1.1 磁场对通电导线的作用力 同步练习 -2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册

**基本信息** 聚焦安培力核心知识，通过基础判断、综合分析、实际应用三层设计，实现从物理观念建构到科学思维深化的巩固路径。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础|安培力方向（左手定则）、大小计算（F=BIL）|单选题1-3题，直接考查公式应用与方向判断，强化物理观念| |进阶|受力平衡、有效长度、磁场叠加|单选题4-8题，结合斜面、三角形线框等模型，培养科学推理能力| |综合|实际情境应用（如GIL输电、磁电式电流表）|单选题9-13题及多选题，联系工程实例，体现科学态度与责任|

1.1磁场对通电导线作用力巩固练习题 一、单选题 1．如图中分别标明了通电直导线中电流、匀强磁场的磁感应强度和通电导线所受安培力的方向，其中正确的是（　　） A．B．C． D． 2．如图所示的四幅图中，导体棒的长度均为L，磁场的磁感应强度大小均为B，在各导体棒中通有相同的电流I。则下列选项正确的是（　　） A．图甲中导体棒所受的安培力大小为BIL，方向水平向左 B．图乙中导体棒所受的安培力大小为BIL，方向竖直向下 C．图丙中导体棒所受的安培力大小为BIL，方向竖直向上 D．图丁中导体棒所受的安培力大小为BIL，方向水平向右 3．在匀强磁场中某处P放一根长度为L=0.2m、通电电流I=0.5A的直导线，测得它受到的磁场力F=1.0N，方向竖直向上。现将该通电导线从磁场中撤走，则P处的磁感应强度为（　　） A．零 B．一定为10 T，方向竖直向上 C．可能大于10 T，方向竖直向下 D．可能大于10 T，方向肯定不沿竖直向上的方向 4．金属导体棒置于倾斜的粗糙绝缘的斜面上，有电流时，金属导体棒能在斜面上保持静止。如图所示，四个图中分别标出了四种可能的匀强磁场方向。其中金属棒与斜面之间的摩擦力一定不等于零的图是（　　） A．B．C．D． 5．如图所示，水平放置的U形导线框中接有电源，电流为I，导线框垂直于匀强磁场放置，磁感应强度大小为B，导线框间距为d。一导体棒与竖直虚线成θ角放置，则导体棒所受安培力的大小和方向分别为(　　) A．BId，方向水平向右 B．，方向水平向右 C．BId sin θ，方向垂直导体棒向左 D．，方向垂直导体棒向右 6．如图，质量为m，长为3l的均匀直导线折成等边三角形线框LMN，竖直悬挂于两根绝缘细线上，并使边MN呈水平状态。现置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B。当两根绝缘细线所受拉力为零时，通过导线MN的电流强度大小为（　　） A． B． C． D． 7．已知通电直导线在其周围某点产生的磁场的磁感应强度大小与导线中的电流大小成正比，与到导线的距离成反比。如图所示，细直导体棒P通过两根等长、绝缘细线悬挂在竖直光滑绝缘墙面上等高的A、B两点正下方，另一细直导体棒Q也通过两根等长、绝缘细线悬挂在A、B两点，并在两棒中通以反向电流。两棒均静止时，悬挂Q的两细线与墙面间有一定夹角，然后缓慢减小P中的电流。则下列说法正确的是（    ） A．悬挂Q的细线拉力先减小后增大 B．悬挂Q的细线拉力逐渐减小 C．悬挂P的细线拉力大小不变 D．悬挂P的细线拉力逐渐减小 8．如图，质量为m、长为L的直导线用两根轻质绝缘细线悬挂于OO1，并处于匀强磁场中、当导线中通以沿y正方向的电流I，且导线保持静止时，细线与竖直方向的夹角为θ。则磁感应强度的方向和大小可能是（　　） A．x负向， B．y正向， C．z负向， D．沿悬线向下， 9．《大国重器》节目介绍的GIL输电系统的三相共箱技术，如图甲所示，管道内部有三根绝缘超高压输电线缆平行且间距相等，截面图如图乙所示，上方两根输电线缆A、B圆心连线水平，某时刻B、C中电流方向垂直于纸面向外、A中电流方向垂直于纸面向里，A、B、C中电流大小均为，则（　　） A．A、C输电线缆相互吸引 B．输电线缆B所受安培力方向指向O点 C．输电线缆A、B、C在正三角形中心O处的磁感应强度方向水平向右 D．输电线缆A、B、C在B、C连线中点处的磁感应强度方向由B指向C 10．如图所示，边长为的正方形线框通过绝缘细线悬挂在竖直固定的弹簧测力计下端，虚线区域内存在垂直于纸面的匀强磁场（未画出）。当线框中未通过电流时，弹簧测力计示数为，线框中通有逆时针方向的电流时，弹簧测力计示数为，。虚线区域内磁场的磁感应强度大小和方向分别为（    ） A．，垂直于纸面向里 B．，垂直于纸面向外 C．，垂直于纸面向里 D．，垂直于纸面向外 11．如图甲所示是磁电式电流表的结构图，蹄形磁体和铁芯间的磁场均匀辐向分布。线圈中a、b两条边长度均为l，未通电流时，a、b处于图乙所示位置，两条边所在处的磁感应强度大小均为B。通电后，a边中电流方向垂直纸面向外，大小为I，则（　　） A．该磁场的磁感应强度的大小处处相等，方向相同 B．线圈平面总与磁场方向垂直 C．线圈将逆时针转动 D．a边受到的安培力大小始终为IlB 12．如图所示，台秤上放一光滑平板，其左边固定一挡板，一轻质弹簧将挡板和一条形磁体连接起来，此时台秤读数为F1。现在磁体上方中心偏左位置固定一通电导线，电流方向垂直纸面向里，当加上电流后，台秤读数为F2，则以下说法正确的是（　　） A．F1>F2 B．F1<F2 C．弹簧长度将变长 D．弹簧长度将不变 13．把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来，使它的下端刚好跟杯里的水银面接触，并使它组成如图所示的电路，当通电后，将看到的现象是（    ） A．弹簧收缩后静止B．弹簧被拉长 C．弹簧仍静止不动 D．弹簧上下振动 二、多选题 14．已知无限长通电直导线在其周围空间产生的磁场磁感应强度大小的表达式是，其中为一个常数，表示导线中的电流大小，表示与导线的距离。如图所示，为两条平行的无限长固定的通电直导线，导线中电流大小为，方向由流向点与导线的距离分别为，其磁感应强度为零。下列分析正确的是（　　） A．两导线之间相互吸引 B．导线中的电流大小是 C．右侧的磁场方向是垂直于纸面向外 D．导线受到的磁场力小于导线受到的磁场力 15．把一根通电的硬直导线ab放在磁场中，导线所在区域的磁感线呈弧线，如图所示，导线可以在空中自由移动和转动，导线中的电流方向由a到b．以下说法正确的是(　　) A．要产生以上弧形磁感线的磁场源，虚线框内只可能是蹄形磁铁 B．要产生以上弧形磁感线的磁场源，虚线框内可能是蹄形磁铁、条形磁铁、通电螺线管甚至是直线电流 C．a端垂直纸面向外旋转，b端垂直纸面向内旋转，导线整体还会向下平移 D．b端垂直纸面向外旋转，a端垂直纸面向内旋转，导线整体还会向上平移 16．在图中画出通电导体棒ab所受的安培力的方向。 第3页 共4页 ◎ 第4页 共4页 第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页 学科网（北京）股份有限公司 《安培力》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A B D B D B D D D A 题号 11 12 13 14 15 答案 D A D ABC BC 1．A 【详解】A．根据左手定则可知，通电导线所受安培力方向垂直于导线向上，故A正确； B．根据左手定则可知，通电导线所受安培力方向垂直于导线向下，故B错误； C．由于电流方向与磁场方向平行，则通电导线不受安培力作用，故C错误； D．根据左手定则可知，通电导线所受安培力方向垂直于导线向右，故D错误。 故选A。 2．B 【详解】A．题图甲中，因电流方向与磁场平行，所以安培力为零，故A错误； B．题图乙中，导体棒与磁场垂直，则安培力的大小为BIL，根据左手定则可知，方向竖直向下，故B正确； C．题图丙中，导体棒与磁场垂直，则安培力的大小为BIL，方向垂直导体斜左上方，故C错误； D．题图丁中，导体棒与磁场成60°角，则安培力的大小为，方向垂直纸面向外，故D错误。 故选B。 3．D 【详解】根据左手定则可知，安培力与磁场方向垂直，由于通电导线在P处受到的磁场力竖直向上，所以P处的磁感应强度可得不是处于竖直方向；根据，可得磁感应强度大小满足 由于磁感应强度只由磁场自身决定，所以将该通电导线从磁场中撤走，则P处的磁感应强度保持不变。 故选D。 4．B 【详解】A．导体棒所受重力和安培力方向如图所示 可知导体棒受到的支持力和摩擦力可能为零，故A错误； B．导体棒所受重力、支持力、安培力方向如图所示 由受力平衡可知，导体棒受到的摩擦力不可能为零，故B正确； C．导体棒所受重力、支持力、安培力方向如图所示 由受力平衡可知，导体棒受到的摩擦力可能为零，故C错误； D．导体棒所受重力、支持力、安培力方向如图所示 由受力平衡可知，导体棒受到的摩擦力可能为零，故D错误。 故选B。 5．D 【详解】导体棒的有效长度，即电流方向长度，由几何关系得 代入安培力公式 得 再用左手定则，磁场向里、电流沿导体棒，安培力方向垂直导体棒向右。 故选D。 6．B 【详解】当两根绝缘细线所受拉力为零时，即等边三角形线框，LMN所受的安培力与重力大小相等，方向相反，由于NLM导线的等效长度为L，由并联电路特点可知， 由平衡条件有 解得 故选B。 7．D 【详解】AB．如图甲所示 对导体棒Q受力分析。记PQ距离为d，AQ距离为L，AP距离为H，由三力平衡知 可得 故悬挂Q的细线拉力大小不变，故AB错误； CD．如图乙所示 将两根导体棒视为整体受力分析，设悬挂Q的细线与竖直方向的夹角为，则有 由于逐渐减小，故悬挂P的细线拉力逐渐减小，故C错误，D正确。 故选D。 8．D 【详解】A．当磁感应强度方向为x负方向，根据左手定则，直导线所受安培力方向沿z正方向，根据平衡条件得 解得，故A错误； B．当磁感应强度方向沿y正方向时，磁场与电流平行，导线不受安培力，导线不可能向右偏转，悬线与竖直方向的夹角，故B错误； C．当磁感应强度方向沿z负方向时，由左手定则可知，导线受到的安培力竖直向下，导线不可能向右偏转，故C错误； D．当磁感应强度方向沿悬线向下，根据左手定则，直导线所受安培力方向垂直于绳子斜向上，根据平衡条件得 解得，故D正确。 故选D。 9．D 【详解】A．由于A、C输电线缆通入的电流方向相反，所以二者相互排斥，故A错误； B．A、C输电线缆在B点的磁感应强度方向由B指向O点，根据左手定则可知，输电线缆B所受安培力方向垂直指向右下方，故B错误； C．A输电线缆在O点的磁感应强度方向垂直OA指向左下方，B输电线缆在O点的磁感应强度方向垂直OB指向右下方，C输电线缆在O点的磁感应强度方向水平向左根据叠加原理可知正三角形中心O处的磁感应强度方向指向左下方，故C错误； D．根据右手螺旋定则可知，B、C输电线缆在B、C连线中点处的磁感应强度方向相互抵消，而A输电线缆在B、C连线中点处的磁感应强度方向沿BC方向，则该点的合磁感应强度方向由B指向C，故D正确。 故选D。 10．A 【详解】因为 根据平衡条件可知，通电流后，线框受到竖直向上安培力，大小为 则磁场的大小为 线框下边cd中的电流方向为从c到d，根据左手定则可知，此时虚线区域内磁场的磁感应强度方向为垂直于纸面向里。 故选A。 11．D 【详解】A．磁场为均匀辐向分布，磁感应强度大小处处相等，但方向为径向，从N极向S极呈辐射状，并非处处相同，A错误； B．线圈转动时，a、b边始终与磁场垂直，但线圈平面与磁场方向并非始终垂直，B错误； C．用左手定则判断安培力方向：a边电流垂直纸面向外，磁场径向，安培力向上；b边电流垂直纸面向里，安培力向下，因此线圈顺时针转动，并非逆时针，C错误； D．a边长度为l，电流为I，磁感应强度大小始终为B，且a边始终与磁场（径向）垂直。根据安培力公式 a边受到的安培力大小始终为 ，D正确。 故选D。 12．A 【详解】AB．初始时台秤读数等于平板、挡板、弹簧、磁体的总重力。通电导线后，条形磁体在导线处的磁场方向斜向右上，电流垂直纸面向里，由左手定则知导线受安培力斜向右下，磁体受反作用力斜向左上，该力分解为竖直向上的分量。磁体竖直方向支持力 总压力减小，故，A正确，B错误； CD．磁体受反作用力的水平分量向左，磁体受向左的力，弹簧被压缩，故弹簧长度变短，C错误，D错误。 故选A。 13．D 【详解】当有电流通过弹簧时，构成弹簧的每一圈导线周围都产生了磁场，根据安培定则知，各圈导线之间都产生了相互的吸引作用，弹簧就缩短了，当弹簧的下端离开水银后，电路断开，弹簧中没有了电流，各圈导线之间失去了相互吸引力，弹簧又恢复原长，使得弹簧下端又与水银接触，弹簧中又有了电流，开始重复上述过程。故弹簧上下振动。 A．弹簧收缩后静止，与结论不相符，选项A错误； B．弹簧被拉长，与结论不相符，选项B错误； C．弹簧仍静止不动，与结论不相符，选项C错误； D．弹簧上下振动，与结论相符，选项D正确； 故选D。 14．ABC 【详解】AB．O处的磁感应强度B=0，说明AB、CD中的电流在O处产生的磁场方向相反、大小相等，根据安培定则和题中提供的磁感应强度大小计算式，CD中的电流方向是由C流向D，电流大小是2I0，同向电流相互吸引，故两导线之间相互吸引，故AB正确； C．根据安培定则，AB、CD中的电流在导线AB右侧空间产生的磁场方向都是垂直纸面向外，故C正确； D．由牛顿第三定律，导线受到的磁场力等于导线受到的磁场力，故D错误。 故选ABC。 15．BC 【详解】AB．由磁感线的分布可知，要产生以上弧形磁感线的磁场源，虚线框内可能是蹄形磁铁、条形磁铁、通电螺线管甚至是直线电流，选项A错误，B正确； CD．则由图示可知左侧导体所处的磁场方向斜向上，右侧导体所处的磁场斜向下，则由左手定则可知，左侧导体受力方向向外，右侧导体受力方向向里，故从上向下看，小磁针应为逆时针转动；当导体转过90°时，由左手定则可得导体受力向下，故可得出导体运动为逆时针转动的同时还要向下运动．故C正确，D错误. 16．见解析 【详解】题中给出的立体图，如果直接把ab受到的力画在立体图上则较为抽象。为了直观，一般都画成平面图。对各图从外向内看的正视平面图如图所示(此时ab是一个横截面图)。 对甲： 对乙： 对丙： 答案第4页，共5页 答案第1页，共5页 学科网（北京）股份有限公司 $