13.磁场安培力-【三新金卷】2027年高三物理一轮复习周测阶梯卷（安徽专用）

2027高考总复习·周测阶梯卷·物理（十三） 13.磁场安培力 班级 姓名 考号 得分 本试卷满分100分，考试时间45分钟 一、选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项 中，只有一项是符合要求的。 1.如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B。L形导线通以恒定电流I,放置 在磁场中。已知ab边长为2l,与磁场方向垂直，bc边长为l,与磁场方向 平行。该导线受到的安培力为 A.0 B.BIl C.2BIL D.√5BIl 2.如图所示，在磁感应强度大小为B。的匀强磁场中（图中未画出），在M、N 处各有一条长直导线垂直穿过纸面，M处导线中通有垂直纸面向里的恒 定电流，N处导线中通有垂直纸面向外的恒定电流，两电流大小相等，M 和N是以MN为直径的圆弧上的两点，O为圆弧的圆心。这时O点的磁 感应强度大小为O。若将N处长直导线移开，则O点的磁感应强度的大 小及方向为 M☒ ·N A2B,向上 BB,向下C3 2向上 向下 3.如图所示，两根相互平行的长直导线分别通有大小和方向相同的电流I, a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点，且a、b、c与两导线共面：b 点与两导线的距离相等，b、d的连线与导线所在平面垂直，则磁感应强度 可能为零的点是 ●d A.d点 B.c点 C.b点 D.a点 4.如图所示，粗细均匀的金属棒MN固定于足够大的匀强磁场中，金属棒与 磁场方向垂直，将金属棒与恒压电源相接，金属棒MN所受安培力的大小 为F,现仅将金属棒均匀拉长到原来的2倍，则金属棒MN所受安培力的 大小为 A.4F B.2F c号 0. 5.如图所示，“日”字金属线框由七段粗细均匀的金属棒组成，每一段的长度 均为L,电阻均为R,线框固定在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方 向与线框平面垂直。两段电阻不计的导线分别连接在左、右两侧金属棒 的中点，通过导线给线框加上电压U,则金属线框受到的安培力大小为 A.3BLU 2R B.4BLU 3R C.3BLU D. 2BLU R 3R 高考总复习·周测阶梯卷·物理（十三）P13-127-3A 6.电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图所示，利用这种装置可以把 质量为100g的弹体（包括金属杆EF的质量）加速到400m/s。若这种装 置的轨道宽为1m,长为100m,通过的电流为10A,轨道摩擦不计，空气 阻力不计。则轨道间所加匀强磁场的磁感应强度大小和弹体所受安培力 的最大功率分别为 A.4T3.2×104W B.4T1.6×10W C.8T3.2×104W D.8T1.6×104W 7.如图所示，在同一绝缘水平面上固定三根平行且等间距的长直通电导线 a、b、c,导线中通有大小相等的恒定电流。已知导线a受到的安培力方向 向左，则下列说法正确的是 A.导线b中电流方向一定与导线a中电流方向相同 B.导线c受到的安培力一定向右 C.导线a、c受到的安培力的大小不一定相等 D.导线b受到的安培力一定最大 8.(2026·河北)如图所示，在长直螺线管中间区域放置一个匝数为n、面积 为S的同轴小线圈。已知，长直螺线管通电后其内部磁场处处相同，磁感 应强度的大小B与螺线管中的电流I成正比，即B=αI。在一段时间内， 若电流I随时间t的变化关系满足I=3(3为常量)，由理想电压表测出小 线圈的感应电动势为E,则α可以表示为 A.②E B.②E βS n,3 ·3S D.、E nBS 二、选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的选项中， 有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选 错的得0分。 9.如图所示，水平桌面上直立一条形磁铁，磁铁正上方有一个半径为R的导 电圆环处于静止状态，圆环的圆心在磁极的正上方。下列说法正确的是 A.若条形磁铁的上端为N极，则圆环中电流的方向为顺时针 (俯视) B.若条形磁铁的上端为S极，则圆环中电流的方向为顺时针（俯视） C.磁铁对桌面的压力等于磁铁的重力 D.磁铁对桌面的压力大于磁铁的重力 10.如图所示，在倾角0=30°的光滑导轨的上端接有一个电动势E=5V、内 阻r=12的电源，两平行导轨间距L=10cm,将一质量m=30g、有效电 阻R=4Ω的金属棒水平放置在导轨上。若导轨处在匀强磁场中，当闭 合开关后，金属棒刚好能静止在导轨上，重力加速度取g=10m/s2,则 A.通过金属棒的电流大小为1.25A R B.空间所加磁场的磁感应强度的最小值为1.5T 10 C.若磁感应强度的方向竖直向下，则其大小为√T D.若磁感应强度方向水平，则金属棒不可能静止 选择题答题栏 题号 1 2 3 4 5 6 8 9 10 答案 三、非选择题：本题共2小题，共58分。 11.(28分)如图所示的空间中存在磁感应强度大小为B、方向垂直斜面向上 的匀强磁场，粗糙斜面上放置一根质量为、长为L的导体棒，导体棒通 有大小未知，方向垂直纸面向里的恒定电流。已知斜面的倾角为，导体 棒与斜面间的动摩擦因数为u,u<tan9,若最大静摩擦力等于滑动摩擦 力，求： (1)若导体棒能恰好无摩擦地静止在斜面上，导体棒中通入的电流大 小I; (2)若导体棒能静止在斜面上不滑动，导体棒中通入的电流范围。 B 高考总复习·周测阶梯卷·物理（十三）P13一227一3A 12.(30分)如图所示，两平行金属导轨相距l=0.25m,导轨所在平面与水平 面的夹角0=30°，导轨上端通过一开关S连接电源E和滑动变阻器R, 电源电动势E=12V、内阻不计，整个装置处在磁感应强度B=0.8T、方 向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。一质量m=0.2kg的金属条ab垂 直放置在导轨上，与导轨间的动摩擦因数以名，不计金属条和导轨的 电阻，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取g=10m/s2。要使 金属条静止在导轨上，求滑动变阻器R的取值范围。 a(十三) 题号 1 2 3 4 6 6 7 8 9 10 答案 C A C C B C C D AD BC 1.【答案】C 【解析】因bc段与磁场方向平行，则不受安培力；ab段与磁场方向垂直，则受安培力为F。=BI·2l=2BIl,则该 导线受到的安培力为2BIl。 2.【答案】A 【解析】根据安培定则可知，两导线在O点形成的磁感应强度方向向下，合磁感应强度大小为B。。则两导线单独 形成的磁感应强度大小为号，撒掉N处导线后，0点合篮感应强度大小为，方向向上，A正确。 3.【答案】C 【解析】两电流在该点的合磁感应强度为0，说明两电流在该点的磁感应强度满足等大反向关系，根据右手螺旋 定则，在两电流的连线中点磁感应强度大小相等，方向相反，则磁感应强度可能为零的点是b点，C正确，ABD 错误。 4.【答案】C 【解析】根据电阻定律R-专可知将全属棒均匀拉长到原来的2倍，其电阻变为原来的4倍，由1一長可知通过 金属棒的电流变为原来的子，由F=BIL可知金属棒MN所受安培力的大小变为原来的？，ABD错误，C正确。 5.【答案】B 【解析电路中的总电H为R:名R,电路中的自流为1忌-贺则线框受到的安培力=1·2-4 3R B正确。 6.【答案】C 【解析】电磁炮在安培力的作用下，沿轨道做匀加速运动。因为通过100m的位移加速至400m/s,由动能定理可 得F袋5=△E,即BLs=m,”-0,代入数据可得B=8T。弹体运动过程中，其所受安培力的最大功率P Fvm=BILvn=3.2×104W,C正确。 7.【答案】C 【解析】由于导线α受到的安培力方向垂直导线向左，故导线b的电流方向一定与a中电流方向相反，A错误；若 导线c的电流方向与a相反，则导线c受到安培力的方向向左；若导线c的电流方向与a相同，则导线c受到安 培力的方向向右，B错误；只有当导线c的电流方向与a相同时，导线a、c受到安培力的大小才相等，C正确；只 有当导线c的电流方向与b相同时，导线b受到安培力才最大，D错误。 8.【答案】D 【解析】根据法拉第电磁感应定律有E=S·A5,根据题意有B=al,1=,联立可得E=nS3,解得a=E △t S 9.【答案】AD 高考总复习·周测阶梯卷·物理（十三）·答案P2927-3AJ 【解析】若条形磁铁的上端为N极，由左手定则可知，圆环上各小段所受安培力斜向上，可以平衡，由安培定则可 知A正确；同理可知B错误；以磁铁和圆环整体为研究对象，磁铁对桌面的压力大于磁铁的重力，D正确、C 错误。 10.【答案】BC 【解析】闭合电路欧姆定律可得I厂录，=1A,A错误：对全属棒受力分析可知，当安培力沿斜面向上时，安 培力最小，此时，F安=mgsin0=0.03×10×sin30°N=0.15N,当安培力最小时，磁感应强度方向与电流方向相 互垂直，磁感应强度最小值B=整=1.5T,B正确：若磁感应强度的方向竖直向下，根据平衡条件，有 IL gsin0=BILcos0,解得B=√5T,C正确；若磁感应强度方向水平向右，且大小满足mg=BIL,即B=3T时， 金属棒能静止，D错误。 11.【解析】(1)导体棒受力如图，根据共点力平衡得：F。=mgsin0 导体棒所受的安培力F。=I。BL 解得I,=ngsing BL (2)电流较大时，安培力较大，摩擦力沿斜面向下，受到最大静摩擦力，根据受力平衡有 mgsine++umgcos0=I BL 解得I1=mngsin0+mgcos0 BL 电流较小时，安培力较小，摩擦力沿斜面向上，受到最大静摩擦力，根据受力平衡有 mgsin-I2 BL+umgcos0 解得I,=mgsin0-mgcos9 BL 故导体棒中通入的电流范围为gsin0 mgeos0≤I≤mgsin牛mgcos6 BL BL 12.【解析】当滑动变阻器R的阻值较大时，回路中电流较小，安培力较小，此时金属条αb受到的摩擦力沿导轨平面 向上。设摩擦力大小为f,此时滑动变阻器的阻值为R1,有 mg9=f+B是 恰好滑动时，金属条受到的摩擦力f=umgcos0=0.5N 代入数据，解得R1=4.82 当滑动变阻器R的阻值较小时，回路中电流较大，安培力较大，此时金属条αb受到的摩擦力沿导轨平面向下。 设此时滑动变阻器阻值为R2,有 mgn0+f-B虎 代入数据，解得R2=1.62 所以，当滑动变阻器R的阻值1.62≤R≤4.8时，金属条可静止在导轨上 高考总复习·周测阶梯卷·物理（十三）·答案P3027-3AJ