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

第一章安培力与洛伦兹力 第1节 磁场对通电导线的作用力 第1课时安培力 白题 基础过关 限时：30min 题型1安培力的方向 通有相同的电流I.则下列关于导体棒所受安 1.(2024·重庆江津期中)通电导线在磁场中受 培力的选项正确的是 到的力称为安培力，下列关于安培力的说法 ×××BX B· 正确的是 ( X×⑧×x 。T。 A.安培力的方向、电流的方向、磁场的方向可 ×××× 能在同一平面内 甲 B.当磁感应强度的方向与通电导线的方向平 ×× 行时，导线受到的安培力为零 60 C.电流大小发生改变，安培力大小一定发生改变 130° ××B D.磁感应强度的方向发生改变，安培力的大 丙 小一定发生改变 ①fw=0:2F,=0,F.L,④= -BIL 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 A.①③B.①④C.②③ D.②④ 的方向、导线中电流I的方向，某同学分别画 5.如图所示，一段通电的直导线平行于磁场方向 出了通电直导线所受磁场力F的方向，其中 放入匀强磁场中，导线中的电流方向由左向 正确的是 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 B D C.由最大逐渐减小到零 3.竖直面内有一易形变的轻质正 D.先增大再减小到零 方形导线框ABCD,将四角固定 6.(2024·江苏南京期中) 在匀强磁场中.当线框中通有 等边三角形abc,d是bc 如图所示的电流时，其形状变 延长线上一点，c是bdb⊙ 为图中虚线所示，该磁场磁感应强度的方向 中点，三条通电长直导线垂直穿过纸面，分别 可能为 ( 位于等边三角形的三个顶点，三条导线电流 A.平行AB边向上B.平行AB边向下 大小相等，电流方向如图.此时位于c处的导 C.垂直线框平面向里D.垂直线框平面向外 线受到的安培力为F.把位于a处的导线移到 题型2安培力的大小 d处，位于c处的导线受到的安培力为( 4.如图所示的四幅图中，导体棒的长度均为L, A.F B.2F C.√3F D.③ 磁场的磁感应强度大小均为B,在各导体棒中 第-章黑白题001 题型3磁电式电流表 9. (2024·河北邯郸期末)如图甲所示，长为2 7.(2023·安徽百师联盟质检)（多选）如图甲为 的直导线MW折成边长相等、夹角为60°的 实验室里某型号磁电式电流表结构.矩形线圈 “V”形并置于与其所在平面相垂直的匀强磁 匝数为n,电阻为R.矩形线圈处在均匀辐射状 场中.当导线中通以电流I时，该“V”形通电 磁场中，如图乙所示，线圈左右两边所在之处 导线受到的安培力大小为F若如图乙所示， 的磁感应强度大小均为B,若线圈受到的安培 在MN间接上长为l的相同直导线，使从M 力和螺旋弹簧的弹力达到平衡时，指针达到 点流人、N点流出的电流仍为L,则该三角形 稳定.下列说法正确的是 通电导线受到的安培力大小为 指针 M x 铝相 A.如图甲所示，线圈顺时针转动过程中，穿过 A.0 B.0.5F C.F D.1.5F 铝框的磁通量减少 10.（2024·江苏南京四模)边 B.在线圈转动范围内，线圈所受安培力大小 长L的硬轻质正三角形导 与电流大小有关，而与所处位置无关 线框abc置于竖直平面内， mrrrntkmmmn C.通电线圈中的电流越大，电流表指针偏转 ab边水平，绝缘细线下端c点悬 角度就越大 挂重物，匀强磁场大小为B垂直 D.更换劲度系数更小的螺旋弹簧，可以减小 纸面向里.现将α、b接在输出恒 定电流电源的正负极上，当αb边的电流强 电流表的灵敏度（灵敏度即A 度为1，重物恰好对地无压力，则重物重力 重难聚焦 的大小为 ( ) 题型非直导线的安培力分析 3BIL A.BIL B. C.3BIL D.2BIL 2 8.(2024·江苏常州期末)Oxy坐标系 11.(2023·内蒙古呼市 中，圆心在0点的圆导线通以顺时 二中期末)如图所 针大小相等的恒定电流，若各象限存在如图所 示，间距为d的水平 示磁感应强度大小相等、方向垂直坐标平面的 导轨接有电源，导轨 匀强磁场，则圆导线受安培力最大的是( 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 x /xx 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>F6=F。 B.F=F>F C.Fa=F。=F D.F>Fb>F。 选择性必修第二册·RJ黑白题002 黑题 应用提优 限时：20min 1.(2024·江西赣州联考)如图所 形的中心.已知通电长直导线周围的磁感应强 示，空间中存在水平向右的匀强 磁场，磁感应强度大小为B,半 度B大小与电流1距离r的关系式为B=M 径为R的圆弧形导线MN所对应的圆心角为 （式中k为常量).设a、b间距为L,当六根导 240°，其中端点的连线与竖直方向的夹角为 线通有等大同向电流1，时，其中a处导线对b 30°，现在导线中通有从M到N的电流，电流 处导线的安培力大小为F,则 的大小为【.则侧下列说法正确的是 A.导线所受的安培力大小为√3BIR B.以0点为轴，使导线沿逆时针方向转过 60°，导线所受的安培力大小为0 C.以0点为轴，使导线沿顺时针方向转过 A.a处导线在O点产生的磁感应强度大小 90,导线所受的安培力大小为2BR 始 D.仅将磁场方向转至垂直纸面向外，导线所 B.六根导线在0点产生的磁感应强度大小 受的安将力大小为号m lo 为 2.(2024·河北开学联考)如图所示，由六根相 C.a处导线所受安培力方向沿a0指向0点 同的导体棒连接而成的正六边形导线框 D.a处导线对d处导线的安培力大小为2 abedef固定在垂直纸面向里的匀强磁场中，线 框平面与磁场方向垂直，线框顶点α、b与恒压 压轴挑战 直流电源（内阻不计）两端相接，已知闭合开关4.(2024·江苏泰州调研)如 后，导体尼受到的安培力大小为F(不计导体 图所示，由粗细均匀的金 棒间相互作用)，则下列说法正确的是( 属导线围成的一个正六边 形线框abedef,.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，be上方和下方分 A.导体棒ab受到的安培力大小也为F 别存在方向相反的匀强磁场，磁场方向垂直 B.导体棒cd、ef受到的安培力相同 于圆形区域，b上方磁感应强度大小为2B, C.导线框abedef所受安培力的合力为6F 下方磁感应强度为B.现给线框接入从a点 D.导线框abedef所受安培力的合力为1.2F 流入、从f点流出的大小为I的恒定电流，则 3.(2024·广东广州一模)（多选）如图是特高压 金属线框受到的安培力的大小为 输电线路上使用的六分裂阻尼间隔棒简化图. BIR 2BIR A. B. C.BIR D.0 间隔棒将六根相同平行长直导线分别固定在 3 3 正六边形的顶点a、b、c、d、e、f上，0为正六边 进阶突破拔高练P01 第-章黑白题003参考答乳 第一章安培 第1节磁场对通电导线的作用力 第1课时安培力 白题基础过关 1.B 2.AD 3.D解析：当线框形状如题图中虚线所示时，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，因为磁场从掌心穿入，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.B解析：A.图甲中，导体棒与磁场平行，导体棒所受安培力 F甲=0，故①正确；B.图乙中，导体棒与磁场垂直，导体棒所 受安培力的大小为Fz=B,故②错误；C.图丙中，导体棒与 磁场垂直，导体棒所受安培力的大小为F丙=BL,故③错误； D.图丁中，导体棒与磁场成60°角，导体棒所受安培力的大 小为F=BILsin60=3 BL,故④正确故选B. 5.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. 6.B解析：根据安培定则，a、b处导线在c处产生的磁感应强 度B。、B。大小相等，方向成120°，如图所示，合成后的磁感 应强度为B,则有B=B。=B,把位于a处的导线移到d点处 后，b、d两处的导线在c处产生的磁场等大同向，都是垂直于 bc边向上，合成后的磁感应强度为2B,因此F'=2F,故选B. a b⊙ 7.BC 8.B解析：A图中根据题意可知，圆导线在向里的匀强磁场中 的等效长度为√2R,受到的安培力大小为F=B·√2R= √2BIR,圆导线在向外的匀强磁场中的等效长度为√2R,受到 的安培力大小为F=BL·√2R=√2BIR,根据左手定则知二者 安培力方向相同，故圆导线受安培力的合力为2√2BR,同 理，C图中圆导线受安培力的合力为2√2BR:D图中，圆导 线在向外的匀强磁场中的等效长度为零，圆导线受到的安培 力大小为零：B图中圆导线在向里的匀强磁场中的等效长度 为2R,受到的安培力大小为F=B1·2R=2BIR,圆导线在向 外的匀强磁场中的等效长度为2R,受到的安培力大小为F= BI·2R=2BIR,根据左手定则知二者安培力方向相同，故圆 导线受安培力的合力为4BR,故圆导线受安培力最大的是B 图的情况.故选B. 9.C解析：根据题意，对弯折的导线，其所受安培力的有效长 度为电流流入端、电流流出端两点连线的直线长度，对于甲 图有F单=Bl=F,对于乙图Fz=F,+F2=BL1l+BL2,因为I= 参考答案与解析 与解析 力与洛伦兹力 L1+L2,则有F2=Bl=F,故选C 10.B解析：根据分流原理可知流过acb路径的电流大小为 子，根平衡条件得g=B肌+宁肌，解得g=3,故 选B. 11.B解析：设a、b两导体棒的长度分别为L。和L6,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。=B以L。,F。= 、&=Bl,d因Lp证，则F。=,。=BL.= pL. p P S 因I= 。夏则F=B,d=B=B因1：” pd p nd P2S 25,则R.=B肌d=B2-2C,则R,=R,>R,放本题 pud' 选B. 黑题 应用提优 1.B解析：A.导线垂直磁场方向的有效长度为1，=R+ nR,则导线所受的安络为为R==2R,A错 误：B.以0点为轴，使导线沿逆时针方向转过60°，导线垂直 磁场方向的有效长度为0，导线所受的安培力为0，B正确； C.以0点为轴，使导线沿顺时针方向转过90°，导线垂直磁 场方向的有效长度为儿R,导线所受的安培力大小为 F,=BL,=?BIR,C错误：D.仅将磁场方向转至垂直纸面向 外，导线垂直磁场方向的有效长度为l3=2RCos30°=√3R,则 导线所受的安培力为F,=B3=√3BR,D错误故选B. 2.C解析：A.设ab的电阻为R,由电阻定律知afedcb的电阻 为5R,若o6中的电流为，则od6中的电流为写，由安培 力F=BIL可知，导体棒ab受到的安培力大小为5F,故A错 误；B.由左手定则可知导体棒cd、受到的安培力方向不 同，故B错误；CD.af与dc所受安培力大小相等，方向相反； fe与cb所受安培力大小相等，方向相反，ab所受安培力为 5F,则ed所受安培力为F且方向与ab所受安培力方向相 同，所以线框受到的安培力合力大小为6F,故C正确，D错 误.故选C. 3.ACD解析：A.根据几何关系可知，a、0间距为L,则a处导 线在0点产生的磁感应强度大小为B。 兰放A正 B.根据右手螺旋定则结合对称性可知，a和d两处导线、b 和ε两处导线、c和f两处导线在O点产生的合磁感应强度 为0，即六根导线在O点产生的磁感应强度大小为0，故B错 误：C.根据电流方向相同的两根直导线之间的安培力为吸 引力，结合对称性可知，b和f、c和e处导线对a处导线的安 黑白题01 培力合力方向都沿a0指向0点，d处导线对a处导线的安 培力方向沿a0指向0点，故a处导线所受安培力方向沿a0 指向0点，故C正确；D.根据几何关系可知，a、d间距为2L, klo 则a处导线在d点产生的磁感应强度大小为B.=2 B。,可知a处导线在d点产生的磁感应强度大小等于。 处导线在b点产生的磁感应强度大小的一半，则a处导线对 d处导线的安培力大小为气，故D正确故选ACD, 压轴挑战 4.D解析：根据串并联电路的特点可知流过a边的电流I1= 5 ,流过abedef边的电流l,=。l,dc,b边受到的安培力同 向，斜向左下方，同理bc、©f边受到的安培力同向，斜向右下 方，大小分别为F=Rk=2B·名R=号BR,P。=P=B· 6R=6BR,则de、abbc、gf边所受的安培力合力为F,= 1 6 BR+名R=号B服，方向向下：d边受到的安培力 飞-2B刷，×R=,方向向下；时边受到的安培力E=B R=5,方向向上：所以线框受到的合力F=B,--B=0 6 D正确，ABC错误.故选D. 第2课时通电导线在磁场中的平衡与运动 白题 基础过关 1.AC 2.D 3.BD解析：AB.由左手定则可知，电流从b端流入a端流出， BIL 选项A错误，B正确；CD.炮弹的加速度大小为a=一 10x20xm/S=4x10°m/令，选项C错误，D正确.故选BD. 0.5 4.D解析：A.由于磁场方向不确定，故电流方向也不能确定， 故A错误；B.若电流方向从b到a,当磁场方向竖直向下时， 根据左手定则可知，金属棒受到的安培力水平向右，金属棒 可以受力平衡，处于静止状态，故B错误；CD.若所加磁场的 磁感应强度最小，则安培力应沿导轨向上，磁场方向应垂直 于导轨平面，对金属棒受力分析，根据受力平衡可得 BL=mgin0,解得最小磁感应强度为B=加日，故C错 误，D正确.故选D. 5.A解析：对导线受力分析如图所示，通过左手定则可知导 线所受安培力与磁场方向垂直，根据几何关系，由平衡条件 可得，在竖直方向有2Tcos0=mg+Bllcos60°，在水平方向 有2Tsin0=Bsin60°，解得B=mg,故选A 27 0 60*F安 mg 选择性必修第二册·RJ 6.B解析：圆弧MaN的长度为圆周长的 4,则有圆弧导线MN的长度为圆周 XX 、0. 长的&，因此圆弧导线MbN的电阻是×× X 圆弧导线MaW的3倍，圆弧导线MaN×M米 的电阻是圆弧导线M奶N的？，两电阻 并联，流经圆弧导线MaN和圆弧导线MbN的电流与电阻成 反比，如图，圆弧导线ME部分和NF部分受到安培力大小相 等，方向相反，互相抵消，因此圆弧导线MaW与圆弧导 线MbN受到安培力的等效长度相同，由安培力的表达式 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MaN的子，则有R,= 袋力分析，圆弧导线M6N 2 张力与安培力平衡，由平衡条件可得F张= 3c0s450= ?F,ACD错误，B正确故选B. 黑题应用提优 1.A解析：B.当处于平行线圈平面的匀强磁场中时，这个复杂 线圈两侧的导线所受安培力方向相同，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 可知线圈两侧的导线所受安培力大小不相等，线圈将按照所 受安培力大的方向转动，故A正确；D将题图2那样的通电 硬导线靠近该秤时，因该导线对线圈两侧的导线的安培力均 在纸面内，因此线圈不会发生转动，故D错误故选A. 2.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。时，安培力与重力的合力最大，即绳3 的拉力最大，有sin30°=%，最大值为F,=2mg,故C错误； F D.对导体棒受力分析得am30%得二3m喝，故D正 BL 确.故选D. 3.B解析：A.通电导线的受力如图所示，根据平衡条件 F4=mgcos0,故A错误；B.对通电导线和半圆柱体整体分 析，受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力、斜向左上的安 培力，根据平衡条件，还需受到水平向右的地面对半圆柱体 的静摩擦力，根据牛顿第三定律，地面受到的摩擦力方向向 左，故B正确；CD.对通电导线，根据平衡条件F4=mgcos0= BL,缓慢减小通电导线中的电流，则安培力减小，即通电导 线和圆心的连线与水平面的夹角0增大，通电导线受到的支 持力为F、=mgsin0,则通电导线受到的支持力增大：对整体 根据平衡条件，半圆柱体受到的摩擦力等于安培力水平方向 黑白题02