向，其中 正确的是 B A B 3.竖直面内有一易形变的轻质正 方形导线框ABCD,将四角固定 在匀强磁场中.当线框中通有 如图所示的电流时，其形状变 为图中虚线所示，该磁场磁感应强度的方向 可能为 ( A.平行AB边向上B.平行AB边向下 C.垂直线框平面向里D.垂直线框平面向外 题型2安培力的大小 4.如图所示，在匀强磁场中放有下列各种形状的 通电导线，电流强度为I,磁感应强度为B,求 各导线所受到的安培力. A: ,B: ,C: 第一 第一章 磁场对电流的作用 安培力 限时：30min 5.(2022·湖北新高考联考协作体期中)如图所 示，甲、乙、丙、丁四幅图中，平行导轨间距均 为L,回路中电流大小均为I,磁感应强度大小 均为B.甲、乙、丙图中导轨处在水平面内，丁 图中导轨倾斜，倾角为0：甲、乙、丁图中磁场 方向竖直向上，丙图中磁场与水平方向夹角 为0，且与导轨垂直；甲、丙、丁图中导体棒垂 直导轨放置，乙图中导体棒与导轨夹角为0.则 甲、乙、丙、丁四图中导体棒所受安培力的大 小分别为 B A.BIL、BIL、BILsin 0、BIL B.BIL、BIL、BILsin 0、BILcos0 BIL C.BIL、 、BILcos 0、BILcos0 sin 0 BIL D.BIL sin 0 、BILsin 0、BIL 6.如图所示，一段通电的直 导线平行于磁场方向放入 匀强磁场中，导线中的电流方向由左向右.将 导线从图示位置在纸面内转过90°，在此过程 中导线所受安培力的大小 ( A.保持不变 B.由零逐渐增大 C.由最大逐渐减小到零 D.先增大再减小到零 黑白题001 题型3磁电式电流表 7.(2023·安徽百师联盟质检)（多选）如图甲为 实验室里某型号磁电式电流表结构.矩形线圈 匝数为n,电阻为R.矩形线圈处在均匀辐射状 磁场中，如图乙所示，线圈左右两边所在之处 的磁感应强度大小均为B.若线圈受到的安培 力和螺旋弹簧的弹力达到平衡时，指针达到 稳定.下列说法正确的是 指针 铝框 线圈 甲 乙 A.如图甲所示，线圈顺时针转动过程中，穿过 铝框的磁通量减少 B.在线圈转动范围内，线圈所受安培力大小 与电流大小有关，而与所处位置无关 C.通电线圈中的电流越大，电流表指针偏转 角度就越大 D.更换劲度系数更小的螺旋弹簧，可以减小 电流表的灵敏度（吴敏度即 △I 重难聚焦 题型非直导线的安培力分析 8.(2023·江苏南京期末)等边三角形电阻丝 与电源构成如图所示电路，D、E分别是BC、 AC的中点，当线圈处在同一匀强磁场的不 同位置时，线圈所受安培力最小的是（ 选择性必修第二册·JK黑 9.(2023·山西晋城二中质1××× 检)如图所示，纸面内用 B xbx xxb'x 粗细均匀的相同金属导 体弯制成两个相同的正三角形金属框abc和 a'b'c',a'c'边中间断开，用导线连接ca'两点， 并从a端通入大小恒定的电流，从c'端引出 电流，同时放人垂直纸面向里的匀强磁场 中，则 A.a、c两点间与a'c两点间的电压之比为1：1 B.a、c两点间与a'、c'两点间的电压之比为2：3 C.金属框abc和a'b'c'所受的安培力大小之 比为1：1 D.金属框abc和a'b'c'所受的安培力大小之 比为1：3 10.(2022·淅江“山水联盟” 期初)如图，纸面内同一 材料制作的粗细均匀的 正方形金属线框，如图接入电路，电源电动 势恒定，导线及电源内阻不计，整个空间磁 场垂直纸面向里，导线框受安培力F若将 接入点从两侧中点A、B换成对角点M、N, 则导线框受安培力变为多大 A.F B.2F C.√2F D.p 2 11.（2023·内蒙古呼市 二中期末)如图所 E 示，间距为d的水平 导轨接有电源，导轨 上固定三根用同种材料制作的导体棒a、 b、c,导体棒的横截面积均为S,其中b最 短，c弯成了直径与b等长的半圆，导体的 电阻与其长度成正比，导轨电阻不计.现将 装置置于竖直向下的匀强磁场中，接通电 源后，三根导体棒中均有电流通过，则它们 所受安培力的大小关系为 A.F>F=F。 B.F=F>F C.F。=F6=F。 D.F>F>F 白题002 黑题应用提优练 1.水平面有一通有恒定电流的直导 线，电流方向如图所示，导线处于 水平向右的匀强磁场B,中.如果 在该空间再加一个匀强磁场B2,使得导线所 受安培力为零，不考虑导线产生的磁场及地 磁场的影响，则B,的方向可能为 ( 人B: →B A C 2.(2023·安徽滁州联考)如图所示，用一段导 线围成半径为R的圆弧AB,圆弧AB所对应 的圆心角为0=300°，导线中通有顺时针方向 的电流，在导线所在的平面内加某一方向范 围足够大的匀强磁场，此时导线受到的磁场 力最大且方向垂直纸面向外.则下列说法正确 的是 A.磁场方向垂直AB向下 B.若圆弧在纸面内绕O点顺 时针转过30°，安培力变为 原来的 C.若圆弧在纸面内绕0点顺时针转过90°，安 培力的大小不变 D.仅将磁场方向变为垂直纸面向外，磁场力 的大小和方向均发生变化 3.(2023·江西九江十校联考)将一个粗细均匀 的“”形导体环放置在粗糙 绝缘的水平面上，俯视图如图A B 所示，范围足够大的磁感应强 度大小为B的匀强磁场垂直× 水平面向下.导体环的一部分APB为正方形 的三边，另一部分AQB为等边三角形的两边， 将间距为L的A、B两端接入电路并通以从左 向右的电流I,导体环的APB部分和AQB 部分受到的安培力大小之比为 () A.2:5B.2:3C.3:5D.3:2 第一章 限时：20min 4.（2023·重庆西南大附中期末)如图甲所示为 安装在某特高压输电线路上的一个六分导线 间隔棒，图乙为其截面图.间隔棒将6条输电 导线分别固定在一个正六边形的顶点a、b、c d、ef上，O为正六边形的中心.已知通电导线 在周围形成磁场的磁感应强度与电流大小成 正比，与到导线的距离成反比，某瞬时，6条输 电导线中通过垂直纸面向外、大小相等的电 流，其中α导线中的电流对b导线中电流的安 培力大小为F,该时刻 甲 A.O点的磁感应强度方向垂直于cf向下 B.b、c、d、ef处5根导线在a处产生磁场磁感 应强度方向沿a0,由a指向O C.c导线所受安培力方向沿Oc指向c D.a导线所受安培力为2.5F 压轴挑战 5.（2023·湖南益阳模拟)如 图所示，由粗细均匀的金 属导线围成的一个正六边 形线框abcdef,它的六个顶 点均位于一个半径为R的 圆形区域的边界上，be为圆形区域的一条直 径，b上方和下方分别存在方向相反的匀强 磁场，磁场方向垂直于圆形区域，b上方磁 感应强度大小为2B,下方磁感应强度为B. 现给线框接入从a点流入、从f点流出的大 小为【的恒定电流，则金属线框受到的安培 力的大小为 A.BIR 2BIR B. C.BIR D.0 3 3 进阶突破拔高练P01 黑白题003参考答乳 第一章磁场 第1节安培力 白题基础过关练 1.B 2.AD 3.D解析：当线框现状如图中虚线所示时，说明线框所受安 培力均由四周指向外，根据左手定则来判断通电导线所受安 培力方向：四指指向电流方向，大拇指指向安培力方向，则掌 心刚好朝向纸面内，因磁场从掌心穿入，所以该磁场磁感应 强度的方向为垂直线框平面向外，故选D. 4.BILcos a BIL 0 5.D 6.B解析：设电流与磁场的夹角为0，导体棒受到的安培力为 F=BILsin0,其中0从0增大到90°，sin0由0增大到1，故可 知安培力由零逐渐增大，故B正确，ACD错误.故选B. 7.BC 8.C解析：四个电路中的电流I和磁场B都相同，根据F=BL 可知，线圈受安培力的大小主要取决于线圈在磁场中的有效 长度.设三角形边长为a,则A图中有效长度等于三角形的 高，即乙，气。B图中有效长度等于D距离，即。之，C 1 图中有效长度等于B点到B的距离，即L=。,D图中有 ED距离即Ln=。a,即有效长度 即C图受安培力最小.故选C /R·2RY 9.C解析：AB根据题意可得 R+2R 1 U, I.2R =3,AB错误； 金属框c所受的安培力大小为F=B·二+B: BL,金属框a'b'c'所受的安培力大小为F,=BL,所以 ,C正确，D错误故选C 10.C解析：设正方形边长为L,开始时通过线框总电流为I, 则导线框受安培力为F=BL,将接入点从两侧中点A、B换 成对角点M、N,则导线框的电阻不变，电流仍为I,导线框 的等效长度为2L,则导线框受安培力为F'=BI√2L=√2F, 故选C. 11.B解析：设a、b两导体棒的长度分别为L.和L,c导体棒 弯成半圆的直径为d;由于导体棒都与匀强磁场垂直，则a、 b两导体棒所受的安培力大小分别为F。=B1L,F。= BL,=BMd因1，==S,则R.=,L.=BL,-BUS pL..p 参考答案与解析 与解析 对电流的作用 因1s0、s =,则E=Bd=Bd=BS因= d=- pd p πd PS P2S pn则R=B以d=B2 2US US,2BUS -d= pnd ,则R.=R>R,故本题 选B. 黑题应用提优练 1.A解析：B,和B,的合场强大小为零或者方向与电流方向 平行时，导线所受安培力为零，根据矢量合成原理判断，只 有A选项中B,和B2的合场强符合要求，故选A. 2.B解析：A.由左手定则可判断，磁场方向垂直AB向上，A错 误；B由图可知圆弧的有效长度等于圆弧的半径R,原来，圆 弧所受的安培力大小为F=BR,若圆弧绕O点顺时针转过 30°，则磁场与AB连线的夹角为60°，则圆弧所受的安培力 大小为F=BRin60=R,B正确：C,若圆绕O点顺时 针转过90°，磁场与AB平行，则圆弧所受的安培力为零，C错 误；D.仅将磁场方向变为垂直纸面向外，则磁场与AB仍垂 直，圆弧所受的磁场力垂直AB向下，磁场力的大小仍为F= BIR,D错误.故选B. 3.B解析：设匀强磁场的磁感应强度大小为B,“广形导体 环两端接入电路部分有效长度均为L,由电阻定律可知，导 体环两部分的电阻之比为 大由并联电路特点可知 子14-子，导体环的4P8郁分和408部分受到的安培力 大小之比为R:,-号M:号L=2:3,放选B 4.D解析：A.根据安培定则，a、d两条导线在O点的磁感应强 度等大反向，b、e两条导线在O点的磁感应强度等大反 向，c∫两条导线在0点的磁感应强度等大反向，所以0点 的磁感应强度为零，A错误；BD.根据安培定则，b、c、d、ef处 5根导线在α处产生磁场的磁感应强度方向如图所示，设b 在a处产生的磁感应强度大小为B,则f在a处磁感应强度 大小为B,ce在a处磁感应强度大小为日， ，d在a处产生的 3 骏感位强度大小为号，根据磁感应强度的叠加可知，6。 d、ef处5根导线在a处产生磁场的磁感应强度方向垂直于 a0斜向左下，合磁感应强度大小为2.5B,方向垂直a0;根据 左手定则和安培力公式可知，a受安培力方向为沿a0,由a 指向0，大小为2.5F,B错误，D正确；C.同理可得c导线所受 安培力方向沿c0,由c指向0，C错误.故选D. 黑白题01 B 压轴挑战 5.D解析：根据串并联电路的特点可知线框流过af边的电 流：=名，流过abd时边的电流=名 de、ab边受到的安培力同向，斜向左下方，同理bc、gf边受到 的安培力同向，斜向右下方，大小分别为F=F=2B· 名R=古R,Ra=f=B·名R= =石BR,则dk、ab,c,gf边所 受的安培为合力为R=号BR+名BR=BR,方向向下； d边受到的安培力月=2BR-,方向向下， 边受到的安培力F,=B1,xR=58,方向向上， 所以线框受到的合力F=F2-F1-F3=0, D正确，ABC错误.故选D. 第2节安培力的应用 白题基础过关练第1课时通电导线在磁场中的平衡与运动 1.D2.D3.BD 4.CD解析：A.导体棒受到的安培力水平向右，还有重力及导 轨的支持力，没有摩擦力也可以平衡，A错误；B.导体棒受 到的安培力竖直向上，若恰好等于重力，没有导轨的支持力 及摩擦力也可以平衡，B错误：C.导体棒受到的安培力竖直 向下，还有重力及导轨的支持力，若没有摩擦力，不可能处于 平衡状态，则导体棒与导轨间一定存在摩擦力，C正确； D.导体棒受到的安培力水平向左，还有重力及导轨的支持 力，若没有摩擦力，不可能处于平衡状态，则导体棒与导轨间 一定存在摩擦力，D正确.故本题选CD. 5.A解析：根据左手定则结合物体的平衡条件，可知电流的 方向从α到b,以电流方向垂直纸面向外作金属棒受力分析 图如下： F 十mg 安培力大小为F安=BL,而根据平衡条件有Tcos0=mg, Tsin0=F解得1=，放选A 6.B解析：圆弧Mav的长度为圆周长的好，则有圆弧导 选择性必修第二册·JK 线MbN的长度为圆周长的3，因此圆 4 ××米 弧导线MbN的电阻是圆弧导线MaN××××,'× 、0 的3倍，圆弧导线MaN的电阻是圆弧××x× 导线MbN的，倍，两电阻并联，流经圆XMN 弧导线MaN和圆弧导线MbN的电流 与电阻成反比，由解析图可知，圆弧导线MbN受到安培 力ME部分和NF部分安培力大小相等，方向相反，互相平 衡，因此圆弧导线MaN与圆弧导线MbN受到安培力的等效 长度相同，如图所示，由安培力公式的表达式F安=BL,已知 圆弧导线MaN受到安培力大小为2F,则圆弧导线MbN受到 的安培力大小是导线N的了，则有F,=子P,对金属导线 2 受力分析，圆弧导线MbN受到两端的附加张力与安培力平 商，由平衡条作可得尺-罗45=子r,ACD错误，B正 3 确故选B. 黑题应用提优练第1课时通电导线在磁场中的平衡与运动 1.D解析：A.由左手定则可知，导线受力垂直于斜面向下，故 磁铁受到的力垂直于斜面向上，A错误：B.若增大通电导线 的电流，则磁铁与斜面的压力减小，如果磁铁依然静止则摩 擦力不变，如果磁铁向下运动了，则摩擦力会减小，B错误； C.若撤去通电导线，磁铁对斜面的压力更大，最大静摩擦力 增大，磁铁不会沿斜面向下运动，C错误；D.若通电导线沿磁 铁的中垂线远离磁铁，磁铁对斜面的压力增大，最大静摩擦 力增大，磁铁不动，受到的摩擦力不变，D正确.故选D. 2.A解析：B.当处于平行线圈平面的匀强磁场中，这个复杂线 圈可以看成左右两个矩形线圈，而两个线圈的转向相反，作 用力会相互抵消，所以在匀强磁场中不会发生转动，故B错 误：C.当处于垂直线圈平面的匀强磁场中，根据左手定则可 知，线圈各边所受安培力在同一平面内，因此不会发生转动， 故C错误：A.根据以上分析可知，在磁场不垂直于线圈平面 的情况下，若线圈处于非匀强磁场中，则可知线圈各边所受 安培力大小不均衡，线圈将按照所受安培力大的方向转动， 故A正确：D将如图2那样的通电硬导线靠近该秤时，因两 根导线在线圈所处位置产生的磁场方向相反，相互抵消，因 此线圈不会发生转动，故D错误故选A. 3.D解析：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，由平 衡条件得水平方向F1=F2cos60°+B,竖直方向 F2sin60°=mg,电流逐渐变大，则F1增大、F2不变，故AB错 误；C.当电流增大到1。时，安培力与重力的合力最大，即绳3 的拉力最大sin30°=S,最大值为F,=2mg,故C错误；D.对 F 导体棒受力分折得伽0”器得6=，故D正确故 黑白题02