第1章 专题提升课2 分层训练能力提升-【优学精讲】2026-2027学年高中物理选择性必修二同步教参（人教版）

1．(多选)两个相同的轻质铝环能在一个光滑的绝缘圆柱体上自由移动，设大小不同的电流按如图所示的方向通入两铝环，则两铝环的运动情况是(　　) A．两环彼此相向运动 B．两环彼此背向运动 C．电流大的铝环加速度大 D．两环的加速度大小相等 解析：选AD。由题图可知，两环的电流方向相同，则两环之间的安培力为吸引力，两环彼此相向运动；根据牛顿第三定律可知，两环之间的安培力大小相等，则两环的加速度大小相等。 2.如图所示，一架悬挂于天花板上的弹簧测力计下挂水平导线AB，导线中通有向右的电流I1，导线中心的正下方固定有与导线AB垂直的另一长直导线，当长直导线中通入向里的电流I2时，关于导线AB的运动及弹簧测力计示数的变化正确的是(　　) A．A端向外、B端向里转动，弹簧测力计的示数增大 B．A端向里、B端向外转动，弹簧测力计的示数减小 C．A端向里、B端向外转动，弹簧测力计的示数增大 D．A端向外、B端向里转动，弹簧测力计的示数减小 解析： 选A。根据安培定则可知，AB下方长直导线产生磁场的磁感线是同心圆，方向如图所示。因此对AB左半段，可以用左手定则判断出A端受到垂直于纸面向外的力，同理也可以分析出B端受垂直于纸面向里的力，从而使得A端转向纸外，B端转向纸里。AB转动后电流的方向也向里，两个电流之间相互吸引，所以AB对弹簧测力计的拉力将增大，则弹簧测力计的示数增大，故A正确。 3.如图所示，蹄形磁铁用悬线悬于O点，在磁铁的正下方有一水平放置的长直导线，当导线中通以由左向右的电流时，蹄形磁铁的运动情况将是(　　) A．静止不动 B．向纸外摆动 C．N极向纸内、S极向纸外转动 D．N极向纸外、S极向纸内转动 解析：选D。假设磁铁不动，导线运动，通电导线左边的磁场斜向右下，而右边的磁场是斜向右上，那么在导线两侧取两小段，根据左手定则可知，左边一小段所受的安培力方向垂直于纸面向里，右侧一小段所受安培力的方向垂直于纸面向外，从上往下看，导线顺时针转动，当转动90°时，导线所受的安培力方向向上，所以导线的运动情况为顺时针转动(从上向下看)，同时上升；现在导线不动，磁铁运动，根据相对运动，则有磁铁逆时针转动(从上向下看)，即N极向纸外转动，S极向纸内转动，故D正确，A、B、C错误。 4.(2026·山东日照市期中)如图所示，圆的两条直径AC和BD相互垂直，圆心为O，在A点和C点各有垂直于纸面的通电直导线，电流大小相等、方向相反。在D点放一小磁针(图中未画)，下列说法正确的是(　　) A．B、D两点的磁感应强度相同 B．O点的磁感应强度为零 C．两通电导线相互吸引 D．小磁针静止时，S极指向O点 解析：选A。A点的通电直导线在D处的磁场方向指向C，C点的通电直导线在D处的磁场方向指向A，由于AD、CD距离相等，所以两直导线分别在D处的磁感应强度大小相等，所以合磁感应强度方向指向O，即小磁针静止时N极指向O，同理可判断B点的磁感应强度方向也向左，大小与D点相等，故A正确，D错误；两直导线中电流大小相等，到圆心O的距离相等，由安培定则可知，两直导线中电流在O点处产生的磁感应强度大小相等、方向相同，则两直导线在O点的合磁感应强度不为零，故B错误；根据同向电流互相吸引，异向电流互相排斥可知，两导线互相排斥，故C错误。 5.(8分)绝缘水平桌面有一竖直向上的匀强磁场B＝1 T，间距L＝1 m的平行金属导轨固定在桌面上，左端连接的电源的电动势E＝15 V、内阻r＝1 Ω。质量m＝0.5 kg的金属棒垂直于导轨放置，与导轨间的动摩擦因数μ＝0.5。细线一端系在金属棒的中点，另一端通过桌边光滑定滑轮挂一重物时，金属棒恰处于静止状态且刚好不向右滑，细线水平且与金属棒垂直。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10 m/s2，金属棒接入电路的电阻R＝2 Ω，导轨电阻不计，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6。 (1)求悬挂重物的质量M。(4分) (2)若锁定金属棒，保持磁感应强度大小不变，将磁场方向顺时针旋转过53°后解锁金属棒的瞬间，求重物加速度a的大小。(4分) 解析：(1)金属棒恰处于静止状态且刚好不向右滑，有BIL＋μmg＝Mg 金属棒中的电流I＝ 解得M＝0.75 kg。 (2)设磁场旋转后轨道对金属棒的支持力为FN，有 BIL sin 53°＋FN＝mg 磁场旋转后，安培力水平方向分量减小，金属棒向右加速，有Mg－BIL cos 53°－μFN＝(m＋M)a 解得a＝3.2 m/s2。 答案：(1)0.75 kg　(2)3.2 m/s2 6．(8分)如图所示，在竖直平面内有一个半径为r、质量为m0的金属圆环，圆环平面与纸面平行，圆环部分处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里，磁场的水平边界与圆环相交于M、N点，圆心角∠MON＝120°。用绝缘轻绳把放在斜面上的滑块通过定滑轮与圆环相连。当圆环中通有逆时针方向大小I＝的电流时，滑块保持静止。已知斜面倾角为30°，斜面和滑轮均光滑，重力加速度大小为g。 (1)求滑块的质量。(4分) (2)若圆环电流I大小不变，方向突然变为顺时针方向，则此时滑块的瞬时加速度为多大？(4分) 解析：(1)设滑块质量为m，圆环处在磁场中部分所受安培力F＝2BIr sin 60° 方向竖直向上，系统处于静止状态，则有m0g－F－mg sin 30°＝0 联立解得m＝m0。 (2)电流I反向后，安培力大小不变，方向相反，对系统，根据牛顿第二定律有m0g＋F－mg sin 30°＝a 联立解得a＝。 答案：(1)m0　(2) 7．(10分)如图所示，水平面上固定两根平行导轨，间距为L，导轨内部空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B，一质量为m、长为3L、电阻为3R的均匀金属棒恰好垂直对称静置在导轨上，如图中实线所示，电源电动势为E，内阻为R，闭合开关，金属棒恰好静止不动。重力加速度为g，其他处电阻忽略不计，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求： (1)金属棒所受安培力的大小；(4分) (2)将金属棒与导轨间夹角为30°静置，如图中虚线所示，闭合开关瞬间导体棒的加速度大小。(6分) 解析：(1)当闭合开关时，金属棒接入电路的电阻为R，根据闭合电路欧姆定律有I1＝ 安培力F1＝BI1L 联立解得F1＝。 (2)当垂直放置时，金属棒恰好静止不动，二力平衡F1＝f 当夹角为30°时，金属棒接入电路的电阻为2R，根据闭合电路欧姆定律有I2＝ 此时安培力F2＝2BI2L 由牛顿第二定律得F2－f＝ma 联立解得a＝。 答案：(1)　(2) 学科网（北京）股份有限公司 $