高考物理最新模拟题精选训练磁场专题安培力含解析
2025届高考物理一轮复习专题卷： 安培力与洛伦兹力(含解析)
2025届高考物理一轮复习专题卷： 安培力与洛伦兹力一、单选题1．如图所示，一带负电的粒子(不计重力)进入磁场中，图中的磁场方向、速度方向及带电粒子所受的洛伦兹力方向标示正确的是( )A.B.C.D.2．速度选择器是质谱仪的重要组成部分，工作时电场和磁场联合作用，从各种速率的带电粒子中选择出具有一定速率的粒子。
下列结构能成为速度选择器的是( )A. B.C. D.3．图是简化的某种旋转磁极式发电机原理图。
定子是仅匝数n 不同的两线圈，，二者轴线在同一平面内且相互垂直，两线圈到其轴线交点O 的距离相等，且均连接阻值为R 的电阻，转子是中心在O 点的条形磁铁，绕O 点在该平面内匀速转动时，两线圈输出正弦式交变电流。
不计线圈电阻、自感及两线圈间的相互影响，下列说法正确的是( )12n nA.两线圈产生的电动势的有效值相等B.两线圈产生的交变电流频率相等C.两线圈产生的电动势同时达到最大值D.两电阻消耗的电功率相等4．某同学搬运如图所示的磁电式电流表时，发现表针晃动剧烈且不易停止。
按照老师建议，该同学在两接线柱间接一根导线后再次搬运，发现表针晃动明显减弱且能很快停止。
下列说法正确的是( )A.未接导线时，表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势B.未接导线时，表针晃动剧烈是因为表内线圈受到安培力的作用C.接上导线后，表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势D.接上导线后，表针晃动减弱是因为表内线圈受到安培力的作用5．如图所示，为高中物理实验室常用的磁电式电流表的内部结构，基本组成部分是磁体和放在磁体两极之间的线圈，其物理原理就是通电线圈因受安培力而转动。
电流表的两磁极装有极靴，极靴中间还有一个用软铁制成的圆柱。
关于磁电式电流表，下列说法正确的是( )A.铁质圆柱内部磁感应强度为零B.线圈的磁通量始终为零C.线圈转动时，螺旋弹簧变形，反抗线圈转动D.电流不为零，线圈停止转动后不再受到安培力6．如图所示，一段长方体金属导电材料，左右两端面的边长为a 和b 内有带电量为的自由电子，已知该导电材料单位体积内自由电子数为n ；导电材料置于方向垂直于其前表面向里的匀强磁场中，内部磁感应强度为B 。
高考物理一轮复习磁场《安培力》典型题精排版(含答案)
高考物理一轮复习《安培力》典型题(精排版)1．直导线ab放在如图所示的水平导体框架上，构成一个闭合回路．长直导线cd 和框架处在同一个平面内，且cd和ab平行，当cd中通有电流时，发现ab向左滑动．关于cd中的电流下列说法正确的是( )A．电流肯定在增大，不论电流是什么方向B．电流肯定在减小，不论电流是什么方向C．电流大小恒定，方向由c到dD．电流大小恒定，方向由d到c2．如图所示，用两根相同的细绳水平悬挂一段均匀载流直导线MN，电流I 方向从M到N，绳子的拉力均为F.为使F＝0，可能达到要求的方法是( ) A．加水平向右的磁场B．加水平向左的磁场C．加垂直纸面向里的磁场D．加垂直纸面向外的磁场3．如图所示，一弓形线圈通以逆时针电流，在其圆弧的圆心处，垂直于纸面放一直导线，当直导线通有指向纸内的电流时，线圈将( )A．a端向纸内，b端向纸外转动，且靠近导线B．a端向纸内，b端向纸外转动，且远离导线C．b端向纸内，a端向纸外转动，且靠近导线D．b端向纸内，a端向纸外转动，且远离导线4．如图所示，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直．线段ab、bc和cd的长度均为L，且∠abc＝∠bcd＝135°.流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示．导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力( )A．方向沿纸面向上，大小为(2＋1)ILBB．方向沿纸面向上，大小为(2－1)ILBC．方向沿纸面向下，大小为(2＋1)ILBD．方向沿纸面向下，大小为(2－1)ILB5．如图所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘线水平吊起通电直导线A.A与螺线管垂直，“×”表示导线中电流的方向垂直于纸面向里．电键S闭合后，A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是( )A．水平向左B．水平向右C．竖直向下D．竖直向上6．如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，垂直斜面放置一根长为L、质量为m的直导线，当通以电流I时，欲使导线静止在斜面上，外加匀强磁场B的大小和方向可能是( )A．B＝mg tan α/IL，方向垂直斜面向上B．B＝mg sin α/IL，方向垂直斜面向下C．B＝mg tan α/IL，方向竖直向上D．B＝mg/IL，方向水平向右7．在等边三角形的三个顶点a、b、c处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示．过c点的导线所受安培力的方向( )A．与ab边平行，竖直向上B．与ab边平行，竖直向下C．与ab边垂直，指向左边D．与ab边垂直，指向右边8．如图甲所示，电流恒定的通电直导线MN，垂直平放在两条相互平行的水平光滑长导轨上，电流方向由M指向N，在两轨间存在着竖直磁场，取垂直纸面向里的方向为磁感应强度的正方向，当t＝0时导线恰好静止，若B按如图乙所示的余弦规律变化，下列说法正确的是( )A．在最初的一个周期内，导线在导轨上做往复运动B．在最初的一个周期内，导线一直向左运动C．在最初的半个周期内，导线的加速度先增大后减小D．在最初的半个周期内，导线的速度先增大后减小9．如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，有两根竖直放置的平行导轨AB、CD，导轨上放有质量为m的金属棒MN，棒与导轨间的动摩擦因数为μ，现从t＝0时刻起，给棒通以图示方向的电流，且电流与时间成正比，即I＝kt，其中k为恒量．若金属棒与导轨始终垂直，则如图所示的表示棒所受的摩擦力随时间变化的四幅图中，正确的是( )10．如图所示，在倾角为θ＝30°的斜面上，固定一宽L＝0.25 m的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器．电源电动势E＝12 V，内阻为r＝1.0 Ω.一质量m＝20 g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好．整个装置处于磁感应强度B＝0.80 T、垂直于斜面向上的匀强磁场中(导轨与金属棒的电阻不计)．金属导轨是光滑的，取g＝10 m/s2，要保持金属棒在导轨上静止，求：(1)金属棒所受到的安培力；(2)通过金属棒的电流；(3)滑动变阻器R接入到电路中的阻值．11．磁流体推进船的动力来源于电流与磁场间的相互作用．图甲是在平静海面上某实验船的示意图，磁流体推进器由磁体、电极和矩形通道(简称通道)组成．如图乙所示，通道尺寸a＝2.0 m、b＝0.15 m、c＝0.10 m．工作时，在通道内沿z轴正方向加B＝8.0 T的匀强磁场；沿x轴负方向加匀强电场，使金属板间的电压U＝99.6 V；海水沿y轴方向流过通道．已知海水的电阻率ρ＝0.20 Ω·m.(1)船静止时，求电源接通瞬间推进器对海水推力的大小和方向；(2)船以v s＝5.0 m/s的速度匀速前进．若以船为参照物，海水以5.0 m/s的速率涌入进水口，由于通道的截面积小于进水口的截面积，在通道内海水速率增加到v d＝8.0 m/s.求此时两金属板间的感应电动势U感；(3)船行驶时，通道中海水两侧的电压按U′＝U－U感计算，海水受到电磁力的80%可以转化为对船的推力．当船以v s＝5.0 m/s的速度匀速前进时，求海水推力的功率．高考物理一轮复习《安培力》典型题(精排版)1．解析：导线ab向左滑动，说明通过回路的磁通量在减小，通过回路的磁感应强度在减弱，通过cd的电流大小在减小，与电流方向无关．答案：B2．解析：为使F＝0，则F安必竖直向上且F安＝mg，由左手定则可判定磁场一定是垂直纸面向里，故选项C正确．答案：C3．答案：A4．解析：由左手定则可判断，导线所受磁场力方向沿纸面向上，C、D错；导线的有效长度为ad的长度，即L有效＝(2＋1)L，故安培力的大小为F＝(2＋1)BIL，因此选A.答案：A5．解析：电键闭合后根据安培定则可判定导线所在位置处磁感线的方向为水平向右，再由左手定则判定导线受到安培力的方向为竖直向下，C项正确．答案：C6．解析：导线在重力、支持力和安培力三力作用下平衡，当磁场方向垂直斜面向上时，安培力沿斜面向下，三力不可能平衡，A错；当磁场方向垂直斜面向下时安培力沿斜面向上，则有mg sin α＝BIL，故B＝mg sin α/IL，B项正确；当磁场方向竖直向上时，安培力水平向右，三力不可能平衡，C错；若磁场方向水平向右时，安培力竖直向下，三力也不可能平衡，D错．答案：B7．解析：根据安培定则，a、b在c处产生的磁场分别为垂直于ac连线斜向下和垂直于bc连线斜向下并且大小相等，由平行四边形定则可确定c处合磁场方向向下，又根据左手定则，可判定c处直导线所受安培力方向垂直于ab边，指向左边，所以C项正确．答案：C8．解析：由安培力的表达式F ＝BIL 结合图乙可知，安培力F 在一个周期内随磁感应强度B 的变化而变化，在前14周期内，安培力F 方向不变，大小变小，加速度方向不变，大小变小，由于初速度为零，所以在水平方向上做变加速直线运动；在14周期到12周期内，磁场方向改变，安培力方向改变，加速度方向改变，速度减小，至12周期时速度减小到零，所以D 正确；而后在12周期到34周期内，MN 反向加速，在一个周期结束时又回到原来的位置，所以A 正确．答案：AD9．解析：当F f ＝μBIL ＝μBLkt ＜mg 时，棒沿导轨向下加速；当F f ＝μBLkt ＞mg 时，棒沿导轨向下减速；在棒停止运动前，所受摩擦力为滑动摩擦力，大小为：F f ＝μBLkt ；当棒停止运动时，摩擦力立即变为静摩擦力，大小为：F f ＝mg ，故选项C 正确．答案：C10．解析：金属棒静止在金属导轨上受力平衡，如图所示． (1)F 安＝mg sin 30° F 安＝0.1 N (2)由F 安＝BIL 解得I ＝F 安BL＝0.5 A (3)设变阻器接入电路的阻值为R ，根据闭合电路欧姆定律E ＝I (R ＋r )解得R ＝EI－r ＝23 Ω答案：(1)F 安＝0.1 N (2)I ＝0.5 A (3)R ＝23 Ω11．解析：(1)根据安培力公式，推力F 1＝BI 1b ，其中I 1＝U R ，R ＝ρbac，则F 1＝B U Rb ＝Uac ρB ＝796.8 N ，对海水推力的方向沿y 轴正方向(向右)．(2)U 感＝Bbv d ＝9.6 V.(3)根据欧姆定律，I2＝U′R＝U－Bvdb acρb＝600 A，安培推力F2＝BI2b＝720 N，对船的推力F＝80%F2＝576 N，推力的功率P＝Fv s＝80%F2v s＝2 880 W.答案：(1)796.8 N，沿y轴正方向(2)9.6 V (3)2 880 W。
2020届高考物理第二轮专题复习选择题模拟演练：磁场 安培力(含解析)
2020届高考物理第二轮专题复习选择题模拟演练磁场安培力一、单项选择题1、如图所示，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.如果仅改变下列某一个条件，θ角的相应变化情况是( )A．棒中的电流变大，θ角变大B．两悬线等长变短，θ角变小C．金属棒质量变大，θ角变大D．磁感应强度变大，θ角变小2、如图所示，两平行的粗糙金属导轨水平固定在匀强磁场中，磁感应强度为B，导轨宽度为L，一端与电源连接．一质量为m的金属棒ab垂直于平行导轨放置并接触良好，金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ＝33，在安培力的作用下，金属棒以v0的速度向右匀速运动，通过改变磁感应强度的方向，可使流过导体棒的电流最小，此时磁感应强度的方向与竖直方向的夹角为( )A ．37°B ．30°C ．45°D ．60°3、如图所示，边长为l ，质量为m 的等边三角形导线框用绝缘细线悬挂于天花板，导线框中通一逆时针方向的电流，图中虚线过ab 边中点和ac 边中点，在虚线的下方有一垂直于导线框向里的匀强磁场，其磁感应强度大小为B ，此时导线框处于静止状态，细线中的拉力为F 1；保持其他条件不变，现将虚线下方的磁场移至虚线上方，此时细线中拉力为F 2.导线框中的电流大小为( )A ．F 2－F 1BlB ．F 2－F 12BlC ．2F 2－F 1BlD ．2F 2－F 13Bl4、如图所示，置于倾角为θ的导轨上的通电导体棒ab ，恰好保持静止，在下列四个侧视图中，标出了四种可能的匀强磁场方向，侧视图中棒ab 与导轨之间的摩擦力可能为零的图是( )5、如图所示，两根水平放置且相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1与I2.且I1>I2，与两根导线垂直的同一平面内有a、b、c、d四点，a、b、c在两根导线的水平连线上且间距相等，b是两根导线连线的中点，b、d连线与两根导线连线垂直．则( )A．I2受到的安培力水平向左B．b点磁感应强度为零C．d点磁感应强度的方向必定竖直向下D．a点和c点的磁感应强度不可能都为零6、如图所示，条形磁铁放在水平粗糙桌面上，它的左端上方固定一根与条形磁铁垂直的长直导线，导线中通以如图所示方向的电流时，和原来没有电流通过时相比较，磁铁受到的支持力F N和摩擦力F f( )A．F N减小F f向左B．F N减小F f向右C．F N增大F f向左D．F N增大F f向右7、如图所示，是研究安培力的演示仪，把正方形导线框挂在弹簧秤的下面，导线框平面与纸面垂直．当闭合开关时，导线框外侧边的电流向上(如图所示)，则下列说法正确的是( )A．闭合开关时，弹簧秤的示数变小B．闭合开关后，当滑动变阻器向右滑动时，弹簧秤的示数变大C．若仅变换电源的正、负极后，闭合开关，弹簧秤的示数变小D．若仅把马蹄形磁铁重新放置，使开口向右，N极在上S极在下，线框将受到向左的安培力8、如图所示，绝缘水平桌面上放置一长直导线a，导线a的正上方某处放置另一长直导线b，两导线中均通以垂直纸面向里的恒定电流．现将导线b向右平移一小段距离，若导线a始终保持静止，则( )A．导线b受到的安培力方向始终竖直向下B．导线a对桌面的压力减小C．导线b受到的安培力减小D．导线a受到桌面水平向右的摩擦力9.如图所示，质量为m的导体棒ab垂直圆弧形金属导轨MN、PQ放置，导轨下端接有电源，导体棒与导轨接触良好，不计一切摩擦．现欲使导体棒静止在导轨上，则下列方法可行的是( )A．施加一个沿ab方向的匀强磁场B．施加一个沿ba方向的匀强磁场C．施加一个竖直向下的匀强磁场D．施加一个竖直向上的匀强磁场10、如图所示，空间中存在一匀强磁场，将长度为L的直导线放置在y轴上，当通以大小为I、沿y轴负方向的电流后，测得其受到的安培力大小为F，方向沿x轴正方向．则关于磁感应强度的方向和大小，说法正确的是( )A ．只能沿x 轴正方向B ．可能在xOy 平面内，大小为2F ILC ．可能在xOz 平面内，大小为2F ILD ．可能在yOz 平面内，大小为2F IL二、多项选择题11、有半径为R 的导电圆环处于某一发散的磁场中，其环面的对称轴MN 为竖直方向，该磁场中与圆环相交的磁感线反向延长后交于对称轴上的某点，磁感线与对称轴成θ角，圆环上各点的磁感应强度B 大小相等，若圆环上载有如图所示的恒定电流I ，则( )A ．导电圆环所受的安培力的方向竖直向下B ．导电圆环所受的安培力的方向竖直向上C ．导电圆环所受的安培力的大小为2BIRD．导电圆环所受的安培力的大小为2πBIRsinθ12、如图所示，空间中有斜向右下方与水平方向成θ角的匀强磁场，一绝缘竖直挡板MN垂直于纸面所在的竖直平面，一根通有垂直纸面向外的电流的水平金属杆，紧贴挡板上的O点处于静止状态．下列说法正确的是( )A．若挡板MN表面光滑，略减小金属杆中电流，金属杆可能仍然静止于O点B．若挡板MN表面光滑，略增大金属杆中电流，要保持金属杆仍然静止，可将挡板绕过O点垂直纸面的轴逆时针转动一定角度C．若挡板MN表面粗糙，略增大金属杆中电流，金属杆可能仍然静止，且金属杆所受的静摩擦力一定增大D．若挡板MN表面粗糙，略减小金属杆中电流，金属杆可能仍然静止，且金属杆所受的静摩擦力方向可能竖直向上13、如图所示，质量是M，长为L的直导线通有垂直纸面向外的电流I，被一绝缘线拴着并处在匀强磁场中，导线能静止在倾角为θ的光滑斜面上，则磁感应强度B的大小和方向可能是( )A ．大小为Mg tan θIL，方向垂直斜面向上 B ．大小为Mg sin θIL，方向垂直纸面向里 C ．大小为MgIL，方向水平向右 D ．大小为Mg IL，方向沿斜面向下 14、如图所示，圆圈中的“×”表示电流方向垂直纸面向里，圆圈中的“•”表示电流方向垂直纸面向外．两根通电长直导线a 、b 平行水平放置，a 、b 中的电流强度均为I ，此时a 受到的磁场力大小为F .当在a 、b 的上方再放置一根与a 、b 平行的通电长直导线c 后，a 受到的磁场力大小仍为F ，图中abc 正好构成一个等边三角形，则此时( )A ．b 受到的磁场力大小为FB ．b 受到的磁场力大小为3FC ．c 受到的磁场力大小为FD．c受到的磁场力大小为3F15、如图甲所示，电流恒定的通电直导线MN，垂直平放在两条相互平行且足够长的水平光滑导轨上，电流方向由M指向N，在两导轨间存在着竖直磁场，取垂直纸面向里的方向为磁感应强度的正方向，当t＝0时导线恰好静止，若磁感应强度B按如图乙所示的规律变化，则下列说法正确的是( )A．在最初的一个周期内，导线在导轨上做往复运动B．在最初的一个周期内，导线一直向左运动C．导线一直做加速度不变的匀加速直线运动D．在最初的半个周期内，导线的速度先增大后减小16、如图所示，两平行金属导轨间的距离为L，金属导轨所在的平面与水平面夹角为θ，垂直于导轨所在平面的匀强磁场的磁感应强度为B，金属导轨的一端接有电动势为E、内阻为r的直流电源．现把一个质量为m的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒静止且有沿导轨向上运动的趋势．导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻为R0，金属导轨电阻不计．现让磁场从图示方向顺时针缓慢转为竖直向上的方向，该过程中金属棒始终保持静止，则金属棒受的( )A．合力增大B．安培力大小不变C．弹力增大D．摩擦力增大答案与解析一、单项选择题1、A解析金属棒受到水平的安培力而使悬线偏转，悬线与竖直方向形成夹角，受力分析如图所示，根据平衡条件有tan θ＝F安mg＝BILmg，由该式知，金属棒中的电流变大，θ角变大，选项A正确；两悬线变短，不影响平衡状态，θ角不变，选项B错误；金属棒质量变大，θ角变小，选项C错误；磁感应强度变大，θ角变大，选项D错误．2、B解析由题意对棒受力分析如图所示，设磁感应强度的方向与竖直方向 成θ 角，则有BIL cos θ＝μ(mg －BIL sin θ)，整理得BIL ＝μmg cos θ＋μsin θ，电流有最小值，就相当于安培力有最小值，代入数据解得θ＝30°，则选项A 、C 、D 错误，B 正确．3、A解析 当在虚线的下方有一垂直于导线框向里的匀强磁场，此时导线框处于静止状态，细线中的拉力为F 1，结合矢量的合成法则及三角知识，则线框受到安培力的合力，方向竖直向上，大小为F 安＝BIl－BI l 2，根据平衡条件，则有F 1＋F 安＝mg ；现将虚线下方的磁场移至虚线上方，此时细线中拉力为F 2，则两边受到的安培力大小相等，安培力夹角均为120°，因此安培力合力F ′安＝BI l2，方向向下，则有F 2＝mg ＋F ′安；联立得F 2＝F 1＋BIl ，即I ＝F 2－F 1Bl，选项A 正确． 4、A解析 A 图中棒ab 受重力、水平向右的安培力和斜面的支持力，若三个力平衡，则不受摩擦力，故选项A 正确；B 图中棒ab 受重力、垂直斜面向下的安培力和斜面的支持力，要想处于平衡，一定受摩擦力，故选项B错误；C图中棒ab受重力、竖直向下的安培力和斜面的支持力，要想处于平衡，一定受摩擦力，故选项C错误；D图中棒ab受重力、水平向左的安培力和斜面的支持力，要想处于平衡，一定受摩擦力，故选项D错误．5、D解析电流I1在I2处的磁场方向竖直向下，根据左手定则可知，I2受到的安培力的方向水平向右，故选项A错误；电流I1与I2在b 处产生的磁场方向相同，合磁场方向向下，所以磁感应强度不等于零，故选项B错误；两根水平放置且相互平行的长直导线分别通有方向相反，大小相等的电流I1与I2时，d点的磁感应强度的方向是竖直向下，当两个电流的大小不相等时，d点的合磁场方向不是竖直向下，故选项C错误；电流I1的大小比电流I2大，则c点的磁感应强度可能等于零，a点的磁感应强度不可能等于零，故选项D正确．6、C解析以导线为研究对象，由左手定则判断得知导线所受安培力方向斜向左上方，根据牛顿第三定律得知，导线对磁铁的安培力方向斜向右下方，磁铁有向右运动的趋势，受到地面向左的摩擦力；同时磁铁对地的压力增大，地面对磁铁的支持力也将增大，故选项A、B、D错误，C正确．7、C解析由图可知，磁场方向向左，线框下边中的电流方向向外，由左手定则可知，下边受到的安培力方向向下，弹簧秤示数增大，选项A 错误；闭合开关后，当滑动变阻器向右滑动时，滑动变阻器接入电路中的电阻增大，通过线框的电流减小，线框下边受到的安培力减小，弹簧秤示数减小，选项B错误；若仅变换电源的正、负极后，线框下边中的电流方向向里，由左手定则可知，下边受到的安培力方向向上，弹簧秤示数变小，选项C正确；若仅把马蹄形磁铁重新放置，使开口向右，N极在上S极在下，由左手定则可知，下边受到的安培力方向向右，选项D错误．8、C解析a与b的电流的方向相反，根据电流与电流之间的相互作用力的特点可知，a与b之间的力为吸引力，当b水平向右平移时，导线a产生的磁场方向在b点为向右下方，根据左手定则可知，导线b受到的安培力方向不在竖直方向上，故选项A错误；当b水平向右平移时，a、b间的距离增大，b在a处产生的磁场强度大小减小，a受到的安培力减小且方向发生变化，根据力的合成可知，导线对桌面的压力增大，所以a受到的摩擦力向左，故导线a对桌面的摩擦力向右，故选项B 、D 错误；由于a 、b 间的距离增大，故a 在b 处产生的磁场强度大小减小，根据安培力F ＝BIL 可知，受到的安培力减小，故选项C 正确．9. C解析 施加一个沿ab 方向的匀强磁场或ba 方向的匀强磁场，导体棒都不受安培力，不可能静止在导轨上，则选项A 、B 错误；由b 看向a 时，施加一个竖直向下的匀强磁场，由左手定则可知导体棒所受安培力方向水平向右，可能静止在导轨上，则选项C 正确；由b 看向a 时，施加一个竖直向上的匀强磁场，由左手定则可知，导体棒所受安培力方向水平向左，不可能静止在导轨上，则选项D 错误．7.D解析：电流I 沿y 轴负方向，安培力大小为F ，沿x 轴正方向，若B＝2F IL，则B 与I 不垂直，但要求B 的两个分量，一个沿z 轴正向，一个平行y 轴，那只能在yOz 平面内，选项D 正确，选项A 、B 、C 错误．二、多项选择题11、答案 BD解析 将导线分成小的电流元，任取一小段电流元为对象，把磁场分解成水平方向和竖直方向的两个分量，则竖直方向的分磁场产生的安培力的合力为零，水平方向的分磁场产生的安培力为F ＝B 水IL ＝2πBIRsinθ，方向为竖直向上，选项B、D正确．12、BD解析若挡板MN表面光滑，对金属杆受力分析，受重力、支持力和安培力，如图所示．根据平衡条件，有F N＝mg tan θ，如果略减小金属杆中电流，则F略减小，而方向不变，支持力方向也不变，根据平衡条件，支持力和安培力大小应该不变，显然矛盾，故选项A错误；三力平衡时，三个力可以构成首尾相连的矢量三角形，如图所示，略增大金属杆中电流，则安培力略增大，要重新平衡，可以将挡板绕过O点垂直纸面的轴逆时针转动一定角度，即支持力逆时针转动一定角度，如图所示，故选项B正确；挡板MN表面粗糙，受重力、支持力、静摩擦力和安培力，其中静摩擦力可能向上、向下或者为零，略增大金属杆中电流，安培力增大，金属杆可能仍然静止，如果原静摩擦力向上，则F cos θ＋f＝mg，静摩擦力可能是减小的，故选项C错误；挡板MN表面粗糙，略减小金属杆中电流，安培力减小，金属杆可能仍然静止，如果静摩擦力向上，则静摩擦力是增加的，故选项D正确．13、BC解析安培力沿斜面向上大小为Mg tan θ，而重力和支持力的合力等于Mg sin θ小于安培力，所以导线有沿斜面往上的运动趋势，选项A错误；B中直导线安培力为零，而绳的拉力、重力和支持力可以满足平衡条件，选项B正确；安培力竖直向上，重力和安培力平衡，没有支持力和拉力，选项C正确；安培力垂直斜面向上大小为Mg，沿斜面方向分解重力，因为Mg>Mg cos θ，所以导线有离开斜面的运动趋势，选项D错误．14、BC解析加上导线c后，a受到的磁场力如图甲所示，a受到的合磁场力仍为F，则受到c给的磁场力大小也为F，与b给的磁场力夹角为120°，故合力为F a＝F，因为abc正好构成一个等边三角形，所以c 给b的磁场力大小为F，b受到的磁场力如图乙所示，根据平行四边形定则可得b受到的磁场力F b＝2F cos 30°＝3F，根据牛顿第三定律可得，c受到的a、b给的磁场力如图丙所示，根据平行四边形定则可得F c ＝F ，选项B 、C 正确．15、AD解析 由安培力的表达式F ＝BIL 结合题图乙可知，安培力F 在一个周期内随磁感应强度B 的变化而变化，在前14周期内，安培力F 大小方向均不变，加速度大小方向均不变，由于初速度为零，所以导线在水平方向上向右做匀加速直线运动；在14周期到12周期内，磁场方向改变，安培力方向改变，加速度方向改变，速度减小，至12周期时速度减小到零，所以选项D 正确；而后在12周期到34周期内，导线MN 反向加速，在一个周期结束时又回到原来的位置，即做往复运动，所以选项A 正确，选项B 、C 错误．16、BC解析：由于金属棒始终保持静止，合力始终为零，保持不变，选项A 错误；由公式F 安＝BIL 可知，由于磁场大小不变，所以安培力大小不变，选项B 正确；磁场垂直斜面时，由平衡条件可得，弹力F N1＝mg cos θ，磁场为竖直向上时，由平衡条件可得，弹力F N2＝mg cos θ＋F安sin θ，所以弹力变大，选项C正确；磁场垂直斜面时，由平衡条件可得，摩擦力F f1＝F安－mg sin θ，当磁场从图示方向顺时针缓慢转为竖直向上的方向时，安培力大小不变，安培力沿斜面方向的分力减小，当减小到与重力沿斜面向下的分力相等时，摩擦力变为零，当安培力沿斜面方向的分力减小到小于重力沿斜面向下的分力时，摩擦力增大，所以摩擦力先减小后增大，选项D错误．。
高考物理最新模拟题精选训练(磁场)专题 安培力(含解析)
专题02 安培力1.(2017陕西咸阳模拟)如图所示，在光滑水平面上一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来处于静止状态，此时磁铁对水平面的压力为F N1.。
现在磁铁左上方位置固定一导体棒，当导体棒中通一垂直纸面向里的电流瞬间，磁铁对水平面的压力变为F N2。
同时出现其它变化，则以下说法正确的是A．弹簧长度将变长 B．弹簧长度将变C．F N1.>F N2. D．F N1.<F N2.【参考答案】.BD2.（2016·安徽模拟）如图所示，厚度均匀的木板放在水平地面上，木板上放置两个相同的条形磁铁，两磁铁的N极正对。
在两磁铁竖直对称轴上的C点固定一垂直于纸面的长直导线，并通一垂直纸面向里的恒定电流，木板和磁铁始终处于静止状态，则A．导线受到的安培力竖直向上，木板受到地面的摩擦力水平向右B．导线受到的安培力竖直向下，木板受到地面的摩擦力水平向左C．导线受到的安培力水平向右，木板受到地面的摩擦力水平向右D．导线受到的安培力水平向右，木板受到地面的摩擦力为零【参考答案】C【名师解析】条形磁铁的磁场在C处的磁感应强度方向竖直向上，由左手定则可知，长直导线所受的安培力水平向右。
把木板和条形磁铁看成整体，由牛顿第三定律可知，木板和条形磁铁所受安培力向左。
对木板和条形磁铁，由平衡条件可知，木板受到地面的摩擦力水平向右，选项C 正确。
3. （2016·武汉模拟）如图所示，○×表示电流方向垂直纸面向里，○·表示电流方向垂直纸面向外。
两根通电长直导线a 、b 平行且水平放置，a 、b 中的电流强度分别为I 和2I ，此时a 受到的磁场力大小为F 。
当在a 、b 的上方再放置一根与a 、b 平行的通电长直导线c 后，a 受到的磁场力大小仍为F ，图中abc 正好构成一个等边三角形，此时b 受到的磁场力大小为A ．F BC ．D 【参考答案】DF ’= B ’·2I ·，选项D 正确。
模型49 安培力模型(解析版)
2024高考物理二轮复习80热点模型最新高考题模拟题专项训练模型49 安培力模型最新高考题1. （2023高考江苏学业水平选择性考试）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. 0B. BIlC. 2BIlD. 【参考答案】C【名师解析】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 F ab =BI ∙2l =2BIl则该导线受到的安培力为2BIl 。
2. （2023高考选择性考试辽宁卷）安培通过实验研究，发现了电流之间相互作用力的规律。
若两段长度分别为1l ∆和2l ∆、电流大小分别为I 1和I 2的平行直导线间距为r 时，相互作用力的大小可以表示为21221I I l l F kr ∆∆∆=。
比例系数k 的单位是（ ）A. kg·m/（s²·A ）B. kg·m/（s²·A²）C. kg·m²/（s³·A ）D. kg·m²/（s³·A³）【参考答案】B【名师解析】为根据题干公式21221I I l l F k r∆∆∆=整理可得12212Fr k I I l l ∆=∆∆代入相应物理量单位可得比例系数k 单位为22222N kg m/s kg m/(s A )A A ⋅==⋅⋅B 正确。
3. （2022高考湖北物理）如图所示，两平行导轨在同一水平面内。
一导体棒垂直放在导轨上，棒与导轨间的动摩擦因数恒定。
整个装置置于匀强磁场中，磁感应强度大小恒定，方向与金属棒垂直、与水平向右方向的夹角θ可调。
导体棒沿导轨向右运动，现给导体棒通以图示方向的恒定电流，适当调整磁场方向，可以使导体棒沿导轨做匀加速运动或匀减速运动。
安培力(带详细答案)
磁场与安培力考点一对磁感应强度的理解1、理解磁感应强度的三点注意事项(1)磁感应强度由磁场本身决定，因此不能根据定义式B＝FIL认为B与F成正比，与IL成反比。
(2)测量磁感应强度时小段通电导线必须垂直磁场放入，如果平行磁场放入，则所受安培力为零，但不能说该点的磁感应强度为零。
(3)磁感应强度是矢量，其方向为放入其中的小磁针N极的受力方向，也是自由转动的小磁针静止时N极的指向。
2、磁感应强度B与电场强度E的比较3、地磁场的特点(1)在地理两极附近磁场最强，赤道处磁场最弱。
(2)地磁场的N极在地理南极附近，S极在地理北极附近。
(3)在赤道平面(地磁场的中性面)附近，距离地球表面相等的各点，地磁场的强弱程度相同，且方向水平。
1、(多选)(2015·全国卷Ⅱ)指南针是我国古代四大发明之一。
关于指南针，下列说法正确的是()A．指南针可以仅具有一个磁极B．指南针能够指向南北，说明地球具有磁场C．指南针的指向会受到附近铁块的干扰D．在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时指南针不偏转2、(2014·全国卷Ⅰ)关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是( )A ．安培力的方向可以不垂直于直导线B ．安培力的方向总是垂直于磁场的方向C ．安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关D ．将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半3、如图所示，一段导线abcd 位于磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直。
ab 、bc 和cd 段的长度均为L ，且Ⅰabc ＝Ⅰbcd ＝135°。
流经导线的电流为I ，方向如图中箭头所示。
判断导线abcd 所受到的磁场的作用力的合力，下列说法正确的是( )A．方向沿纸面向上，大小为(2＋1)ILBB ．方向沿纸面向上，大小为(2－1)ILBC ．方向沿纸面向下，大小为(2＋1)ILBD ．方向沿纸面向下，大小为(2－1)ILB考点二 安培定则的应用与磁场的叠加1、常见磁体的磁感线2、电流的磁场及安培定则安培定则 磁感线 磁场特点直线电流的磁场无磁极、非匀强磁场，且距导线越远磁场越弱 环形电流的磁场 环形电流的两侧分别是N 极和S 极，且离圆环中心越远磁场越弱通电螺线管的磁场与条形磁铁的磁场相似，管内为匀强磁场，管外为非匀强磁场 3、磁场的叠加：磁感应强度为矢量，合成与分解遵循平行四边形定则。
高考物理复习冲刺压轴题专项突破—安培力(含解析)
高考物理复习冲刺压轴题专项突破—安培力（含解析）一、选择题（1-9题只有一个选项正确，10-12题有多个选项符合条件）1．如图（a ）所示，在倾角37θ=的斜面上放置着一个金属圆环，圆环的上半部分处在垂直斜面向上的匀强磁场（未画出）中，磁感应强度的大小按如图（b ）所示的规律变化。
释放圆环后，在08t t =和09t t =时刻，圆环均能恰好静止在斜面上。
假设圆环与斜面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin 370.6=，则圆环和斜面间的动摩擦因数为（ ）A ．34B ．1516C ．1920D ．2728【答案】D 【解析】根据楞次定律可知，008t 时间内感应电流的方向沿顺时针方向，由左手定则可知圆环上部受安培力沿斜面向下，设圆环半径为r ，电阻为R ，在08t t =时有220101ππ216B B E r r t t t Φ==⋅⋅=，11E I R= 此时圆环恰好静止由平衡得01sin 2cos mg B I r mg θμθ+⋅=同理在09t t =时圆环上部分受到的安培力沿斜面向上2020π2B E r t t ∆Φ==∆，22E I R= 圆环此时恰好静止，由平衡得02sin cos 2mg mg B I r θμθ+=⋅联立以上各式得2728μ=故ABC 错误，D 正确。
故选D 。
2．某实验装置如图所示，用细绳竖直悬挂一个多匝矩形线圈，细绳与传感器相连，传感器可以读出细绳上的拉力大小。
将线框的下边ab 置于蹄形磁铁的、S 极之间，使ab 边垂直于磁场方向且ab 边全部处于N 、S 极之间的区域中。
接通电路的开关，调节滑动变阻器的滑片，当电流表读数为时，传感器的读数为1F ；保持ab 中的电流大小不变，方向相反，传感器的读数变为2F （21F F <）。
已知金属线框的匝数为n ，ab 边长为L ，重力加速度为g ，则可得到（ ）A ．金属线框的质量122F F m g+= B ．N 、S 极之间的磁感应强度12F F B nIL -=C ．传感器的读数为1F 时，ab 中的电流方向为b →aD ．减小电流I 重复实验，则1F 、2F 均减小【答案】A【解析】AB ．通电线圈受到重力安培力和细绳的拉力作用，当电流表读数为I 时，绳子的拉力为1F ，则1F mg nBIL =+保持ab 中的电流大小不变，方向相反，绳子的拉力为2F ，则2F nBIL mg +=联立解得金属框的质量为 122F F m g +=122F F B nIL-= 选项A 正确，B 错误；C ．传感器的读数为1F 时，安培力竖直向下，根据左手定则可知，ab 中的电流方向为a →b ，故C 错误；D ．减小电流I 重复实验，则1F 减小，2F 增大，故D 错误。
磁场与安培力练习题
磁场与安培力练习题在物理学中，磁场与安培力是一个重要的概念和知识点。
为了更好地理解和掌握这部分内容，我们来通过一些练习题进行深入的探讨。
首先，让我们回顾一下磁场的基本概念。
磁场是一种由磁体或电流产生的物理场，它对处于其中的磁极或电流会产生力的作用。
而安培力则是指磁场对电流的作用力。
一、选择题1、一根通有电流的直导线放在匀强磁场中，所受安培力的方向一定（）A 跟电流方向垂直，跟磁场方向垂直B 跟电流方向垂直，跟磁场方向平行C 跟电流方向平行，跟磁场方向垂直D 跟磁场方向相同答案：A解析：安培力的方向既垂直于电流方向，又垂直于磁场方向，所以A 选项正确。
2、关于安培力的大小，下列说法正确的是（）A 安培力的大小跟电流成正比B 安培力的大小跟磁场强度成正比C 安培力的大小跟电流和磁场的夹角有关D 安培力的大小跟导线的长度成正比答案：C解析：安培力的大小 F ＝BILsinθ，其中 B 为磁场强度，I 为电流，L 为导线长度，θ 为电流与磁场的夹角。
所以安培力的大小与电流、磁场强度、导线长度以及电流和磁场的夹角都有关，C 选项正确。
3、如图所示，两根平行放置的长直导线 a 和 b 中通有大小相同、方向相反的电流，a 受到的磁场力大小为 F1，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a 受到的磁场力大小变为 F2，则此时 b 受到的磁场力大小为（）A F2B F1 F2C F1 ＋ F2D 2F1 F2答案：A解析：两根平行放置的长直导线中通有大小相同、方向相反的电流时，它们之间相互作用力大小相等，方向相反。
当加入匀强磁场后，a 受到的磁场力大小发生变化，但 b 受到的磁场力大小仍与 a 变化后的磁场力大小相等，即 F2 ，A 选项正确。
二、填空题1、一根长为 02m 的直导线，通有 2A 的电流，放在磁感应强度为05T 的匀强磁场中，受到的安培力大小最大为____N。
答案：02解析：当电流方向与磁场方向垂直时，安培力最大，F ＝ BIL ＝05×2×02 ＝ 02 N 。
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专题02 安培力
1.(2017陕西咸阳模拟)如图所示，在光滑水平面上一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来处于静止状态，此时磁铁对水平面的压力为F N1.。
现在磁铁左上方位置固定一导体棒，当导体棒中通一垂直纸面向里的电流瞬间，磁铁对水平面的压力变为F N2。
同时出现其它变化，则以下说法正确的是
A．弹簧长度将变长 B．弹簧长度将变
C．F N1.>F N2. D．F N1.<F N2.
【参考答案】.BD
2.（2016·安徽模拟）如图所示，厚度均匀的木板放在水平地面上，木板上放置两个相同的条形磁铁，两磁铁的N极正对。
在两磁铁竖直对称轴上的C点固定一垂直于纸面的长直导线，并通一垂直纸面向里的恒定电流，木板和磁铁始终处于静止状态，则
A．导线受到的安培力竖直向上，木板受到地面的摩擦力水平向右
B．导线受到的安培力竖直向下，木板受到地面的摩擦力水平向左
C．导线受到的安培力水平向右，木板受到地面的摩擦力水平向右
D．导线受到的安培力水平向右，木板受到地面的摩擦力为零
【参考答案】C
【名师解析】条形磁铁的磁场在C处的磁感应强度方向竖直向上，由左手定则可知，长直导线所受的安培力水平向右。
把木板和条形磁铁看成整体，由牛顿第三定律可知，木板和条形
磁铁所受安培力向左。
对木板和条形磁铁，由平衡条件可知，木板受到地面的摩擦力水平向右，选项C 正确。
3. （2016·武汉模拟）如图所示，○
×表示电流方向垂直纸面向里，○·表示电流方向垂直纸面向外。
两根通电长直导线a 、b 平行且水平放置，a 、b 中的电流强度分别为I 和2I ，此时a 受到的磁场力大小为F 。
当在a 、b 的上方再放置一根与a 、b 平行的通电长直导线c 后，a 受到的磁场力大小仍为F ，图中abc 正好构成一个等边三角形，此时b 受到的磁场力大小为
A ．F
B ．3F
C ．23F
D ．7F
【参考答案】D
F ’= B ’·2I ·7F ，选项D 正确。
4. （2016河南八市重点高中联考）如图所示，无限长水平直导线中通有向右的恒定电流I ，导线正下方固定一正方形线框。
线框中叶通有顺时针方向的恒定电流I ，线框边长为L ，线框上边与直导线平行，且到直导线的距离也为L ，已知在长直导线的磁场中距离长直导线r 处的磁感应强度大小为B=kI/r ，线框质量为m ，则释放线框的一瞬间，线框的加速度可能为
A．0 B．
2
kI
m
-g C．
2
2
kI
m
-g D．g -
2
kI
m
【参考答案】AC
【命题意图】本题考查了安培力、牛顿运动定律等知识点。
5.如图所示，将一个半径为R的导电金属圆环串联接入电路中，电路的电流强度为I，接入点a、b是圆环直径上的两个端点，流过圆弧abc和adc的电流相等．金属圆环处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与圆环所在平面垂直．则金属圆环受到的安培力为（）
A．0 B．πBIR. C．2πBIR. D．2BIR.
【参考答案】 C
6.在绝缘圆柱体上a、b两位置固定有两个金属圆环，当两环通有如图所示电流时，b处金属圆环受到的安培力为F1；若将b处金属圆环移到位置c，则通有电流为I2的金属圆环受到的安培力为F2。
今保持b处金属圆环位置不变，在位置c再放置一个同样的金属圆环，并通有与a 处金属圆环同向、大小为I2的电流，则在a位置的金属圆环受到的安培力( )
A.大小为|F1＋F2|，方向向左
B.大小为|F1＋F2|，方向向右
C.大小为|F1－F2|，方向向左
D.大小为|F1－F2|，方向向右
【参考答案】 C
【名师解析】b处金属圆环受到的安培力F1即为两圆环间相互作用的安培力，由于电流方向相反，安培力为斥力，因此a处金属圆环同时也受到大小为F1、方向向左的安培力；当b 处圆环移到位置c时，F2也向左，且F1＞F2；若在c位置再放一个金属圆环，电流大小为I2而方向与I1相同，则c处电流对a处金属圆环的安培力大小为F2，方向向右。
所以a处金属圆环受到的安培力大小为|F1－F2|，方向向左，C项正确。
7.如图所示，条形磁铁放在光滑斜面上，用平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡，A为水平放置的直导线的截面，导线中无电流时磁铁对斜面的压力为F N1；当导线中有垂直纸面向外的电流时，磁铁对斜面的压力为F N2，则下列关于磁铁对斜面的压力和弹簧的伸长量的说法中正确的是( )
A.F N1＜F N2，弹簧的伸长量减小
B.F N1＝F N2，弹簧的伸长量减小
C.F N1＞F N2，弹簧的伸长量增大
D.F N1＞F N2，弹簧的伸长量减小
【参考答案】 C
8.(2016·浙江温州联考)如图所示，金属细棒质量为m ，用两根相同轻弹簧吊放在水平方向的匀强磁场中，弹簧的劲度系数为k ，棒ab 中通有恒定电流，棒处于平衡状态，并且弹簧的弹力恰好为零。
若电流大小不变而方向反向，则( )
A.每根弹簧弹力的大小为mg
B.每根弹簧弹力的大小为2mg
C.弹簧形变量为mg k
D.弹簧形变量为2mg k
【参考答案】 AC
【名师解析】 电流方向改变前，对棒受力分析，根据平衡条件可知，棒受到的安培力竖直向上，大小等于mg ；电流方向改变后，棒受到的安培力竖直向下，大小等于mg ，对棒受力分析，根据平衡条件可知，每根弹簧弹力的大小为mg ，弹簧形变量为mg k ，选项A 、C 正确。
9．（2016·河南省名校联考）如题图所示，两根平行放置、长度均为L 的直导线a 和b ，放置在与导线所在平面垂直的匀强磁场中。
当a 导线通有电流强度为I ，b 导线通有电流强度2I ，且电流方向相反时，a 导线受到的磁场力大小为F 1，b 导线受到的磁场力大小为F 2，则a 通电导线的电流在b 导线处产生的磁感应强度大小为
A ．IL F 22
B ．IL
F 1 C ．
IL F F 2-221 D ．IL F F 21-2 【参考答案】．C
10．（2014·北京顺义区质检）实验室经常使用的电流表是磁电式仪表。
这种电流表的构造如题17-17图甲所示。
蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐向分布的。
当线圈通以如题17-17图乙所示的稳恒电流（b 端电流流向垂直纸面向内），下列说法不正确的是
A．当线圈在如图乙所示的位置时，b端受到的安培力方向向上。
B．线圈转动时，螺旋弹簧被扭动，阻碍线圈转动。
C．线圈的框架选择铝质材料，不仅考虑铝的密度小、强度高，更主要的是因为铝框转动时产生涡流，阻碍线圈的转动，这样有利于指针很快地稳定指到读数位置上．D．由于这种仪表是一种比较精密、容易损坏的仪器，所以在搬动运输这种电流表过程中，应该用导线将图中两接线柱直接连接，这样可以有效的减小线圈产生的摆动，以防止电表受损。
【参考答案】．A
11．（2016武汉调研）如图所示，磁感应强度大小为B的匀强磁场方向斜向右上方，与水平方
向所夹的锐角为45o。
将一个3
4
金属圆环ab置于磁场中，圆环的圆心为O，半径为r，两条半
径oa和0b相互垂直，且oa沿水平方向。
当圆环中通以电流I时，圆环受到的安培力大小为（A）
A． BIr B．3
2
BIr
C．BIr D．2 BIr
【参考答案】A
【名师解析】圆环受到的安培力大小等效为ab连线的长度电流受到的安培力， ab连线的长
r，F=BI BIr，选项A正确。