第27讲 磁场及其对电流的作用 专项训练 -2027届高三物理一轮复习

**基本信息** 以磁场对电流作用为核心，通过基础对点、综合提升、培优加强三级递进训练，系统覆盖安培定则、磁场叠加、安培力计算及平衡问题，强化物理观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础对点练|8题（对点1-3各2/4/2题）|单一知识点应用，如直导线磁场叠加、V形导线安培力计算|从磁场概念（安培定则）到安培力计算，构建"概念-规律-基础应用"逻辑链| |综合提升练|4题|多知识点综合，如电磁炮加速、电流天平平衡|整合电路、力学平衡与安培力，形成"规律综合-实际情境"应用链| |培优加强练|1题|复杂相互作用分析，如两悬挂导线磁场力平衡|深化科学推理，提升多物体系统受力分析能力|

第27讲 磁场及其对电流的作用 专项训练 基础对点练 1． 选择题： 对点1　安培定则、磁场的叠加 1.(2026·江苏扬州期中)如图所示是三根平行直导线的截面图，导线中通以大小都相等、方向如图的电流。AB=AC=AD，则A点的磁感应强度的方向(　　) A.由A指向B B.由A指向C C.由A指向D D.过A点垂直于BC向下 2.(2025·湖北卷)如图所示，在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，放置一通电圆线圈，圆心为O点，线圈平面与磁场垂直。在圆线圈的轴线上有M和N两点，它们到O点的距离相等。已知M点的总磁感应强度大小为零，则N点的总磁感应强度大小为(　　) A.0 B.B C.2B D.3B 对点2　安培力的分析与计算 3.如图所示，长为2L的直导线折成边长相等、夹角为60°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，该V形通电导线受到的安培力为(　　) A.2ILB 　　B.ILB C.ILB 　　D.ILB 4.(2026·江苏常州期末)通以恒定电流的一段四分之一圆弧形导线放置在平行于导线平面的匀强磁场中，受到安培力为F，如图甲;现将导线绕圆心O在原平面内转过45°，如图乙，则安培力变为(　　) A.F B.2F C.F D.F 5.如图，两根相互平行的长直导线与一“凸”形导线框固定在同一竖直平面内，导线框的对称轴与两长直导线间的距离相等。已知左、右两长直导线中分别通有方向相反的恒定电流I1、I2，且I1>I2，则当导线框中通有顺时针方向的电流时，导线框所受安培力的合力方向(　　) A.竖直向上 B.竖直向下 C.水平向左 D.水平向右 6.如图所示，两根固定的通电长直导线a、b相互垂直，a平行于纸面，电流方向向右，b垂直于纸面，电流方向向里，则导线a所受安培力方向为(　　) A.平行于纸面向上 B.平行于纸面向下 C.左半部分垂直于纸面向外，右半部分垂直于纸面向里 D.左半部分垂直于纸面向里，右半部分垂直于纸面向外 对点3　安培力作用下的平衡和加速问题 7.(2026·江苏连云港期末)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;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.炮弹运动过程中，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，则金属杆受安培力方向也改为反向 8.(2026·江苏无锡期末)如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，垂直于斜面放置一根直导体棒，当通以图示方向电流I时，欲使导体棒静止在斜面上，可加一平行于纸面的匀强磁场，当外加匀强磁场的方向由垂直于斜面向上沿逆时针方向转至水平向左的过程中，下列说法正确的是(　　) A.此过程中磁感应强度B逐渐减小 B.此过程中磁感应强度B逐渐增大 C.此过程中磁感应强度B先减小后增大 D.此过程中磁感应强度B先增大后减小 综合提升练 1． 选择题： 9.由同种导线做成的边长为L的硬轻质正三角形导线框abc置于竖直平面内，ab边水平，绝缘细线下端c点悬挂重物，匀强磁场磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。现将a、b接在输出恒定电流电源的正负极上，当ab边的电流为I，重物恰好对地无压力，则重物重力的大小为(　　) A.BIL B. C. D.2BIL 10.(2026·江苏扬州期中)如图，电流天平的右臂挂着匝数为n的矩形线圈，线圈的水平边长为L，磁场方向垂直于线圈平面向里。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的砝码使两臂达到新的平衡，重力加速度为g，由此可知磁场的磁感应强度为 (　　) A. B. C. D. 11.两根通电直导线a、b相互平行，a通有垂直于纸面向里的电流，固定在O点正下方的地面上;b通过一端系于O点的绝缘细线悬挂，且Oa=Ob，b静止时的截面图如图所示。若a中电流大小保持不变，b中的电流缓慢增大，则在b缓慢移动的过程中(　　) A.细线对b的拉力逐渐变小 B.地面对a的作用力变小 C.细线对b的拉力逐渐变大 D.地面对a的作用力变大 12.如图所示，电阻不计的水平导轨间距为0.5 m，导轨处于方向与水平面成53°角斜向右上方的磁感应强度为5 T的匀强磁场中。导体棒ab垂直于导轨放置且处于静止状态，其质量m=1 kg、接入电路的电阻R=0.9 Ω，与导轨间的动摩擦因数μ=0.5，电源电动势E=10 V，其内阻r=0.1 Ω，定值电阻的阻值R0=4 Ω。不计定滑轮的摩擦，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，细绳对ab的拉力沿水平方向，重力加速度g取10 m/s2，sin 53°=0.8，cos 53°=0.6，则(　　) A.导体棒ab受到的摩擦力方向一定向右 B.导体棒ab受到的安培力大小为5 N，方向水平向左 C.重物重力G最小值是1.5 N D.重物重力G最大值是7.5 N 培优加强练 13.如图所示，用轻绳将两根通电直导线悬挂在天花板上的O点。系统平衡时，左右两侧轻绳偏离竖直方向的夹角分别为α、β。已知两通电导线的质量相等，导线A的电流方向垂直于纸面向里，导线B的电流大于导线A的电流，过O点的竖直线与AB连线相交于O1点，OA>OB，下列说法正确的是(　　) A.导线B对导线A的磁场力大于导线A对导线B的磁场力 B.导线B的电流方向垂直于纸面向里 C.O1点为线段AB的中点 D.左侧轻绳的拉力小于右侧轻绳的拉力 参考答案： 1.答案　A解析　用右手螺旋定则可判知通电直导线在A点所产生的磁场方向如图所示。 直导线B在A点产生磁场与直导线D在A点产生磁场大小相等、方向相反，则合磁场为零;而直导线C在A点产生的磁场方向由A指向B，即A点磁感应强度的方向由A指向B，故A正确。 2.答案　A解析　根据对称性可知，线圈在M、N两点产生的磁感应强度大小相等、方向相同，由于M点的总磁感应强度大小为零，所以匀强磁场的磁感应强度与线圈在M点产生的磁感应强度大小相等、方向相反，则线圈在N点产生的磁感应强度与匀强磁场的磁感应强度大小相等、方向相反，故N点的总磁感应强度大小为0，故A正确。 3.答案　D 4.答案　D解析　设圆弧形导线的半径为R，则图甲中圆弧形导线在垂直于磁感线方向的投影长度为R，则有F=IRB;图乙中圆弧形导线在垂直于磁感线方向的投影长度为R，圆弧形导线受到的安培力大小F'=I·RB=IRB=F，故D正确。 5.答案　C解析　根据安培定则可知导线框所在处磁场方向垂直于纸面向里，由I1>I2，可知线框水平方向导线所受安培力的合力为零，左边竖直方向的导线所受水平向左的安培力大于右边竖直方向的导线所受水平向右的安培力，故导线框所受安培力的合力方向水平向左，故C正确。 6.答案　C 解析　根据安培定则可知导线a左侧部分的空间磁场方向斜向右上方，右侧部分的磁场方向斜向右下方，如图所示，根据左手定则可知导线a所受安培力的方向为:左半部分垂直纸面向外，右半部分垂直纸面向里，故C正确，A、B、D错误。 7.答案　C解析　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;炮弹运动过程中，金属杆所受安培力与位移方向相同，故安培力对金属杆做正功，B错误;开关闭合瞬间，炮弹的加速度大小a==，C正确;若同时将电流和磁场方向改为反向，由左手定则，可知金属杆所受安培力方向不变，D错误。 8.答案　B解析　对导体棒受力分析，受重力G、支持力FN和安培力FA，三力平衡，合力为零，支持力FN和安培力FA的合力与重力相平衡，当外加匀强磁场的磁感应强度B的方向由垂直于斜面向上沿逆时针方向转至水平向左的过程中，安培力从沿斜面向上转到竖直向上，如图所示，则可知安培力FA变大，由于电流I和导体棒的长度L均不变，则由FA=ILB可知磁感应强度B逐渐增大，故B正确。 9.答案　B解析　根据并联分流原理可知流过acb路径的电流大小为，根据平衡条件得mg=ILB+ILB，解得mg=，故B正确。 10.答案　C解析　设电流方向改变前等臂天平的左盘内砝码质量为m1，右盘的质量为m2，由左手定则可知，线框受到的安培力的方向竖直向上，大小FA=nILB，由平衡条件有m1g=m2g-nILB;电流反向之后，安培力反向，方向竖直向下，大小不变，同理可得(m1+m)g=m2g+nILB，解得B=，故C正确。 11.答案　D解析　由题意可知导线b中电流方向与导线a中相反，在b中电流缓慢增大的过程中，对导线b受力分析如图所示，易得△Oab与力的矢量三角形相似，则有==，由此可知细线对b的拉力不变，故A、C错误;而ab在逐渐增大，故导线a、b间的安培力逐渐增大，由于a、b间安培力与竖直方向夹角变小，可知导线a对地面的作用力变大，根据牛顿第三定律可知，地面对a的作用力变大，故D正确，B错误。 12.答案　D解析　由闭合电路的欧姆定律可得I== A=2 A，ab受到的安培力大小为F安=IlB=2×0.5×5 N=5 N，方向垂直于磁场且与竖直方向夹角为α，故B错误;若导体棒ab恰好有水平向左的运动趋势时，导体棒所受静摩擦力水平向右，则由共点力平衡条件可得mg=F安cos α+FN，F安sin α=Ffmax+G1，Ffmax=μFN，联立解得G1=0.5 N，若导体棒ab恰好有水平向右的运动趋势时，导体棒所受静摩擦力水平向左，则由共点力平衡条件可得mg=F安cos α+FN，F安sin α+Ffmax=G2，Ffmax=μFN，联立解得G2=7.5 N，所以重物重力G的取值范围为0.5 N≤G≤7.5 N，故A、C错误，D正确。 13.答案　C解析　导线B对导线A的磁场力与导线A对导线B的磁场力是一对相互作用力，大小相等，故A错误;由“同向电流相互吸引，反向电流相互排斥”可知，导线B的电流方向垂直于纸面向外，故B错误;对两根导线受力分析如图所示，由三角形相似得==，因为OA>OB，所以FTA>FTB，故D错误;由三角形相似得==，即AO1=O1B，所以O1点为线段AB的中点，故C正确。 学科网（北京）股份有限公司 $