[课时通关精练(二十七)]　磁场　安培力 2027届高考物理一轮复习考点精讲

**基本信息** 聚焦磁场与安培力核心内容，通过多样化题型构建从基础概念到综合应用的知识逻辑链，强化科学思维与物理观念的结合。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |磁场叠加与磁感应强度计算|2题|结合几何关系考查电流磁场叠加，需应用右手螺旋定则|从电流产生磁场（B=kI/r）到矢量叠加，体现相互作用观念| |安培力大小与方向分析|5题|涵盖直导线、折线、圆环等模型，涉及平衡、转动问题|通过左手定则判断方向，F=BIL公式应用，强化模型建构| |安培力综合应用|4题|包含电流天平、电磁炮等实际情境，结合电路、力学综合|从单一知识点到多模块融合，培养科学推理与问题解决能力|

[课时通关精练(二十七)]　磁场　安培力 (选择题每题5分，非选择题每题10分，建议用时：40分钟) 1.如图所示，在等边三角形的顶点b、c上分别放置垂直纸面的通电直导线，两导线中电流大小相等、方向垂直纸面向里，关于顶点a处的磁感应强度方向，以下描述正确的是(　　) 解析：选B。由题意，根据安培定则，b电流产生的磁场垂直于ba偏向右下方，c电流产生的磁场垂直于ca偏向右上方，根据平行四边形定则，则合磁感应强度的方向水平向右，与bc边平行，B正确。 2.如图所示，直角三角形abc中，∠a＝90°，∠b＝30°，ac边长为l，两根通电长直导线垂直纸面分别放置在a、b两顶点处。a点处导线中的电流大小为I，方向垂直纸面向外，b点处导线中的电流大小为4I，方向垂直纸面向里。已知长直通电导线在其周围空间某点产生的磁感应强度大小B＝k，其中I表示电流大小，r表示该点到导线的垂直距离，k为常量，则顶点c处的磁感应强度大小为(　　) A.k B.k C.k D.2k 解析：选C。a点处导线在c处产生的磁感应强度大小为Ba＝k，b点处导线在c处产生的磁感应强度大小为Bb＝k＝，即Bb＝2Ba，Ba、Bb方向如图所示， 夹角为120°，由几何关系知，合磁感应强度方向垂直Ba向上，则Bc＝Ba＝k，C正确。 3.(2025·宿迁一模)如图所示，长为2l的直导线折成边长相等、夹角为120°的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B。当在导线中通以电流I时，导线受到的安培力大小为(　　) A.BIl B.BIl C.BIl D.2BIl 解析：选C。导线在磁场中的有效长度为2lsin 60°＝l，导线受到的安培力大小为F＝BI(2lsin 60°)＝BIl，C正确。 4.如图所示，用绝缘细线将通电直导线悬吊，将一蹄形电磁体放在正下方，当电磁体线圈与直导线中通以图示的电流时，有关直导线运动情况和细线受力情况，下列说法中正确的是(从上往下看)(　　) A.顺时针方向转动，细线拉力减小 B.逆时针方向转动，细线拉力增大 C.顺时针方向转动，细线拉力增大 D.逆时针方向转动，细线拉力减小 解析：选B。 根据安培定则可知，电磁体线圈产生的磁场与蹄形磁体产生的磁场相同，作出其磁感线分布如图所示，在直导线左右两侧取两个对称的微元，根据左手定则可知，左侧微元受到的安培力方向垂直于纸面向外，右侧微元受到的安培力方向垂直于纸面向里，可知从上往下看，直导线将沿逆时针方向转动。直导线转动过程中，导线逐渐趋于与纸面垂直，即电流方向垂直于纸面向里，导线在磁场中的有效长度逐渐增大，根据左手定则，直导线所受安培力方向向下，且大小逐渐增大，根据平衡条件可知，细线拉力逐渐增大，可知从上往下看，导线逆时针方向转动，细线拉力增大，B正确。 5.如图所示，三根相邻的平行导线，通电后由于安培力作用会产生一定形变，且受力越大形变越大。当导线中通过大小相同的电流时，若用虚线代表通电后的导线形状，下图可能正确的是(　　) 答案：选A。 6.(生产生活融通题)利用如图所示的电流天平，可以测量匀强磁场中的磁感应强度B。它的右臂挂着矩形线圈，匝数为N，cd边水平且长为l，cd边处于方框内的匀强磁场中，磁感应强度方向与线圈平面垂直。当线圈中通入电流I时，调节砝码使两臂达到平衡；当线圈中通入大小不变、方向相反的电流I'时，在左盘中增加质量为m的砝码，两臂再次达到新的平衡，重力加速度为g。则方框内磁场的磁感应强度大小为(　　) A. B. C. D. 解析：选B。线圈的cd边处于方框内的匀强磁场中，匝数为N，边长为l，当线圈中通入电流I时，所受的安培力大小为F安＝NBIl，当电流反向时，需要在左盘中增加质量为m的砝码，两臂才能再次达到新的平衡，说明原来的安培力方向向上，当电流反向时，安培力方向变为向下，因为电流的大小不变，故安培力的大小不变，所以线圈所受安培力的大小应等于所增加砝码重力的一半，即F安＝NBIl＝mg，解得B＝，B正确。 7.(2025·连云港高三期末)电磁炮原理简图如图所示，间距为L的平行导轨水平放置，整个空间有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度为B；电源电动势为E、内阻为r，导电金属杆安装上炮弹垂直放在导轨上，已知炮弹与金属杆总质量为m、电阻为R，导轨电阻不计，忽略一切摩擦。闭合开关后，炮弹沿图示方向运动，下列说法正确的是(　　) A.磁场方向竖直向下 B.炮弹运动中安培力对金属杆不做功 C.开关闭合瞬间，炮弹的加速度大小a＝ D.若同时将电流和磁场方向改为反向，则金属杆所受安培力方向也改为反向 解析：选C。炮弹所受安培力方向向右，根据左手定则可知，磁场方向竖直向上，A错误；炮弹运动中安培力方向与其运动方向相同，安培力做正功，B错误；开关闭合瞬间，炮弹的加速度大小a＝＝，C正确；由左手定则，若同时将电流和磁场方向改为反向，则金属杆所受安培力方向不变，D错误。 8.光滑水平桌面上，导体棒MN固定、PQ可以自由运动。现给两棒通以图示的恒定电流，则下列能够反映此后一段时间内PQ大致位置的是(时间先后顺序为a，b，c)(　　) 解析：选D。根据安培定则分析可知，导体棒MN在上方产生的磁场方向垂直于纸面向外，导体棒PQ电流方向向上，根据左手定则可知，导体棒PQ所受安培力方向向右，根据通电直导线在周围产生的磁场分布可知，离导体棒MN越近，磁场越强，离导体棒MN越远，磁场越弱，所以导体棒PQ下半部分受力大于上半部分受力，D正确。 9.如图所示，一个半径为R的导电圆环与一个轴向对称的发散磁场处处正交，环上各点的磁感应强度B大小相等，方向均与环面轴线方向成θ＝30°角(环面轴线为竖直方向)，若导电圆环上通有如图所示的恒定电流I，则下列说法正确的是(　　) A.导电圆环有扩张的趋势 B.导电圆环所受安培力方向指向圆心 C.导电圆环所受安培力的大小为πBIR D.导电圆环所受安培力的大小为2BIR 解析：选C。若导电圆环上通有题图所示的恒定电流I，由左手定则可得圆环上各小段所受安培力斜向内侧，导电圆环有收缩趋势，由对称性可知，圆环所受安培力的方向竖直向上，大小为F＝2πBIRsin θ＝πBIR，C正确。 10.通电导体棒ab的质量为m、长为l，用两根细线把导体棒ab水平吊起，导体棒上的电流为I，方向如图所示。在竖直方向加一个方向向上的匀强磁场，磁感应强度为B，导体棒平衡时细线与竖直方向成θ＝30°角，重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法正确的是(　　) A.mg＝BIl B.两根细线的拉力的合力T＝mg C.若增大磁感应强度，则细线与竖直方向的偏角将不变 D.若将导体棒ab拉到最低处由静止释放，则导体棒ab摆过的最大角度为60° 解析：选D。由受力分析可知，导体棒受重力、细线拉力T和安培力F，如图所示， 而F＝BIl，由平衡条件可得mg＝，可知mg＝BIl，A错误；两根细线的拉力的合力T＝，可得T＝，B错误；若增大磁感应强度，安培力增大，则细线的偏角将增大，C错误；若将导体棒ab拉到最低处由静止释放，设ab可摆过的最大角度为α，根据动能定理有BIl·lsin α－mgl(1－cos α)＝0，可得ab可摆过的最大角度为α＝60°，D正确。 11.如图所示，间距为L的两条光滑平行导轨ab、cd倾斜固定放置，与水平方向的夹角为30°，另有两条间距也为L的粗糙平行导轨ae、cf水平固定放置，a、c两点为导轨连接点，整个空间存在垂直倾斜导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在a、c之间用导线接上电动势为E、内阻为0.5R的电源，两质量相等、电阻均为R、长度均为L的金属棒1、2分别垂直放置在倾斜、水平导轨上，金属棒1、2均恰好处于静止状态(金属棒1、2为并联关系)。已知重力加速度为g，导轨与导线的电阻以及回路产生的磁场均忽略不计，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求： (1)通过金属棒1的电流； (2)金属棒的质量； (3)金属棒2与水平导轨间的动摩擦因数。 解析：(1)金属棒1、2并联后的电阻为 R外＝＝0.5R 则电路总电流为I＝＝ 通过金属棒1的电流为I1＝＝。 (2)对金属棒1，沿斜面方向根据平衡条件可得 BI1L＝mgsin 30° 解得金属棒的质量为m＝。 (3)金属棒2受到的安培力大小为 F2＝BI2L＝BL＝ 方向与水平方向成30°斜向右上；对金属棒2，根据平衡条件可得 F2cos 30°＝f，F2sin 30°＋N＝mg 又f＝μN 联立解得金属棒2 与水平导轨间的动摩擦因数为μ＝。 答案：(1)　(2)　(3) 学科网（北京）股份有限公司 $ [课时通关精练(二十七)]　磁场　安培力 (选择题每题5分，非选择题每题10分，建议用时：40分钟) 1.如图所示，在等边三角形的顶点b、c上分别放置垂直纸面的通电直导线，两导线中电流大小相等、方向垂直纸面向里，关于顶点a处的磁感应强度方向，以下描述正确的是(　　) 2.如图所示，直角三角形abc中，∠a＝90°，∠b＝30°，ac边长为l，两根通电长直导线垂直纸面分别放置在a、b两顶点处。a点处导线中的电流大小为I，方向垂直纸面向外，b点处导线中的电流大小为4I，方向垂直纸面向里。已知长直通电导线在其周围空间某点产生的磁感应强度大小B＝k，其中I表示电流大小，r表示该点到导线的垂直距离，k为常量，则顶点c处的磁感应强度大小为(　　) A.k B.k C.k D.2k 3.(2025·宿迁一模)如图所示，长为2l的直导线折成边长相等、夹角为120°的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B。当在导线中通以电流I时，导线受到的安培力大小为(　　) A.BIl B.BIl C.BIl D.2BIl 4.如图所示，用绝缘细线将通电直导线悬吊，将一蹄形电磁体放在正下方，当电磁体线圈与直导线中通以图示的电流时，有关直导线运动情况和细线受力情况，下列说法中正确的是(从上往下看)(　　) A.顺时针方向转动，细线拉力减小 B.逆时针方向转动，细线拉力增大 C.顺时针方向转动，细线拉力增大 D.逆时针方向转动，细线拉力减小 5.如图所示，三根相邻的平行导线，通电后由于安培力作用会产生一定形变，且受力越大形变越大。当导线中通过大小相同的电流时，若用虚线代表通电后的导线形状，下图可能正确的是(　　) 6.(生产生活融通题)利用如图所示的电流天平，可以测量匀强磁场中的磁感应强度B。它的右臂挂着矩形线圈，匝数为N，cd边水平且长为l，cd边处于方框内的匀强磁场中，磁感应强度方向与线圈平面垂直。当线圈中通入电流I时，调节砝码使两臂达到平衡；当线圈中通入大小不变、方向相反的电流I'时，在左盘中增加质量为m的砝码，两臂再次达到新的平衡，重力加速度为g。则方框内磁场的磁感应强度大小为(　　) A. B. C. D. 7.(2025·连云港高三期末)电磁炮原理简图如图所示，间距为L的平行导轨水平放置，整个空间有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度为B；电源电动势为E、内阻为r，导电金属杆安装上炮弹垂直放在导轨上，已知炮弹与金属杆总质量为m、电阻为R，导轨电阻不计，忽略一切摩擦。闭合开关后，炮弹沿图示方向运动，下列说法正确的是(　　) A.磁场方向竖直向下 B.炮弹运动中安培力对金属杆不做功 C.开关闭合瞬间，炮弹的加速度大小a＝ D.若同时将电流和磁场方向改为反向，则金属杆所受安培力方向也改为反向 8.光滑水平桌面上，导体棒MN固定、PQ可以自由运动。现给两棒通以图示的恒定电流，则下列能够反映此后一段时间内PQ大致位置的是(时间先后顺序为a，b，c)(　　) 9.如图所示，一个半径为R的导电圆环与一个轴向对称的发散磁场处处正交，环上各点的磁感应强度B大小相等，方向均与环面轴线方向成θ＝30°角(环面轴线为竖直方向)，若导电圆环上通有如图所示的恒定电流I，则下列说法正确的是(　　) A.导电圆环有扩张的趋势 B.导电圆环所受安培力方向指向圆心 C.导电圆环所受安培力的大小为πBIR D.导电圆环所受安培力的大小为2BIR 10.通电导体棒ab的质量为m、长为l，用两根细线把导体棒ab水平吊起，导体棒上的电流为I，方向如图所示。在竖直方向加一个方向向上的匀强磁场，磁感应强度为B，导体棒平衡时细线与竖直方向成θ＝30°角，重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法正确的是(　　) A.mg＝BIl B.两根细线的拉力的合力T＝mg C.若增大磁感应强度，则细线与竖直方向的偏角将不变 D.若将导体棒ab拉到最低处由静止释放，则导体棒ab摆过的最大角度为60° 11.如图所示，间距为L的两条光滑平行导轨ab、cd倾斜固定放置，与水平方向的夹角为30°，另有两条间距也为L的粗糙平行导轨ae、cf水平固定放置，a、c两点为导轨连接点，整个空间存在垂直倾斜导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在a、c之间用导线接上电动势为E、内阻为0.5R的电源，两质量相等、电阻均为R、长度均为L的金属棒1、2分别垂直放置在倾斜、水平导轨上，金属棒1、2均恰好处于静止状态(金属棒1、2为并联关系)。已知重力加速度为g，导轨与导线的电阻以及回路产生的磁场均忽略不计，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求： (1)通过金属棒1的电流； (2)金属棒的质量； (3)金属棒2与水平导轨间的动摩擦因数。 学科网（北京）股份有限公司 $