2027届高三物理一轮复习专项训练：第28讲 磁场及其对电流的作用

**基本信息** 面向基础薄弱学生的磁场专题分层训练，以基础概念理解与应用为核心，通过典型题构建从磁场叠加到安培力综合应用的逻辑链条。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |夯基础·保本科|7题（含2道高考真题）|聚焦安培定则应用、磁场叠加、安培力平衡等基础题型，选项设置侧重概念辨析|从磁场方向判断（安培定则）到磁场叠加原理，再到安培力计算与平衡条件，形成“概念-规律-应用”递进逻辑| |提能力·冲211|4题（含电磁弹射/电磁炮应用题）|结合地磁场测量、电磁设备等真实情境，考查磁场叠加计算、安培力与动能综合应用|在基础上拓展至磁场与力学综合（如匀加速运动、能量计算），体现运动与相互作用观念、科学推理能力|

2027届新高考高三第一轮复习 高三物理备课组 新课标 · 新高考2027届高三第一轮复习 复习课后分层作业 第28讲 磁场及其对电流的作用 （基础版：专门面向物理基础较弱学生、艺体生的练习） 班级：_________ 学号：_________ 姓名：_________ 分数：_________ ❀ 夯基础 · 保本科 ❀ 题型1　安培定则与磁场的叠加 1．（2026·广东·模拟预测）如图所示，水平长直软导线两端固定，小磁针在软导线下方与导线平行，给软导线通入从到的恒定电流，看到的现象是（　　） A．软导线最终向上弯曲 B．软导线沿水平方向向纸面外弯曲 C．小磁铁保持静止不动 D．俯视看，小磁针沿顺时针方向转动一定角度 【答案】D 【详解】CD．导线通电后，根据安培定则可知，导线下方的磁场方向垂直于纸面向里，因此俯视看，小磁针将沿顺时针方向转动一定角度，故C错误，D正确； AB．根据小磁针产生磁场的分布规律，可以确定该磁场在导线所在位置的磁场方向，根据左手定则可知，小磁针的磁场对直导线的安培力先是左侧向外，右侧向内，最终向下，因此软导线先是左侧向外弯曲、右侧向里弯曲，最终向下弯曲，故AB错误。 故选D。 2．（2025·湖北·高考真题）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 【答案】A 【详解】由右手螺旋定则及对称性可知，环形电流在N点产生的磁场，磁感应强度与M点等大同向。由于M点磁感应强度为零，由矢量合成法则可知环境中匀强磁场与M点磁场等大反向，即匀强磁场与N点的磁场等大反向，N点的磁感应强度为0。 故选A。 题型2　安培力的分析与计算 3．（25-26·宁夏银川·期末）若用细线将一条形磁体悬挂于天花板上，条形磁体处于水平且静止的状态。当磁体正下方导线ab中通有如图所示的电流时，则（　　） A．条形磁体的N极将向上偏转 B．条形磁体的N极将向内偏转 C．条形磁体受到细线的拉力大于其受到的重力 D．条形磁体受到细线的拉力等于其受到的重力 【答案】C 【详解】AB．根据条形磁体的磁感线分布特点和左手定则可知，直导线a端所受安培力垂直纸面向里，b端所受安培力垂直纸面向外，根据牛顿第三定律可知，磁铁的N极受到方向垂直纸面向外的作用力，S极受到方向垂直纸面向内的作用力，故条形磁体的N极应向纸面外偏转，故AB错误； CD．由上分析可知，磁铁会逆时针（从上向下看）转动，在转过90°时对直导线有向上的作用力，所以磁铁受到向下的作用力，故磁铁受到的拉力大于其受到的重力，故C正确，D错误。 故选C。 4．（2026·甘肃兰州·一模）如图所示，半径为R的刚性圆形线框悬挂在弹簧测力计下端，通有adcba方向的电流，开始时与匀强磁场边界AB相切。现将线圈沿竖直方向缓慢上提，提起高度为0.4R时弹簧测力计的读数为F，提起高度为R时弹簧测力计的读数为2F，提升过程中电流大小恒为I。则磁感应强度大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】提起高度为0.4R时，根据几何关系，线圈受到安培力 根据左手定则判断，安培力方向向下，此时 提起高度为R时，线圈受到安培力 此时 解得 故选B。 题型3　安培力作用下的平衡与加速问题 5．（2026·江苏南京·二模）如图，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向的夹角均为θ，仅改变下列某一个条件，能使θ变大的情形是（　　） A．棒中的电流变大 B．两悬线等长变短 C．金属棒质量变大 D．磁感应强度变小 【答案】A 【详解】对棒分析可知 则要使θ变大，可以使棒中的电流I变大，减小棒的质量m，增大磁感应强度B；改变悬线长度不影响θ大小。 故选A。 6．（2026·广东广州·一模）（多选）无人机电磁弹射技术的原理简化如图：两根固定、水平平行放置的弹射轨道处于方向竖直向上的匀强磁场中，与机身相连的金属牵引杆ab垂直静置在轨道上。ab杆通上恒定电流后做匀加速运动，到轨道末端时，无人机脱离金属杆起飞。忽略一切阻力，若（　　） A．仅将电流大小变为两倍，则无人机起飞速度变为原来两倍 B．仅将电流大小变为两倍，则无人机起飞动能变为原来两倍 C．仅将磁感应强度变为两倍，则无人机起飞速度变为原来两倍 D．仅将磁感应强度变为两倍，则无人机起飞动能变为原来两倍 【答案】BD 【详解】牵引杆所受的安培力为 根据牛顿第二定律，有 令加速距离为x，根据速度-位移公式，有 联立可得 A．仅将电流大小变为两倍，则无人机起飞速度变为原来倍，故A错误； B．无人机的动能为 仅将电流大小变为两倍，则无人机起飞动能变为原来两倍，故B正确； C．仅将磁感应强度变为两倍，则无人机起飞速度变为原来倍，故C错误； D．无人机的动能为 仅将磁感应强度变为两倍，则无人机起飞动能变为原来两倍，故D正确。 故选BD。 7．（24-25高三上·河北保定·期末）如图所示，倾角为的光滑斜面置于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为，一质量为、长为的导体棒，通以垂直纸面向外、电流大小为的电流时，放在斜面上恰好能保持静止。如果将磁场方向变为垂直斜面向上，磁感应强度大小变为，其他物理量保持不变，导体棒还能静止在斜面上。已知重力加速度为，则（　　）    A． B． C． D． 【答案】C 【详解】AB．磁场竖直向上时，对导体棒受力分析如图甲所示    支持力和安培力的合力竖直向上，大小等于重力大小。则 解得 故AB错误； C D．磁场方向垂直斜面向上时，对导体棒受力分析如图乙所示    支持力和安培力的合力竖直向上，大小等于重力大小。则 得 故C正确，D错误。 故选C。 ❀ 提能力 · 冲211 ❀ 8．（2026·河北邯郸·二模）某物理兴趣小组利用手机中的指南针测量地磁场的水平分量。他们在水平地面放置一长直通电导线，导线沿南北方向水平放置，已知通有恒定电流I的长直导线在距轴线r处产生的磁感应强度大小为，其中。将手机放置在一水平静止高度为0.01m的架子上，手机始终处于导线正上方的水平面内且长边与导线平行。导线中不通电时，在地磁场作用下静止的手机指南针如图甲所示；导线中通以大小为0.69A的恒定电流时，静止的手机指南针如图乙所示。则该处地磁场的水平分量大小约为（　　） A．24µT B．26µT C．28µT D．30µT 【答案】A 【详解】指南针向西偏转，用安培定则判断直导线上方磁场应该为向西方向，根据题目中的已知条件 ， 可以计算出导线在手机处产生磁场的磁感应强度大小为 结合地磁场和导线磁场叠加后使指南针偏转，可得 解得 故选A。 9．（24-25·上海·阶段检测）水平桌面上一条形磁铁的上方，有一根通电直导线由S极的上端平行于桌面移到N极上端的过程中，磁铁始终保持静止，导线始终保持与磁铁垂直，电流方向如图所示。则在这个过程中，磁铁受到的摩擦力的方向和桌面对磁铁的弹力（　　） A．摩擦力始终为零，弹力大于磁铁重力 B．摩擦力始终不为零，弹力大于磁铁重力 C．摩擦力方向由向左变为向右，弹力大于磁铁重力 D．摩擦力方向由向右变为向左，弹力小于磁铁重力 【答案】C 【详解】如图所示，导线在S极上端时导线所受安培力方向斜向左上方，由牛顿第三定律可知，磁铁受到的磁场力斜向右下方，磁铁有向右的运动趋势，则磁铁受到的摩擦力水平向左；磁铁对桌面的压力大于磁铁的重力，因此桌面对磁铁的弹力大于磁铁重力； 如图所示，当导线在N极上端时，导线所受安培力方向斜向右上方，由牛顿第三定律可知，磁铁受到的磁场力斜向左下方，磁铁有向左的运动趋势，则磁铁受到的摩擦力水平向右；磁铁对桌面的压力大于磁铁的重力，因此桌面对磁铁的弹力大于磁铁重力； 由以上分析可知，磁铁受到的摩擦力先向左后向右，桌面对磁铁的弹力始终大于磁铁的重力； 故ABD错误，C正确； 故选C。 10．（24-25高三上·河南洛阳·阶段检测）（多选）如图所示，水平放置的光滑平行金属导轨，左端通过开关S与内阻不计、电动势为E的电源相连，右端与半径为L＝20 cm的光滑圆弧导轨相接．导轨宽度为20 cm，电阻不计。导轨所在空间有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度B＝0.5 T。一根导体棒ab垂直导轨放置，质量m＝60 g、电阻 R＝1 Ω，用两根长也为20 cm的绝缘细线悬挂，导体棒恰好与导轨接触．当闭合开关S后，导体棒沿圆弧摆动，摆动过程中导体棒始终与导轨接触良好且细线处于张紧状态。导体棒ab速度最大时，细线与竖直方向的夹角 θ＝53°(sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，g＝10 m/s2)，忽略导体棒切割磁感线时产生的感应电动势。则(　　) A．磁场方向一定竖直向上 B．电源的电动势 E＝8 V C．导体棒在摆动过程中所受安培力F＝8 N D．导体棒摆动过程中的最大动能为 0.08 J 【答案】BD 【详解】A．当开关S闭合时，导体棒向右摆动，说明其所受安培力水平向右，由左手定则可知，磁场方向竖直向下，故A错误； BC．设电路中电流为I，电源的电动势为E，有 导体棒速度最大时，细线与竖直方向的夹角则 得 安培力 故B正确，C错误； D．根据动能定理得 解得 故D正确。 故选BD。 11．（23-24·广东广州·期末）“电磁炮”是利用电磁力对弹体加速的新型武器，具有速度快、效率高等优点。如图是“电磁炮”的原理结构示意图。光滑水平加速导轨电阻不计，轨道宽为L=0.2m；在导轨间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B=1×102 T；“电磁炮”弹体总质量m=0.2 kg，其中弹体在轨道间的电阻R=0.4 Ω；可控电源的内阻r=0.6 Ω，电源的电压能自行调节，以保证“电磁炮”匀加速发射；在某次试验发射时，电源为加速弹体提供的电流是I=4×103 A，不计空气阻力。求： （1）弹体所受安培力大小和方向； （2）弹体从静止加速到4 km/s，轨道至少要多长； （3）弹体从静止加速到4 km/s过程中，该系统消耗的总能量； （4）请简要说明电源的电压如何自行调节，才可以保证“电磁炮”匀加速发射。 【答案】（1）8×104 N，水平向右；（2）20 m；（3）1.76×106 J；（4）增大的电源电压与增大的感应电动势的差值保持不变 【详解】（1）由安培力公式得安培力大小 由左手定则可知安培力方向水平向右。 （2）由动能定理可得 弹体从静止加速到4 km/s，代入数值得 x=20m （3）根据牛顿第二定律 F=ma 速度时间公式 v=at 知发射弹体用时 =1×10-2 s 发射弹体过程产生的焦耳热 Q=I2（R＋r）t=1.6×105 J 弹体的动能 =1.6×106 J 系统消耗的总能量 （4）由于弹体的速度增大，弹体切割磁感线产生感应电动势增大，电源的电压应增大，抵消产生的感应电动势，以保证电源为加速弹体提供恒定的电流，电源电压应逐渐变大，使增大的电源电压与增大的感应电动势的差值保持不变，从而使电磁炮匀加速发射。 第 2 页 共 8 页 第 1 页 共 8 页 学科网（北京）股份有限公司 $2027届新高考高三第一轮复习 高三物理备课组 新课标 · 新高考2027届高三第一轮复习 复习课后分层作业 第28讲 磁场及其对电流的作用 （基础版：专门面向物理基础较弱学生、艺体生的练习） 班级：_________ 学号：_________ 姓名：_________ 分数：_________ ❀ 夯基础 · 保本科 ❀ 题型1　安培定则与磁场的叠加 1．（2026·广东·模拟预测）如图所示，水平长直软导线两端固定，小磁针在软导线下方与导线平行，给软导线通入从到的恒定电流，看到的现象是（　　） A．软导线最终向上弯曲 B．软导线沿水平方向向纸面外弯曲 C．小磁铁保持静止不动 D．俯视看，小磁针沿顺时针方向转动一定角度 2．（2025·湖北·高考真题）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 题型2　安培力的分析与计算 3．（25-26·宁夏银川·期末）若用细线将一条形磁体悬挂于天花板上，条形磁体处于水平且静止的状态。当磁体正下方导线ab中通有如图所示的电流时，则（　　） A．条形磁体的N极将向上偏转 B．条形磁体的N极将向内偏转 C．条形磁体受到细线的拉力大于其受到的重力 D．条形磁体受到细线的拉力等于其受到的重力 4．（2026·甘肃兰州·一模）如图所示，半径为R的刚性圆形线框悬挂在弹簧测力计下端，通有adcba方向的电流，开始时与匀强磁场边界AB相切。现将线圈沿竖直方向缓慢上提，提起高度为0.4R时弹簧测力计的读数为F，提起高度为R时弹簧测力计的读数为2F，提升过程中电流大小恒为I。则磁感应强度大小为（　　） A． B． C． D． 题型3　安培力作用下的平衡与加速问题 5．（2026·江苏南京·二模）如图，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向的夹角均为θ，仅改变下列某一个条件，能使θ变大的情形是（　　） A．棒中的电流变大 B．两悬线等长变短 C．金属棒质量变大 D．磁感应强度变小 6．（2026·广东广州·一模）（多选）无人机电磁弹射技术的原理简化如图：两根固定、水平平行放置的弹射轨道处于方向竖直向上的匀强磁场中，与机身相连的金属牵引杆ab垂直静置在轨道上。ab杆通上恒定电流后做匀加速运动，到轨道末端时，无人机脱离金属杆起飞。忽略一切阻力，若（　　） A．仅将电流大小变为两倍，则无人机起飞速度变为原来两倍 B．仅将电流大小变为两倍，则无人机起飞动能变为原来两倍 C．仅将磁感应强度变为两倍，则无人机起飞速度变为原来两倍 D．仅将磁感应强度变为两倍，则无人机起飞动能变为原来两倍 7．（24-25高三上·河北保定·期末）如图所示，倾角为的光滑斜面置于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为，一质量为、长为的导体棒，通以垂直纸面向外、电流大小为的电流时，放在斜面上恰好能保持静止。如果将磁场方向变为垂直斜面向上，磁感应强度大小变为，其他物理量保持不变，导体棒还能静止在斜面上。已知重力加速度为，则（　　）    A． B． C． D． ❀ 提能力 · 冲211 ❀ 8．（2026·河北邯郸·二模）某物理兴趣小组利用手机中的指南针测量地磁场的水平分量。他们在水平地面放置一长直通电导线，导线沿南北方向水平放置，已知通有恒定电流I的长直导线在距轴线r处产生的磁感应强度大小为，其中。将手机放置在一水平静止高度为0.01m的架子上，手机始终处于导线正上方的水平面内且长边与导线平行。导线中不通电时，在地磁场作用下静止的手机指南针如图甲所示；导线中通以大小为0.69A的恒定电流时，静止的手机指南针如图乙所示。则该处地磁场的水平分量大小约为（　　） A．24µT B．26µT C．28µT D．30µT 9．（24-25·上海·阶段检测）水平桌面上一条形磁铁的上方，有一根通电直导线由S极的上端平行于桌面移到N极上端的过程中，磁铁始终保持静止，导线始终保持与磁铁垂直，电流方向如图所示。则在这个过程中，磁铁受到的摩擦力的方向和桌面对磁铁的弹力（　　） A．摩擦力始终为零，弹力大于磁铁重力 B．摩擦力始终不为零，弹力大于磁铁重力 C．摩擦力方向由向左变为向右，弹力大于磁铁重力 D．摩擦力方向由向右变为向左，弹力小于磁铁重力 10．（24-25高三上·河南洛阳·阶段检测）（多选）如图所示，水平放置的光滑平行金属导轨，左端通过开关S与内阻不计、电动势为E的电源相连，右端与半径为L＝20 cm的光滑圆弧导轨相接．导轨宽度为20 cm，电阻不计。导轨所在空间有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度B＝0.5 T。一根导体棒ab垂直导轨放置，质量m＝60 g、电阻 R＝1 Ω，用两根长也为20 cm的绝缘细线悬挂，导体棒恰好与导轨接触．当闭合开关S后，导体棒沿圆弧摆动，摆动过程中导体棒始终与导轨接触良好且细线处于张紧状态。导体棒ab速度最大时，细线与竖直方向的夹角 θ＝53°(sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，g＝10 m/s2)，忽略导体棒切割磁感线时产生的感应电动势。则(　　) A．磁场方向一定竖直向上 B．电源的电动势 E＝8 V C．导体棒在摆动过程中所受安培力F＝8 N D．导体棒摆动过程中的最大动能为 0.08 J 11．（23-24·广东广州·期末）“电磁炮”是利用电磁力对弹体加速的新型武器，具有速度快、效率高等优点。如图是“电磁炮”的原理结构示意图。光滑水平加速导轨电阻不计，轨道宽为L=0.2m；在导轨间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B=1×102 T；“电磁炮”弹体总质量m=0.2 kg，其中弹体在轨道间的电阻R=0.4 Ω；可控电源的内阻r=0.6 Ω，电源的电压能自行调节，以保证“电磁炮”匀加速发射；在某次试验发射时，电源为加速弹体提供的电流是I=4×103 A，不计空气阻力。求： （1）弹体所受安培力大小和方向； （2）弹体从静止加速到4 km/s，轨道至少要多长； （3）弹体从静止加速到4 km/s过程中，该系统消耗的总能量； （4）请简要说明电源的电压如何自行调节，才可以保证“电磁炮”匀加速发射。 第 2 页 共 8 页 第 1 页 共 8 页 学科网（北京）股份有限公司 $