第1章 第2节 第1课时 通电导线在磁场中的平衡与运动-【学霸黑白题】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册（教科版）

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 选D. 压轴挑战 4.B解析：A.导体棒αb向右运动进入半圆轨道，由左手定则 可知，磁场方向竖直向下，故A错误；B.由题意可得mg= 弧，。，可得E=5V,故B正确：CD.安培力做功等于 能的变化，所以机械能最大时，安培力做功最大，由 BILRsin0=E机0=E机可知，安培力做功最大时，导体棒与圆 心的连线与竖直方向的夹角0=90°，此时导体棒与半圆导轨 圆心等高，由BILRsin90°=mgR(1-cos90)+Ek,可得E=0, 所以导体棒不能越过半圆导轨圆心等高处继续运动，故 CD错误故选B. 白题基础过关练 第2课时安培力的应用 1.B2.C3.B 4.AC解析：AB.根据右手螺旋定则可知，MN、PQ间有竖直向 上的磁场，但通电直导线产生的磁场为环形磁场，离导线越 远磁场越弱，故不是匀强磁场；沿导轨方向磁场不变，且 PBAM中电流恒定，导轨间距不变，由F=BL可知安培力大 小不变，由牛顿第二定律F=ma可知加速度不变，由v=at可 知弹射车的速度与运动的时间成正比，A正确，B错误；C当 电流方向沿MABP时，根据右手螺旋定则可知导轨之间产生 竖直向下的磁场，结合左手定则可知电磁弹射车所受安培力 方向依然向右，故电流的方向不改变电磁弹射车所受安培力 的方向，即电磁弹射系统能够正常工作，C正确：D.安培力 F=BL,当电流增大时，磁感应强度也增大，故弹射车所受的 安培力与电流的大小不是正比关系，D错误故选AC 黑题应用提优练 第2课时安培力的应用 1.ABC解析：AB.假设磁铁下端为N极，上端为S极，则线框 周围的磁感线向上，一定会有垂直导线向上的分量，由于线 框的下端靠近磁极，根据电池正负极画出电流的方向如图， 根据左手定则判断安培力的方向如图，说明线框从上向下 看，逆时针转动； F安 线框中有电流，就能够转动，所以导线框下面两端P、Q有一 端与磁铁表面不接触，线框中也有电流，能够转动：改变磁场 的方向，根据上述原理可知线框转动的方向改变，故AB正 确；C.电池的输出功率一部分转化为线圈转动的机械功率， 一部分用于电阻产生热量，故C正确：D.线框从静止开始旋 转达到稳定的过程中，导线框切割磁感线会产生反电动势， 电流会减小，故D错误.故选ABC 2.D解析：A.炮弹受安培力向右，由左手定则可知，匀强磁场 的方向竖直向上，选项A错误；B.由动能定理F= 2mw2,解 参考答案与解析 得金属框架受到的安培力大小为F=%,透项B错误：C.根 据安培力F=BL,可得通过金属框架的电流为I=m B,选项 C错误；D.根据E=I(R+r),可知电源的电动势为E= m(R+r,选项D正确.故选D. 2sBL 压轴挑战 3.D解析：A.要使电流表正常工作，金属杆应向下移动，所受 的安培力应向下，由左手定则知金属杆中的电流方向应从M 至N,故A正确，不符合题意；B.当该电流表的示数为零 时，MN与ab边重合，弹簧的弹力与杆的重力平衡，弹簧处于 伸长状态，故B正确，不符合题意；C.设当电流表示数为零 时，弹簧的伸长量为xo,由平衡条件得mg=k·o,解得x。= 学，当电流为1时，安培力为F段=8肌，静止时弹簧伸长量 F生_BLx1,故 的增加量为x,根据胡克定律F=c,得△x= 该电流表的刻度是均匀；当x=L2,则有B1L1=L2,得I= ,故C正确，D错误，本题选错误的，故选D 第3节洛伦兹力 白题基础过关练第1课时磁场对运动电荷的作用力 1.D2.C3.D 4(咖(2)坠 (3)0(4)Bqw 5.C 6.D解析：线框受到竖直向下的重力、竖直向上的安培力和 弹力，则有Mg=F+F,而线框中的安培力是由L个电子受 Mg-F 到的洛伦兹力的合力，所以F=nLF洛，解得F路= nL, 故ABC错误，D正确.故选D. 7.C 8.C解析：由安培定则知螺线管上端为S极，下端为N极， 两个螺线管在0点磁场方向均向上，合磁场方向仍向上，电 子束射向纸内，将向左偏转，故C选项正确。 9.C解析：判定通电直导线产生的环形磁场的方向应使用安 培定则，即四指的指向为磁场的方向，知通电导线的位置和 电流方向变化前后，在示波管区域磁场的方向都垂直纸面向 里，且越靠近导线磁场强度越大，如图所示，则根据左手定 侧，电子束在导线平移前后都受到竖直向下的洛伦兹力，但 平移前电子在靠近通电导线，磁感应强度增大，而平移后电 子在远离通电导线，磁感应强度减小，由F=qB,知洛伦兹力 减小，因此平移后电子束竖直向下偏转的距离达不到原来的 距离，所以电子束将打在荧光屏的MO'之间的某个点，洛伦 兹力始终与速度方向垂直，不做功，所以速度大小不变，故 黑白题03第2节 白题基础过关练 第1课时通电导线 题型1通电导体在磁场中的运动 1.(2023·宁夏中卫中学期末)如图所示，在条 形磁体S极附近悬挂一个线圈，线圈与水平磁 体位于同一平面内，当线圈中电流沿图示方 向流动时，将会出现 A.线圈向磁体平移 B.线圈远离磁体平移 C.从上往下看，线圈顺时针转动， 同时靠近磁体 D.从上往下看，线圈逆时针转动，同时靠近 磁体 2.（2023·浙江宁波期中)如图所 示，两个完全相同的轻质铝环a b能在一个光滑的绝缘圆柱体上自由移动，设 大小不同的电流按如图所示的方向通入两个 铝环中，则两个铝环 ( A.均静止不动 B.彼此靠近，两环加速度逐渐变小 C.彼此靠近，两环速度大小相同 D.彼此远离，两环加速度大小相同 3.(2023·广东惠州质检)（多选）如图所示为某 科技爱好者设计的电磁炮模型示意图，水平 发射轨道宽1m,轨道间有磁感应强度为1× 103T、方向竖直向上的匀强磁场，炮弹（含相 关附件)总质量为0.5kg,当电路中通20A的 恒定电流时，炮弹从轨道左端开始加速，然后 从轨道右端发射出去.忽略一切阻力，则 B↑ 炮弹护发射方向 平行轨道 A.电流从a端流入b端流出 B.电流从b端流人a端流出 C.炮弹的加速度大小为1×104m/s2 D.炮弹的加速度大小为4×104m/s2 选择性必修第二册·JK 培力的应用 磁场中的平衡与运动 限时：15min 题型2通电导体在磁场中的平衡 4.(2022·安徽毫州期中)》 (多选)一质量为m的 通电导体棒ab置于倾 角为0的导轨上，如图 所示.已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为 ,在选项图的各种磁场中，导体棒均静止，则 导体棒与导轨间一定存在摩擦力的是（)》 ,B↑ B A D 5.（2023·湖北武汉质检)在方向竖直向上、磁 感应强度大小为B的匀强磁场中，当金属棒 中通以恒定电流【、金属棒静止时，两细线偏 离竖直方向的偏角均为0，如图所示.已知金属 棒ab的质量为m、长度为L,重力加速度大小 为g,则恒定电流1的大小和方向为 A.mgtan BL ',从a到b B.mgtan BL 9,从b到a C.mg(1-cos 0) 从a到b BLsin 0 D.mg(1-cos 0) BLsin 0 从6到a 6.(2023·辽宁朝阳期末)如图所××× 示，圆形硬质金属导线M-xM个a a-N-b-M固定于水平桌面上， 导线平面与匀强磁场方向垂直，圆弧MaN的 长度为圆周长的4，触头M、N与直流电源两 端相接.已知圆弧导线MaN受到的安培力大 小为2F,则圆弧导线MbN因为安培力作用而 受到的附加张力大小为 黑白题004 黑题应用提优练量 第1课时通电导线 1.（2022·浙江百校期初联考)磁铁在弹簧的作 用下置于粗糙的斜面上，极性如图所示，在磁 铁的中垂线某一位置放置一根通电导线.电流 方向垂直于纸面向外，目前弹簧处于压缩状 态，磁铁保持静止，则 ( ) A.磁铁受到的导线的力垂直于斜面向下 B.若增大通电导线的电流，则磁铁与斜面的 摩擦力就会增加 C.若撤去通电导线磁铁会沿斜面向下运动 D.若通电导线沿磁铁的中垂线远离磁铁，磁 铁受到的摩擦力不变 ⊙ S 图1 图2 (第1题) (第2题) 2.(2023·浙江温州模拟)安培在研究电流之间 的相互作用时，用一根硬导线弯成如图1形状 的线圈，该线圈是由两个形状和大小相同、但 电流方向相反的平面回路组成的一个整体， 线圈的端点A、B通过水银槽和固定支架相 连，这样，线圈既可通入电流，又可自由转动， 被称为无定向秤.则通电后 () A.当处于非匀强磁场中，线圈可能会发生 转动 B.当处于平行线圈平面的匀强磁场中，线圈 可能会发生转动 C.当处于垂直线圈平面的匀强磁场中，线圈 可能会发生转动 D.将如图2那样的通电硬导线靠近该秤，线 圈可能会发生转动 3.(2023·河北石家庄二中期末)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60°角，0为结点，绳3的下端拴接 第一章 磁场中的平衡与运动 限时：20min 一质量为m、长度为l的导 体棒，棒垂直于纸面静止， 060° 整个空间存在竖直向上、 30 磁感应强度大小为B的匀 3 强磁场.现向导体棒通人 & 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30°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3mg D.导体棒中电流，的值为3m3 IB 压轴挑战 4.（2023·广东广州七中期 中)如图所示，水平放置的 光滑平行金属导轨，左端 E 与一电源相连，右端与竖 直光滑半圆导轨相接，整个导轨处于竖直方 向的匀强磁场中，一根导体棒ab垂直导轨 放置于半圆轨道底部.已知磁场的磁感应强 度B=0.5T,导轨宽度为20cm,导轨电阻不 计，半圆的半径也为20cm,导体棒的质 量m=50g、电阻R=12,电源内阻不计.当 闭合开关$后，导体棒沿圆弧运动.导体棒速 度最大时，导体棒与圆心的连线与竖直方向 的夹角0=45°，若不考虑导体棒的感应电动 势对电路的影响，则 A.磁场方向竖直向上 B.电源的电动势E=5V C.导体棒速度最大时机械能也最大 D.导体棒将越过半圆导轨圆心等高处继续 运动 进阶突破拔高练P01 黑白题005