磁场对电流的作用力-2024-2025学年高二物理上册专项训练

第二节磁场对电流的作用力

需要掌握的内容

1.安培力的大小以及方向判断。

安培力大小F/BIL,其中B磁感应强度单位（T）,I电流单位（A）,L受力导线有效

长度单位（m）。磁场电流以及安培力要保证两两互相垂直。安培力方向用左手定则判断。

2.有效长度判断方法。

当电流方向与磁场不垂直时，要用垂直磁场方向的分量长度。当电流垂直磁场，导线弯

曲受力方向不唯一时，根据力的合成原理有效长度相当于受力导线的首尾相连。有效长度判

断之后还要注意要按着原来的长度计算电流。

3.相互作用力特点。

电流受到的安培力的反作用力会作用于激发磁场的磁铁或者电流,从而产生吸引与排斥

的受力效果。

经典习题

多选题L如图为一由干电池、铜线圈和钛磁铁组成的简易电动机，此装置中的铜线圈能从

静止开始绕虚线轴转动起来，那么（）

A.若磁铁上方为N极，从上往下看，线圈将顺时针旋转

B.若磁铁上方为S极，从上往下看，线圈将顺时针旋转

C.线圈匀速转动过程电池的化学能全部转化为线圈的动能

D.如果将磁铁的磁极对调，线圈转动方向会改变

单选题2.如图所示，质量为加的金属导体棒MN被两根轻质柔软的细导线吊在一个绝缘

支架上，细导线的另一端与电源和开关相连，构成闭合回路，金属棒可做自由摆动，其接入

电路部分的长度为乙在竖直方向上有磁感应强度为8的匀强磁场，初始时刻，开关处于断

开状态，导体棒MN静止不动，现把开关闭合后，发现导体棒摆动的最大摆角是60°,则导

体棒中通有的电流/为（）（重力加速度为g）

A也mgB百加gc2百加g口Qmg

'2BL'BL"3BL'3BL

单选题3.一段长0.2m,通过2.5A电流的直导线，关于在磁感应强度为B的匀强磁场中所

受安培力厂的情况，正确的是（）

A.如果2=2T,下一定是IN

B.如果尸=0,3也一定为零

C.如果B=4T,尸有可能是IN

D.当斤有最大值时，通电导线一定与磁场平行

单选题4.关于磁感应强度2,下列说法中正确的是（）

A.磁场中某点8的大小，跟放在该点的试探电流元的情况有关

B.磁场中某点8的方向，跟放在该点的试探电流元受到磁场力的方向一致

C.若在磁场中某点的试探电流元不受磁场力作用，该点8为零

D.长度为£、电流为/的导线在磁场中受力为尸，则磁感应强度5大于或等于》

多选题5.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

形磁铁连接起来，此时台秤读数为B；现在磁铁上方中心偏左位置固定一导体棒，当导体

棒中通以方向垂直纸面向里的电流后，台秤读数为乃；则以下说法正确的是（）

A.弹簧长度将变长B.弹簧长度将变短

C.FI>F2D.FI<F2

多选题6.如图所示，质量m=0.5kg、长L=lm的通电金属导体棒在安培力作用下静止在倾

角为37。的光滑绝缘框架上，磁场方向垂直于框架向下磁场范围足够大，右侧回路电源电动

势E=8V,内电阻r=l。，额定功率为8少、额定电压为4厂的电动机正常工作，则（）

\\\\,

AWXU.__i，

L_孱，

A.回路总电流为4/

B.电动机的额定电流为4/

C.金属导体棒的电阻为2。

D.磁感应强度的大小为1.57

单选题7.如图所示，重物放在电子称上，跨过定滑轮的细绳一端系住重物，另一端系住多

匝矩形通电线圈（为线圈供电的电源没有画出）。矩形线圈下部放在匀强磁场中，线圈平面

与匀强磁场垂直，线圈的匝数为“，水平边长为乙当线圈中通过顺时针方向的恒定电流为

/时，电子称显示的力的值为片，改变线圈中电流的方向，但不改变线圈电流的大小，电子

称显示的力的值为瓦，整个过程中细绳没有松弛。则磁感应强度8的大小为（）

A/B.旦C.4D.X

2nIL2nIL2nIL2nIL

单选题8.如图，粗细均匀的正六边形线框a加呵由相同材质的导体棒连接而成，直流电源

的两端与顶点6相连，整个装置处于垂直于线框的匀强磁场中。若棒受到的安培力大

小为2N,则六边形线框受到安培力的总和为（）

XXXXXX

Xx/xx\xX

xx\XX/XX

Xx_x|\X

取

A.ONB.1.6NC.2.4ND.4N

单选题9.在匀强磁场中有粗细均匀的同种导线制成的正方形线框"力，磁场方向垂直于线

框平面，a、d两点接一直流电源，电流方向如图所示。已知ad边受到的安培力为R则整

个线框所受安培力为（）

24

A.2FB.4FC.-FD.-F

33

单选题10.如图所示，粗细均匀同种材料制成的半圆形通电导体线框置于匀强磁场中，ab

为导体线框的直径，。、b两点通入如图所示的电流，已知仍边受到的安培力大小为R则

导体线框半圆弧部分受到的安培力大小为（）

X,XXX

ac

4F

„52〜D.——

717171n

多选题11.电磁轨道炮工作原理如图所示.待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并

与轨道保持良好接触.电流I从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回.轨道电

流可形成在弹体处垂直于轨道面得磁场（可视为匀强磁场），磁感应强度的大小与I成正

比.通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出.现欲使弹体的出射速度增加至原来

的2倍，理论上可采用的方法是

A.只将轨道长度L变为原来的2倍

B.只将电流I增加至原来的2倍

C.只将弹体质量减至原来的一半

D.将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L变为原来的2倍，其它量不变

单选题12.通有恒定电流的矩形线框仍〃与长直通电导线VN在同一水平平面内，如图所

示，n边与"N平行。它们的电流方向如图a6cda、M—N则（）

A.线框所受的安培力水平向左

B.线框所受的安培力水平向右

C.线框有两条边所受的安培力方向是相同的

D.线框没有两条边所受的安培力的大小相等

单选题13.如图所示，间距£=0.3m的平行光滑金属导轨上端接有电动势£=3.0V、内阻，

=1.0。的直流电源，导轨平面与水平面成（9=37。角，匀强磁场方向沿竖直方向，现把一质量

为加=0.1kg、电阻为尺=2。的金属棒仍垂直放在金属导轨上，金属棒恰好静止。已知g=

10m/s2,sin37°=0.6,则（）

A.金属棒防的发热功率为3.0W

B.磁感应强度大小为2.0T

C.磁场方向竖直向下

D.改变磁场方向，仍使金属棒静止在导轨上，磁感应强度的最小值为2.0T

多选题14.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

条形磁铁连接起来，此时台秤读数为E；现在磁铁上方中心偏左位置固定一导体棒，当导

体棒中通以方向垂直纸面向里的电流后，台秤读数为尸2；则以下说法正确的是（）

A.弹簧长度将变长B.弹簧长度将变短

C.F1>F2D.F1<F2

单选题15.将一段通电直导线a6c从中点b折成120。，分别放在甲、乙所示的匀强磁场中,

甲图中导线所在平面与磁场的磁感线平行，乙图中导线所在平面与磁场的磁感线垂直，若两

图中两导线所受的安培力大小相等，则甲、乙两图中磁场的磁感应强度大小之比小为

A6口2杷V3p.3#）

•----D•-----r•-----Lz•-----

3362

单选题16.如图，一个可以自由运动的圆形线圈水平放置并通有电流/,电流方向俯视为顺

时针方向，一根固定的竖直放置直导线通有向上的电流/,线圈将（）

A.q端向上，b端向下转动，且向左运动

B.〃端向上，6端向下转动，且向右运动

C.〃端向下，b端向上转动,且向左运动

D.〃端向下，6端向上转动，且向右运动

多选题17.如图，质量为冽、长为上的直导线用两绝缘细线悬挂于。、。，，并处于匀强磁

场中。当导线中通以沿工负方向的电流/且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为6。则

磁感应强度方向和大小可能为（）

A.z正向，器tan®B.y负向，簧

C.z负向，—tan0D.沿悬线向上，整sin。

单选题18.如图所示，有一通电直导线放在蹄形电磁铁的正上方，导线可以自由移动，当

电磁铁线圈与直导线中通以图示的电流时，有关直导线运动情况的说法中正确的是（从上往

A.顺时针方向转动，同时下降B.时针方向转动，同时上升

C.逆时针方向转动，同时下降D.逆时针方向转动，同时上升

单选题19.如图所示，两根平行的长直导线。和6中通有大小相等、方向相反的电流/,此

时导线。受到的磁场力大小为耳。当新加一个与两导线所在平面垂直的匀强磁场后，导线a

受到的磁场力大小变为外。若把新加的匀强磁场反向，则此时导线b受到的磁场力大小变

为（)

«nnb

A.F[-F]B.27^—F2C.片+居D.F2

单选题20.如图所示，间距为0.3m的平行导轨所在平面与水平面之间的夹角为。，匀强磁

场的磁感应强度方向垂直平行导轨斜面向上，大小随时间变化的规律为3=（2+2/）T。将一

根长为0.3m、质量为0.2kg的导体棒垂直放置在导轨上，导体棒中通有大小为1A、方向从。

到6的电流。f=0和t=2s时刻，导体棒刚好都能处于静止状态。取g=10m/s2,已知

A.平行导轨的倾角6=30°

B.导体棒对平行导轨的压力大小为1N

C.导体棒与平行导轨间的最大静摩擦力大小为0.3N

D.f=ls时，导体棒所受的摩擦力为0

单选题21.关于磁场，下列认识正确的是（）

F

A.公式2=无说明磁感应强度3与b成正比，与〃成反比

B.磁感线总是由磁体的N极发出终止于磁体的S极

C.某点的磁场方向与放在该点的小磁针N极所受磁场力方向一定相同

D.若在某区域内通电导线不受磁场力的作用，则该区域的磁感应强度一定为零

单选题22.如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在条形磁铁的左上方固定一根与磁场

垂直的长直导线，当导线中通以图示方向的电流时（）

软

A.磁铁对桌面的压力减小,且受到向左的摩擦力作用

B.磁铁对桌面的压力减小,且受到向右的摩擦力作用

C.磁铁对桌面的压力增大,且受到向左的摩擦力作用

D.磁铁对桌面的压力增大,且受到向右的摩擦力作用

单选题23.如图所示为电流天平，可以用来测量匀强磁场的磁感应强度。它的右臂挂有一

个矩形线圈，匝数为N,底边长为乙下部悬在匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直。当线圈

中通有电流/时，调节祛码使两臂达到平衡；然后使电流反向、大小不变，这时需要在左盘

中增加质量为m的祛码，才能使两臂达到新的平衡。所测磁场的磁感强度B的大小为（）

mg2mgNIL2NIL

D.----

2NIL2mgmg

单选题24.安培对物质具有磁性的解释可以用如图所示的情景来表示，那么（）

，市。00O0,

r

0-Or0-0-0-0-o0-

0-oi0-0-0-0-Q

(0-/0-0-0-0-0-

甲乙

A.甲图代表了被磁化的铁棒的内部情况

B.乙图代表了被磁化的铁棒的内部情况

C.磁体在高温环境下磁性不会改变

D.磁体在高温环境下磁性会加强

单选题25.关于磁感应强度，下列说法正确的是（）

A.沿磁感线方向，磁场逐渐减弱

B.小磁针N极所受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向

C.由2=二可知，某处的磁感应强度大小与放入该处的通电导线所受磁场力产成正比,

与导线的〃成反比

D.一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零

单选题26.粗细均匀的直导线ab的两端悬挂在两根相同的轻弹簧的下端，ab恰好处在水平

位置，如图所示。已知ab的质量"7=20g,ab的长度1=50cm,匀强磁场的磁感应强度

B=0.5T,方向垂直纸面向里。当导线中有从6到a方向的大小为0.2A的电流通过时，两

根轻弹簧均被拉长了Ax=1cm,则当导线中有从。到6方向的大小为0.3A的电流通过时，

两根轻弹簧的状态为（g取10m/sD（）

'////////，

XXX

XXX

a

XXXXXXXX

A.拉长了0.1cmB.拉长了0.5cmC.压缩了0.1cmD.压缩了0.5cm

单选题27.如图所示，“L”型导线%固定并垂直于磁场放置在磁感应强度大小为2的匀强

磁场中。已知ab=/,bc=2l,垂直6c。导线通入恒定电流/时，导线abc受到的安培力大

小为（）

28.如图所示，两平行金属导轨间的距离£=0.40m,导轨所在的平面与水平面夹角6=37。,

在导轨所在平面内，分布着磁感应强度8=LOOT、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。

金属导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.500的直流电源，现把一个质量

加=0.040kg的导体棒成放在金属导轨上，导体棒恰好静止，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与=2.50,金属导轨电阻不计，g取lOm/s"

已知sin37°=0.60、cos37°=0.80,求：

（1）导体棒受到的安培力和摩擦力；

（2）若将磁场方向改为竖直向上，要使导体棒继续保持静止，且不受摩擦力作用，求此时

磁场磁感应强度层的大小。

29.如图所示，ab、cd为两根相距0.2m的平行金属导轨，水平放置在竖直向下的匀强磁场

中，质量为0.3kg的通电导体棒MN静止于水平导轨上，通以5A的电流时，轻轻推动棒，

棒沿导轨作匀速运动；当棒中电流增加到8A时，棒能获得2m/S2的加速度，则匀强磁场的

磁感强度的大小为o

a丫b

XXXX

XXXX

cNd

30.如图所示，有一阻值不计、质量为加的金属棒仍可在两条轨道上滑动，轨道宽为工，

轨道平面与水平面间的夹角为。，置于垂直轨道平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为

B.金属棒与轨道间的最大静摩擦力为重力的左倍，回路中电源电动势为E,内阻不计，轨

道电阻也不计.问：滑动变阻器滑片在什么阻值范围内，金属棒恰能静止在轨道上？

31.如图所示，金属棒质量加=0.01kg、长度£=0.2m、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，金属棒中通以沿棒方向、大小为/=1A的电流，平衡时两悬线

向右偏离竖直方向的夹角均为0=45。。(g=10m/s2)

(1)判断MV中电流的方向(填“四到M或"N到AT),并求金属棒受安培力的大小；

(2)求匀强磁场的磁感应强度2；

(3)如果仅仅改变匀强磁场的大小和方向，且要保持该金属棒的平衡位置不变，匀强磁场

的磁感应强度至少有多大？方向如何？

32.电磁炮是利用磁场对电流的作用力，把电能转变成机械能，使炮弹发射出去的.如图所

示，把两根足够长的互相平行的铜制轨道放在磁场中，轨道之间放有质量为m的炮弹，炮

弹架在长为L、质量为M的金属架上，当有大的电流L通过轨道和炮弹时，炮弹与金属架

在磁场力的作用下，获得vi速度时的加速度为a,当有更大的电流I2通过轨道和炮弹时，炮

弹最终以最大速度V2脱离金属架并离开轨道，求垂直于轨道平面的磁感强度多大？（设金

属架与炮弹在运动过程中所受的总阻力与速度平方成正比）.

33.如图所示，两平行导轨间距为3导轨电阻忽略不计。导体棒仍质量为小电阻为R,

与导轨竖直部分接触良好。已知电源电动势为E,内阻为r,定值电阻为在导体棒所在

空间加一匀强磁场（图中仅用一根磁感线表示），磁场方向垂直于导体棒，且与竖直方向夹

角为。，导体棒始终处于静止状态，已知重力加速度为g,贝九

（1）若导轨竖直部分光滑，求磁感应强度3的大小;

（2）若导轨竖直部分与导体棒间的动摩擦因数为〃（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），求

磁感应强度8的取值范围。

34.如图所示，间距为0.4m的足够长平行导轨所在平面与水平面之间的夹角0=37。，将一

根长为0.4m、质量为20g的导体棒垂直放置在导轨上，导体棒中通有大小为1A、方向从。

向6的电流。已知导轨与金属棒之间的动摩擦因数为0.5,磁感应强度大小为2=0.5T,求:

(1)若磁场方向竖直向上，则导体棒所受安培力的方向及大小；；

(2)在上一问中，导体棒的加速度大小；

(3)磁场方向、大小均改变，导体棒始终保持静止状态时，求当摩擦力最小时磁感应强度

的最小值。

35.如图所示，水平导轨间距为2=0.5m,导轨电阻忽略不计；导体棒的质量机=1kg,

电阻&=0.9。，与导轨接触良好；电源电动势E=10V,内阻r=0.1。，电阻R=4Q；外

加匀强磁场的磁感应强度3=5T,方向垂直于与导轨平面成夹角a=53。；/与导轨间

的动摩擦因数为〃=0.5(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，定滑轮摩擦不计，线对M的拉

力沿水平方向，重力加速度g=10m/s2,仍处于静止状态。已知sin53o=0.8,COS53-0.6。

求：

(1)通过的电流大小和方向；

(2)仍受到的安培力大小；

(3)重物重力G的取值范围。

36.如图所不，质量为〃?=0.06kg的铜棒长为a=0.2m,棒两端与长为L=0.3m的细软铜线相

连，悬挂在磁感应强度5=0.5T、竖直向上的匀强磁场中，当棒中通过恒定电流/后，铜棒

从最低点由静止向上摆动，最大摆角。=60。。g取10m/s"求：(结果可以用根式表示)

(1)铜棒中电流/的大小；

(2)铜棒在摆动过程中的最大速度的大小。

37.如图，在平行倾斜固定的导轨上端接入电动势E=50V,内阻尸的电源和滑动变阻器

R,导轨的宽度d=0.2m,倾角9=37。。质量加=lkg的细杆垂直置于导轨上，与导轨间的

动摩擦因数〃=0.5,整个装置处在垂直轨道平面向下的磁感应强度8=2T的匀强磁场中(图

中未画出)，导轨与杆的电阻不计。现调节R使杆仍静止不动。sin37°=0.6,cos37°=0.8,g

取10m/s2,求：

(1)杆仍受到的安培力的最小值尸/与最大值尸2；

(2)滑动变阻器R接入电路的电阻的取值范围。

38.如图所示，两根倾斜直金属导轨MN、PQ平行放置，它们所构成的轨道平面与水平面

之间的夹角。=37。，两轨道之间的距离L=0.50m.一根质量m=0.20kg的均匀直金属杆ab

放在两导轨上，并与导轨垂直，且接触良好，整套装置处于与ab棒垂直的匀强磁场中.在

导轨的上端接有电动势E=36V、内阻r=1.6Q的直流电源和电阻箱R.已知导轨与金属杆的

电阻均可忽略不计，sin37o=0.60,cos37°=0.80,重力加速度g=lOm/s?.

(1)若金属杆ab和导轨之间的摩擦可忽略不计，当电阻箱接入电路中的电阻Ri=2.0Q时,

金属杆ab静止在轨道上.

①如果磁场方向竖直向下，求满足条件的磁感应强度的大小；

②如果磁场的方向可以随意调整，求满足条件的磁感应强度的最小值及方向；

(2)如果金属杆ab和导轨之间的摩擦不可忽略，整套装置处于垂直于轨道平面斜向下、磁

感应强度大小B=0.40T的匀强磁场中，当电阻箱接入电路中的电阻值R2=3.4Q时，金属杆

ab仍保持静止，求此时金属杆ab受到的摩擦力f大小及方向.

39.如图所示，宽为/的光滑导轨与水平面成a角，质量为加、长为/的金属杆水平放置在导

轨上。空间存在着匀强磁场，当回路总电流为/时，金属杆恰好能静止。求：磁感应强度2

至少有多大？此时方向如何？

答案

第二节

1.AD

【详解】A.若磁铁上方为N极，由题图可知，线圈左边电流方向向下，磁场方向向左，由

左手定则可知，线圈左边受安培力方向向里，同理可知，线圈右边电流方向向下，磁场方向

向右，由左手定则可知，线圈右边受安培力方向向外，因此从上往下看，线圈将顺时针旋转,

A正确；

B.若磁铁上方为S极，由A选项分析可知，从上往下看，线圈将逆时针旋转，B错误；

C.线圈匀速转动过程电池的化学能全部转化为线圈的动能和电路中的焦耳热，C错误；

D.如果将磁铁的磁极对调，由A选项分析可知，线圈转动方向会改变，D正确。

故选AD。

2.D

【详解】根据动能定理得

BIL-Lsin60°-〃磔(1-cos600)=0

解得

rMmg

1=--------

3BL

ABC错误，D正确。

故选D。

3.C

【详解】A.如果B=2T,当直导线垂直于磁场时，则由公式可得安培力的大小为

F=J87L=2x2,5x0.2N=lN

若不垂直，则通电导线受到的安培力小于1N,故A错误；

B.如果尸=0,直导线可能与磁场平行，则B不一定为零，故B错误；

C.如果3=4T,若垂直放置时，则安培力大小为

F=B/L=4x2.5xO.2N=2N

因此产有可能是IN,故C正确；

D.如果尸有最大值，通电导线一定与B垂直，故D错误,

故选c。

4.D

【详解】A.磁感应强度3是由磁场本身决定的，与试探电流元的情况无关，A错误；

B.3的方向与电流元受力方向垂直，B错误；

C.电流元受力还与电流和磁场方向的夹角有关，当两者平行时，电流元不受力，C错误；

D.当电流方向与磁场方向垂直时

B/

IL

当成一定夹角。时

B=F

ILsin3

F

故B大于或等于五，D正确。

故选D。

5.BC

【详解】CD.原来磁铁静止时，台秤读数B等于磁铁的重力大小，弹簧处于原长；磁铁的

磁感线在它的外部是从N极到S极，因为导体棒在磁铁的中心偏左位置，所以此处的磁感

线是斜向右上的，电流的方向垂直于纸面向里，根据左手定则，导体棒受磁铁给的安培力方

向是斜向右下，导体棒是固定不动的，根据物体间力的作用是相互的，导体棒给磁铁的反作

用力方向就是斜向左上的，将这个力在水平方向和竖直方向分解，由平衡条件知光滑平板对

磁铁支持力小于磁铁重力大小，即有

F1>F2

C正确,D错误；

AB.由于磁铁受导体棒的作用力在水平方向向左，所以弹簧会压缩，弹簧长度将变短，A

错误，B正确。

故选BC=

6.ACD

【分析】由「=5求出电动机中的电流，由串并联电路的电压关系得到内电阻上的电压，由

欧姆定律得到干路电流；

进而得到磁场中导线的电流，由平衡条件得到安培力，由安培力公式得到B.

【详解】A、B项：电动机的正常工作时，有：PM=UIM

代入数据解得：IM=2A

通过电源的电流为：-----=4/,故A正确，B错误；

r

C项：流过导体棒的电流I为：1=1总-IM=4A-2A=2A,导体两端电压为4V,所以导体棒的电

4

阻为：—0=20,故C正确；

2

D项：导体棒静止在导轨上，由共点力的平衡可知，安培力的大小等于重力沿斜面向下的分

力，即：F=mgsin37°=0.5x]0x0.6=3N,流过导体棒的电流I为：M总-IM=4A-2A=2A,由安

培力的公式：F=BIL

解得：B=1.5T,故D正确.

故应选：ACD.

【点睛】本题借助安培力与电路问题考查了平衡条件的应用，解答的关键是正确找出两个支

路的电流之间的关系.

7.C

【详解】由于线圈左右两侧收到的安培力大小相等、方向相反，故整个线框受到的合安培力

方向只在竖直方向，设重物的质量为线框的质量为加，当线圈中通过顺时针方向的恒

定电流时，安培力方向为竖直向下，已重物为研究对象，根据受力平衡可得

Mg=片+mg+nBIL

当线圈中通过逆时针方向的恒定电流时，安培力方向为竖直向上

Mg=F2+mg-nBIL

联合解得

2nIL

故选C。

8.C

【详解】设ab的电阻为R,由电阻定律知afedcb的电阻为5R,若ab中的电流为I,则afedcb

中的电流为g/。

对ab棒由安培力F=BIL有

R=BIL=2N

方向竖直向上

对确加6边框，其有效长度为L则其所受安培力

R=5--/-Z=-x2N=0.4N

55

方向竖直向上

则线框受到的安培力大小为

尸=耳+&=2N+0.4N=2.4N

故选C。

9.D

【详解】由图可知仍边、be边与cd边串联后与ad边并联。设ad边电流为/,则仍边、

be边与cd边的电流为:/。又安培力

F=BIL

可知ad边受到的安培力为尸，则仍边、加边与cd边受到的安培力均为;尸。

根据左手定则可判断边受到的安培力方向向右，/边受安培力方向向左，ad边与be边

受安培力方向均向下。所以整个线框所受安培力为

F+—F=­F

33

故选D。

10.A

【详解】设导线框的直径为d,则半圆弧长度为根据电阻定律

2

R=p—

S

可知导线框直径部分与半圆弧部分电阻之比为2:万，导线框直径部分与半圆弧部分并联，

电流与电阻成反比，设通过导线框直径斜的电流为I,则通过导线框半圆弧部分电流为4/,

导线框直径斜受到的安培力大小为

F=IdB

导线框半圆弧部分等效长度也为d,导线框半圆弧部分受到的安培力大小为

£=-IdB

解得

故A正确。

故选Ao

11.BD

【详解】试题分析:通电的弹体在轨道上只受安培力作用，根据动能定理可得32TA=!，，八工

一

因为磁感应强度的大小与I成正比，即8=股，联立解得丫="丝，若只将轨道长度L

变为原来的2倍，则速度变为原来的血倍，若只将电流I增加至原来的2倍，则速度变为

原来的2倍，若将弹体质量减至原来的一半，则速度变为原来的亚倍，将弹体质量减至原

来的一半，轨道长度L变为原来的2倍，则速度变为原来的2倍，故BD正确；

考点：考查了安培力，动能定理

12.B

【详解】D.线框中6c边和cd边电流大小相同方向相反，所处的磁场相同，所以这两条边

所受的安培力大小相等方向相反，D错误；

C.ab和cd这两条边电流电流大小相同方向相反，所处的磁场方向相同，但ab边所在位置

处的磁场更强，安培力更大，故C错误；

AB.根据右手螺旋定则，可得成边所在位置的磁场方向向外，再根据左手定则可得防边

所受的安培力方向向右，综合以上分析可知线框所受合力方向向右，故A错误，B正确。

故选B»

13.D

【详解】A.回路中的电流

金属棒ab的发热功率为

尸=/2&=2.OW

故A错误

BC.金属棒成静止在光滑斜面上且磁感应强度方向在竖直方向上，其所受安培力厂水平向

右，根据左手定则可判定磁感应强度方向应竖直向上，导体棒的受力分析如图所示

N

八8

\mg

根据平衡条件可得

F=BIL=mgtan6

解得

5=2.5T

故BC错误；

D.安培力平行斜面向上时，安培力最小，此时磁感应强度也是最小，根据平衡条件，有

mgsin6=B，"

解得

3'=2.0T

根据左手定则，磁场方向垂直斜面向上。故D正确。

故选D。

14.BC

【详解】CD.原来磁铁静止时，台秤读数B等于磁铁的重力大小，弹簧处于原长；磁铁的

磁感线在它的外部是从N极到S极，因为导体棒在磁铁的中心偏左位置，所以此处的磁感

线是斜向右上的，电流的方向垂直于纸面向里，根据左手定则，导体棒受磁铁给的安培力方

向是斜向右下，导体棒是固定不动的，根据物体间力的作用是相互的，导体棒给磁铁的反作

用力方向就是斜向左上的，将这个力在水平方向和竖直方向分解，由平衡条件知光滑平板对

磁铁支持力小于磁铁重力大小，即有

F1>F2

C正确.D错送；

AB.由于磁铁受导体棒的作用力在水平方向向左，所以弹簧会压缩，弹簧长度将变短，A

错误，B正确。

故选BCo

15.B

【详解】设导线的总长为2人通过导线的电流为/,图甲中导线受到的安培力大小为

用〃+Acos60，〃=|%ZL；图乙中导线受到的安培力的大小为2B2〃cos30o=百与〃，根

据题意有内与〃=］与〃，则有3=挛

2B、3

故选B。

16.A

【详解】根据安培定则可知，通电导线在左侧产生的磁场方向垂直纸面向外。采用电流元法,

将圆形线圈分成前后两半，根据左手定则可知，外侧半圆受到的安培力向上，内侧受到的安

培力向下，圆形线圈将转动。再用特殊位置法：圆形线圈转过90。时，通电直导线对左半圆

形线圈产生吸引力，对右半圆形线圈产生排斥力，圆形线圈靠近通电直导线，所以圆形线圈

向左运动。故A正确，BCD错误；

故选Ao

17.ABD

【详解】A.若磁感应强度方向沿z轴正向，受力如图：

、1

G

根据平衡条件有

Tsin6)=mg

TcosO=BIL

选项A正确;

B.若磁感应强度方向沿y轴负向，受力如图:

G

根据平衡条件有

mg=BIL

解得

8=理

IL

选项B正确；

C.若磁场方向沿z负向，则直导线不可能平衡在图示位置，选项C错误;

D.若磁感应强度方向沿沿悬线向上，受力如图：

1''

G

根据平衡条件有

mgsin0=BIL

解得

人整sin8

IL

选项D正确；

故选ABD-

18.C

【详解】在导线两侧取两小段，左边一小段所受的安培力方向垂直纸面向外，右侧一小段所

受安培力的方向垂直纸面向里，从上往下看，知导线逆时针转动，当转动90°时，导线所

受的安培力方向向下，所以导线的运动情况为，逆时针转动，同时下降。故C正确，ABD错

误。

故选C。

19.B

【详解】如图所示，两根长直线，电流大小相同，方向相反。则。受到6产生磁场的作用力

向左大小为耳，那么6受到。产生磁场的作用力向右大小为或，这两个力大小相等，方向

相反，即

当再加入匀强磁场时，设a在磁场中受到的安培力为片，则。受到的作用力为

BK+冗）

由于6的电流方向和。的电流方向相反，把新加的匀强磁场反向，6所受的安培力的方向和

磁场未反向时。所受安培力方向相同，大小相等，则b受到的磁场力大小为

F2=Fi+F0=Fi+F0

E=耳+用

F；=2耳+外

故B正确，ACD错误。

故选Bo

20.D

【详解】AC.f=0和t=2s时刻，导体棒刚好都能处于静止状态，可知t=0时，导体棒刚

好要沿导轨向下运动，f=2s时，导体棒刚好要沿导轨向上运动，又因为导体棒所受安培力

的方向一定沿导轨向上，故根据平衡条件可知，f=0时有

mgsmO=fmax+B0IL

1=2s时有

mgsin3+f^x=B2IL

其中

B0=2T,S2=(2+2x2)T=6T

联立解得

/max=0.6N,sin0=0.6

即

9=37。

AC错误；

B.平行导轨对导体棒的支持力大小为

7V=mgcos37°=1.6N

根据牛顿第三定律可知，导体棒对平行导轨的压力大小为1.6N,B错误；

D.t=ls时，导体棒受到的安培力为

7^=JB,Jtt=(2+2xl)xlxO.3N=1.2N

又

mgsin0-mgsin37°=1.2N

可知"Is时，导体棒受到的安培力与重力沿导轨向下的分力平衡，此时导体棒所受摩擦力

为零，D正确。

故选D。

21.C

【详解】A.公式8=5是磁感应强度的定义式，8的大小与尸、〃无关，不成比例，故A

1L

错误；

B.磁感线是闭合曲线，磁感线在外部由N极指向S极，在内部由S极指向N极，故B错

误；

C.某点小磁针N极所受磁场力方向就是某点的磁场方向，故C正确；

D.若通电导线不受磁场力，可能是导线与磁场方向相互平行，不能说明磁感应强度为零，

故D错误。

故选Co

22.C

【分析】先判断电流所在位置的磁场方向，然后根据左手定则判断安培力方向；再根据牛顿

第三定律得到磁体受力方向，最后对磁体受力分析，根据平衡条件判断。

【详解】根据条形磁体磁感线分布情况得到直线电流所在位置磁场方向，再根据左手定则判

断安培力方向，如图：

根据牛顿第三定律，电流对磁体的作用力向右下方；选取磁铁为研究对象，磁铁始终静止，

根据平衡条件，可知通电后桌面对磁铁的支持力变大，磁铁受到桌面的静摩擦力方向水平向

左；最后再根据牛顿第三定律，磁铁对桌面的压力增大。

故选C。

【点睛】本题关键先对电流分析，得到其受力方向，再结合牛顿第三定律和平衡条件分析磁

体的受力情况。

23.A

【详解】根据平衡条件有

mg=2NBIL

解得

B=U

2NIL

故选Ao

24.B

【详解】A.根据“分子电流”假说，未被磁化的物体，分子电流的方向非常紊乱，对外不显

磁性，则甲图代表了未被磁化的铁棒的内部情况，故A错误；

B.根据“分子电流”假说，被磁化的物体，分子电流的方向大致相同，对外显示出磁性，则

乙图代表了被磁化的铁棒的内部情况，故B正确；

CD.根据磁化与退磁的特性可知，磁体在高温环境下磁性会减弱，故CD错误。

故选Bo

25.B

【详解】A.沿磁感线方向，磁场不一定减弱，如匀强磁场，故A错误；

B.小磁针N极所受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向，故B正确；

C.B=[,是磁感应强度的定义式，某处磁感应强度的大小由磁场本身决定，与放入该处

的通电导线所受磁场力R〃无关，故C错误；

D.一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力作用，可能是电流方向与磁场平行，故D错误;

故选B。

26.B

【详解】当导线中通过从6到。方向的大小为0.2A的电流时，导线受到竖直向下的安培力

-2

Fx=SZ1Z=0.5X0.2X50X10N=0.05N

受到竖直向下的重力

G=wg=20xl0-3xlON=0.2N

ab受力平衡时，两根轻弹簧均被拉长了Ax=1cm,此时被拉长的两根轻弹簧对成的拉力为

248=4+G=0.25N

可得轻弹簧的劲度系数

笈=&2=12.5N/m

2Ax

当导线中通过从〃到b方向的大小为0.3A的电流时，导线受到竖直向上的安培力

8=现£=0.5x0.3x50x10-2N=0.075N<G

此时弹簧处于拉伸状态，被拉长的两根轻弹簧对ab的拉力为

2左Ax'=G—g=0.125N

则两根轻弹簧均被拉长了

Ax，=———=0.5cm

2k

故选Bo

27.B

【详解】A导线电流方向与磁场平行，不受安培力。必导线受的安培力为

片=BIl

导线abc受到的安培力大小为。

故选B。

28.（1）0.60N,方向沿金属导轨向上，0.36N,方向沿金属导轨向下；（2）0.50T

【详解】（1）由闭合电路欧姆定律得

F

1=-------=1.5A

Ro+r

导体棒受到的安培力

F=S/L=1.00x1.5x0.4N=0.60N

方向沿金属导轨向上

重力沿斜面向下的分量

G=/Mgsin37°=0.24N

则摩擦力为

/=尸一5=0.60N-0.24N=0.36N

方向沿金属导轨向下

（2）磁场变为竖直向上，则安培力水平向右，导体棒不受摩擦力作用，则导体棒受重力、

则

cB/L

tan0=——

mg

解得

B2=0.50T

29.IT

【详解】当通以5A的电流时

BLL.尸0

当棒中电流增加到8A时

BLL-f=ma

解得

5=1T

BLE/n/BLE

30-----77--------------------77--------r

,mg（sin+k）冽g（sin。一女）

【分析】（1）重要信息提取：受力分析：金属棒仍受到重力、轨道的支持力、安培力和静摩

擦力的作用；隐含条件：金属棒静止在轨道上，相对运动趋势不确定.当滑动变阻器接入电

路的阻值减小时，电流变大，安培力变大，沿斜面向上的合力增大，当刚要发生相对运动时,

静摩擦力达到最大值，此时滑动变阻器接入电路的阻值有最小值，反之，有最大值.

⑵物理思维：分析金属棒的受力，根据平衡条件列方程求解

【详解】解：假设金属棒刚要下滑时，静摩擦力达到最大值，选金属棒仍为研究对象，进

行受力分析（如图甲所示），沿轨道方向：

BIXL=mgsin0-kmg

若金属棒刚要向上滑时，受力分析（如图乙所示），同理可得:

BI2L=mgsin0+kmg

TE

2〃zg（sin+左）

BLE,°/BLE

所以滑动变阻器接入电路的电阻应满足：赢e而E

31.（1）M到N,0.1N；（2）0.5T；（3）0.35T,方向沿绳子方向向上（或沿左上与竖直方

向成45。方向）

【详解】（1）选金属棒为研究对象，其受力情况如图所示

根据金属棒受安培力的方向结合左手定则可以判断电流方向为M到N；根据平衡条件得