專(zhuān)題24 磁場(chǎng)-備戰(zhàn)2025年高中學(xué)業(yè)水平合格考物理真題分類(lèi)匯編（全國(guó)通用）-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

考點(diǎn)01：磁現(xiàn)象和磁場(chǎng)
1．（22-23高二上·上海浦東新·期末）發(fā)現(xiàn)電流周?chē)嬖诖艌?chǎng)的科學(xué)家是（）
A．庫(kù)侖B．密立根C．奧斯特D．法拉第
【答案】C
【詳解】奧斯特觀察到通電導(dǎo)線(xiàn)旁的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從而證明了電流周?chē)嬖诖艌?chǎng)。
故選C。
2．（2021高二上·吉林·學(xué)業(yè)考試）如圖所示，一根導(dǎo)線(xiàn)平行放置于小磁針的正上方，通電后發(fā)現(xiàn)小磁針轉(zhuǎn)動(dòng)了，當(dāng)小磁針重新靜止時(shí)其N(xiāo)極的指向?yàn)椋? ）
A．垂直紙面向外B．垂直紙面向里
C．水平向右D．水平向定
【答案】A
【詳解】根據(jù)右手螺旋定則，導(dǎo)線(xiàn)下方的磁場(chǎng)方向?yàn)榇怪奔埫嫦蛲?，小磁針N極指向磁場(chǎng)方向，即N極指向紙面外。
故選A。
3．（2023高二·湖北·學(xué)業(yè)考試）東漢學(xué)者王充在《論衡》一書(shū)中描述的“司南”（如圖所示），是我國(guó)古代用來(lái)指示方向的工具?！八灸稀蹦苤改媳钡脑蚴牵? ）
A．月球磁場(chǎng)的作用B．地球磁場(chǎng)的作用
C．司南和月球之間萬(wàn)有引力的作用D．司南和地球之間萬(wàn)有引力的作用
【答案】B
【詳解】“司南”能指南北的原因是地磁場(chǎng)的作用，其他因素的影響無(wú)關(guān)或可忽略。
故選B。
4．（2022高二下·福建·學(xué)業(yè)考試）如圖，一金屬圓線(xiàn)圈處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸增大，線(xiàn)圈的磁通量將（）
A．逐漸增大B．逐漸減小
C．先增大后減小D．先減小后增大
【答案】A
【詳解】根據(jù)磁通量表達(dá)式
當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸增大時(shí)，可知線(xiàn)圈的磁通量將逐漸增大。
故選A。
5．（2024高二上·廣東·學(xué)業(yè)考試）如圖所示，矩形金屬線(xiàn)框S與通有恒定電流的長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)處在同一平面內(nèi)。當(dāng)S沿與導(dǎo)線(xiàn)平行的方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列能正確反映穿過(guò)S的磁通量Φ隨時(shí)間t變化的圖像是（）
A．B．
C．D．
【答案】C
【詳解】線(xiàn)框所在平面與導(dǎo)線(xiàn)產(chǎn)生的磁感線(xiàn)垂直，故矩形金屬線(xiàn)框沿與導(dǎo)線(xiàn)平行的方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，線(xiàn)框內(nèi)的磁通量不發(fā)生變化。
故選C。
6．（2023高二下·廣東·學(xué)業(yè)考試）下列各圖描述通有穩(wěn)恒電流的螺線(xiàn)管，其中磁感線(xiàn)分布正確的是（）
A．B．
C．D．
【答案】B
【詳解】由安培定則可判斷磁感線(xiàn)分布正確的B圖。
故選B。
7．（2024高二上·江蘇揚(yáng)州·學(xué)業(yè)考試）如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向沿x軸的正方向，且線(xiàn)段，線(xiàn)段，通過(guò)面積、、的磁通量分別為、、，則（）

A．B．C．D．最大
【答案】A
【詳解】根據(jù)題意可知，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向沿x軸的正方向，沒(méi)有磁感線(xiàn)穿過(guò)，則有
在垂直磁場(chǎng)方向上的投影面積等于，則有
故選A。
8．（24-25高二上·上?！ふn后作業(yè)）如圖所示，小磁針?lè)胖迷诼菥€(xiàn)管軸線(xiàn)的左側(cè)，當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S后，不計(jì)其他磁場(chǎng)的影響，小磁針靜止時(shí)N極的指向是（）
A．向右B．向左
C．向上D．向下
【答案】A
【詳解】根據(jù)右手螺旋定則可判定，開(kāi)關(guān)閉合后通電螺線(xiàn)管右端為N極，左端為S極．根據(jù)同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引，可判定小磁針靜止時(shí)N極指向右側(cè)。
故選A。
9．（2022高二·湖南·學(xué)業(yè)考試）如圖所示，圖中虛線(xiàn)是勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)的邊界，一個(gè)閉合線(xiàn)框自左至右穿過(guò)該磁場(chǎng)區(qū)，線(xiàn)框經(jīng)過(guò)圖示的哪個(gè)位置時(shí)磁通量有增加的趨勢(shì)（）
A．在位置1B．在位置2C．在位置3D．在位置4
【答案】B
【詳解】由磁通量的定義知，線(xiàn)框穿過(guò)勻強(qiáng)磁場(chǎng)，B不變，則當(dāng)線(xiàn)框處在磁場(chǎng)中的面積增加時(shí)，磁通量增加，故在位置2線(xiàn)框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程，磁通量有增加趨勢(shì)，故ACD錯(cuò)誤，B正確。
故選B。
10．（2022高二·山東濟(jì)南·學(xué)業(yè)考試）下列敘述中符合物理學(xué)史實(shí)的是（）
A．奧斯特在實(shí)驗(yàn)中觀察到電流的磁效應(yīng)
B．法拉第提出了著名的分子電流假說(shuō)
C．麥克斯韋證實(shí)了電磁波的存在
D．法拉第測(cè)出電磁波與光的傳播速度相同
【答案】A
【詳解】A．奧斯特在實(shí)驗(yàn)中觀察到電流的周?chē)嬖诖艌?chǎng)，發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，該效應(yīng)揭示了電和磁之間存在聯(lián)系，故A正確；
B．安培提出了著名的分子電流假說(shuō)，故B錯(cuò)誤；
CD．赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，并測(cè)出電磁波與光的傳播速度相同，故CD錯(cuò)誤。
故選A。
11．（2022高二·山東濟(jì)南·學(xué)業(yè)考試）一個(gè)面積為S的線(xiàn)圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)線(xiàn)圈轉(zhuǎn)到線(xiàn)圈平面和磁場(chǎng)垂直時(shí)，如圖所示，穿過(guò)該線(xiàn)圈的磁通量是（）
A．0B．C．D．BS
【答案】D
【詳解】當(dāng)線(xiàn)圈轉(zhuǎn)到線(xiàn)圈平面和磁場(chǎng)垂直時(shí)，根據(jù)磁通量的定義可知有
故選D。
12．（2024高二上·遼寧·學(xué)業(yè)考試）我國(guó)是最早發(fā)現(xiàn)磁現(xiàn)象、應(yīng)用磁現(xiàn)象的國(guó)家之一。下列不屬于磁現(xiàn)象的是（）
A．磁體對(duì)周?chē)妼?dǎo)線(xiàn)產(chǎn)生作用力B．兩個(gè)靜止帶電體之間存在相互作用力
C．兩條平行通電導(dǎo)線(xiàn)之間存在相互作用力D．物理學(xué)家?jiàn)W斯特發(fā)現(xiàn)通電導(dǎo)線(xiàn)使小磁針偏轉(zhuǎn)
【答案】B
【詳解】A．磁體對(duì)周?chē)妼?dǎo)線(xiàn)產(chǎn)生作用力屬于磁現(xiàn)象，不符合題意；
B．兩個(gè)靜止帶電體之間存在相互作用力屬于靜電力，不屬于磁現(xiàn)象，符合題意；
C．兩條平行通電導(dǎo)線(xiàn)之間存在相互作用力屬于磁現(xiàn)象，不符合題意；
D．物理學(xué)家?jiàn)W斯特發(fā)現(xiàn)通電導(dǎo)線(xiàn)使小磁針偏轉(zhuǎn)屬于磁現(xiàn)象，不符合題意。
故選B。
13．（2023高二上·黑龍江·學(xué)業(yè)考試）已知小磁針靜止時(shí)N極的指向?yàn)樵擖c(diǎn)磁場(chǎng)方向。圖中小磁針的N極（涂黑端為N極）指向正確的是（）
A．a(chǎn)B．bC．cD．d
【答案】D
【詳解】已知小磁針靜止時(shí)N極的指向?yàn)樵擖c(diǎn)磁場(chǎng)方向，由圖可知，a處小磁針的N極向左；b處小磁針的N極向右；c處小磁針的N極向右；d處小磁針的N極向左。
故選D。
14．（2022高二下·新疆·學(xué)業(yè)考試）下列說(shuō)法中正確的是（）
A．磁場(chǎng)是客觀存在的特殊物質(zhì)B．磁感線(xiàn)不是閉合的曲線(xiàn)
C．磁感線(xiàn)越密的地方磁場(chǎng)越弱D．兩條磁感線(xiàn)可能會(huì)相交
【答案】A
【詳解】A．磁場(chǎng)是客觀存在的特殊物質(zhì)，故A正確；
B．磁感線(xiàn)是閉合的曲線(xiàn)，故B錯(cuò)誤；
C．磁感線(xiàn)越密的地方磁場(chǎng)越強(qiáng)，故C錯(cuò)誤；
D．兩條磁感線(xiàn)不會(huì)相交，故D錯(cuò)誤。
故選A。
15．（2024高二·山西·學(xué)業(yè)考試）安培用“分子電流”假說(shuō)說(shuō)明了物質(zhì)具有磁性的原因，下列關(guān)于甲、乙鐵棒說(shuō)法正確的是（）

A．甲棒、乙棒均已磁化B．甲棒、乙棒均未磁化
C．甲棒未磁化，乙棒已磁化D．甲棒已磁化，乙棒未磁化
【答案】C
【詳解】甲棒中“分子電流”排列雜亂無(wú)章，則甲棒未磁化，乙棒中“分子電流”排列整齊，則乙棒已磁化。
故選C。
16．（2024高二·山西·學(xué)業(yè)考試）如圖，線(xiàn)圈平面與水平方向夾角，磁感線(xiàn)方向水平向右，線(xiàn)圈平面面積，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度。現(xiàn)將線(xiàn)圈以為軸按圖中所示方向旋轉(zhuǎn)至水平方向，則穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量的變化量為（）

A．B．C．D．
【答案】A
【詳解】將線(xiàn)圈以為軸按圖中所示方向旋轉(zhuǎn)至水平方向，則穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量的變化量為
故選A。
17．（2024高二·重慶·學(xué)業(yè)考試）三根無(wú)限長(zhǎng)的通電直導(dǎo)線(xiàn)a、b、c均垂直紙面固定。A、B圖中，O點(diǎn)為ac連線(xiàn)上的某一點(diǎn)；C、D圖中，O點(diǎn)為內(nèi)某一點(diǎn)。則其中O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度可能為零的是（）
A． B．
C． D．
【答案】D
【詳解】A．根據(jù)右手螺旋定則分析如圖
O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度不可能為零，故A錯(cuò)誤；
B．根據(jù)右手螺旋定則分析如圖
O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度不可能為零，故B錯(cuò)誤；
C．根據(jù)右手螺旋定則分析如圖
O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度不可能為零，故C錯(cuò)誤；
D．根據(jù)右手螺旋定則分析如圖
O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度可能為零，故D正確。
故選D。
18．（2023高二上·河北·學(xué)業(yè)考試）如圖所示，某同學(xué)在通電螺線(xiàn)管的附近與內(nèi)部畫(huà)出了a、b、c、d四個(gè)小磁針，其中小磁針b在螺線(xiàn)管內(nèi)部。四個(gè)小磁針N極（黑色一端）指向?qū)Φ牡氖牵? ）
A．小磁針aB．小磁針bC．小磁針cD．小磁針d
【答案】D
【詳解】根據(jù)安培定則可知通電螺線(xiàn)管N極在右端，因此右側(cè)磁場(chǎng)方向水平向右，小磁針c位置不對(duì)；上方磁場(chǎng)方向水平向左，所以小磁針d位置正確；左側(cè)水平向右，a位置不對(duì)；內(nèi)部水平向右，b位置不對(duì)。
故選D。
19．（2023高二上·河北·學(xué)業(yè)考試）沿南北方向固定一水平直導(dǎo)線(xiàn)，在其正上方、正下方分別放置甲、乙小磁針，小磁針靜止時(shí)的指向如圖所示，不考慮小磁針之間的互相作用力。當(dāng)給直導(dǎo)線(xiàn)通以由南向北的恒定電流時(shí)，下列說(shuō)法對(duì)的的是（）
A．小磁針甲不偏轉(zhuǎn)B．小磁針乙不偏轉(zhuǎn)
C．小磁針甲的N極向紙面外偏轉(zhuǎn)D．小磁針乙的N極向紙面外偏轉(zhuǎn)
【答案】C
【詳解】由右手螺旋定則，通電導(dǎo)線(xiàn)在乙處的磁場(chǎng)方向，垂直紙面向里，在甲處的磁場(chǎng)方向，垂直紙面向外，則小磁針甲的N極向紙面外偏轉(zhuǎn)，小磁針乙的N極向紙面里偏轉(zhuǎn)。
故選C。
20．（2024高二下·廣東·學(xué)業(yè)考試）如圖所示，水平放置著一根通電直導(dǎo)線(xiàn)，電流方向垂直紙面向外，a、b、c和d是以通電直導(dǎo)線(xiàn)為圓心的同一圓周上的四個(gè)點(diǎn)。已知通電直導(dǎo)線(xiàn)產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度在同一圓周上各點(diǎn)大小相等。再添加一個(gè)豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則在這四個(gè)點(diǎn)中合磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度最大的點(diǎn)是（）
A．a(chǎn)B．bC．cD．d
【答案】A
【詳解】根據(jù)右手螺旋定則可知，通電直導(dǎo)線(xiàn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较颍鐖D所示
根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度疊加原則可知合磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度最大的點(diǎn)是a。
故選A。
21．（2022高三·遼寧·學(xué)業(yè)考試）如圖所示，在直角三角形ACD的A點(diǎn)和D點(diǎn)分別固定一電流方向垂直紙面向外和垂直紙面向里的無(wú)限長(zhǎng)的直導(dǎo)線(xiàn)，其電流大小分別為IA和ID，且IA=4ID，∠DAC=30°，∠ADC=90°。已知通電長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)在空間某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，k為比例系數(shù)，r為該點(diǎn)到導(dǎo)線(xiàn)的距離，I為導(dǎo)線(xiàn)中的電流。將一小磁針?lè)旁贑點(diǎn)，則小磁針N極指向?yàn)椋? ）
A．正東方向B．正北方向C．東偏北30°方向D．東偏南30方向
【答案】A
【詳解】設(shè)C、D間的距離為r，A點(diǎn)處的通電長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)、D點(diǎn)處的通電長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)在C點(diǎn)產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為
又
解得
如圖所示，C處合磁感應(yīng)強(qiáng)度方向沿DC方向，故小磁針N極指向正東方向，A正確。
故選A。
22．（2022高二上·廣西·學(xué)業(yè)考試）如圖所示，豎直長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)通以恒定電流I，閉合線(xiàn)圈abcd與直導(dǎo)線(xiàn)在同一平面內(nèi)，導(dǎo)致圈內(nèi)磁通量發(fā)生變化的線(xiàn)圈運(yùn)動(dòng)是（）
A．水平向右平移B．豎直向下平移
C．豎直向上平移D．以豎直長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)為軸轉(zhuǎn)動(dòng)
【答案】A
【詳解】A．豎直長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)通以恒定電流I，會(huì)以導(dǎo)線(xiàn)為中心形成環(huán)形磁場(chǎng)，離導(dǎo)線(xiàn)越遠(yuǎn)，磁感應(yīng)強(qiáng)度越小，若水平向右平移，磁通量變小，故A正確；
BC．由上述分析可知，若線(xiàn)圈豎直向上或向下平移，磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，磁通量大小也不變，故BC錯(cuò)誤；
D．由上述分析可知，若以豎直長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，磁通量大小也不變，故D錯(cuò)誤。
故選A。
23．（2022高二上·廣東佛山·學(xué)業(yè)考試）特高壓直流輸電是國(guó)家重點(diǎn)能源工程。如圖所示，兩條平行導(dǎo)線(xiàn)、，其中a、b點(diǎn)連線(xiàn)與兩導(dǎo)線(xiàn)垂直，O點(diǎn)為連線(xiàn)中點(diǎn)，導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度看作無(wú)限長(zhǎng)、忽略地磁場(chǎng)，兩根導(dǎo)線(xiàn)通有同向的電流，大小分別為、，則（）
A．與相互排斥B．O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與電流方向相同
C．若，則O點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為零D．若，則兩導(dǎo)線(xiàn)所受安培力大小不相等
【答案】C
【詳解】A．兩通電導(dǎo)線(xiàn)電流方向相同，存在相互吸引的作用力，故A錯(cuò)誤。
BC．根據(jù)安培定則可知，I1、I2產(chǎn)生的磁場(chǎng)在O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相反且與電流方向垂直，若I1=I2，根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)合成可知，O點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為零，故B錯(cuò)誤，C正確；
D．兩導(dǎo)線(xiàn)間相互作用的安培力是一對(duì)作用力與反作用力，大小一定相等，故D錯(cuò)誤。
故選C。
24．（2020高二上·山東·學(xué)業(yè)考試）如圖所示，三根長(zhǎng)直通電導(dǎo)線(xiàn)中的電流大小相同，通過(guò)b、d導(dǎo)線(xiàn)的電流方向垂直紙面向里，通過(guò)c導(dǎo)線(xiàn)的電流方向垂直紙面向外，a點(diǎn)為b、d兩點(diǎn)連線(xiàn)的中點(diǎn)，ac垂直bd，且ab=ad=ac，則c導(dǎo)線(xiàn)受到的安培力方向（）
A．由a指向cB．由c指向aC．由a指向bD．由a指向d
【答案】A
【詳解】根據(jù)安培定則知，b導(dǎo)線(xiàn)在c點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向沿dc方向，d導(dǎo)線(xiàn)在c點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向沿cb方向。合磁場(chǎng)方向水平向左，根據(jù)左手定則可知c導(dǎo)線(xiàn)受到的合力豎直向下。故A正確，BCD錯(cuò)誤。
故選A。
25．（2023高二下·廣東·學(xué)業(yè)考試）圖是電磁式充氣泵的結(jié)構(gòu)示意圖。當(dāng)電流從電磁鐵的線(xiàn)圈a端流入時(shí)，小磁鐵被吸引而向下運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)充氣，則此時(shí)（）
A．電磁鐵上端是N極，小磁鐵下端是N極
B．電磁鐵上端是N極，小磁鐵下端是S極
C．電磁鐵上端是S極，小磁鐵下端是N極
D．電磁鐵上端是S極，小磁鐵下端是S極
【答案】C
【詳解】當(dāng)電流從電磁鐵的接線(xiàn)柱a流入時(shí)，從上向下看，電流時(shí)順時(shí)針?lè)较颍捎沂致菪▌t可得，電磁鐵下端為N極，上端為S極，由同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引可得，小磁鐵被吸引向下運(yùn)動(dòng)，所以小磁鐵下端為N極。
故選C。
26．（2023高二上·浙江·學(xué)業(yè)考試）如圖所示，小磁針的指向不正確的是（）
A． B．
C． D．
【答案】C
【詳解】A．根據(jù)安培定則可知，通電螺線(xiàn)管的左側(cè)相當(dāng)于條形磁體的N極，而在磁體內(nèi)部，磁場(chǎng)由S極指向N極，因此當(dāng)小磁針置于螺線(xiàn)管內(nèi)部時(shí)，小磁針N極將指向通電螺旋管左側(cè)，故A正確，不符合題意；
B．地理上的南極為地磁的北極，而地理上的北極為地磁的南極，則地磁線(xiàn)從南極出，北極進(jìn)，因此小磁針N極與磁場(chǎng)線(xiàn)的方向相同，故B正確，不符合題意；
C．通電導(dǎo)線(xiàn)周?chē)a(chǎn)生的磁場(chǎng)為環(huán)形磁場(chǎng)，而根據(jù)安培定則可知，通電導(dǎo)線(xiàn)右側(cè)磁場(chǎng)方向向下，若將小磁針置于導(dǎo)線(xiàn)右側(cè)，則N極應(yīng)指向磁場(chǎng)的方向，即豎直向下，故C錯(cuò)誤，符合題意；
D．蹄型磁體中間磁場(chǎng)方向由N極指向S極，則小磁針N極所指的方向即為磁場(chǎng)的方向，故D正確，不符合題意。
故選C。
27．（2024高三·河北·學(xué)業(yè)考試）在赤道上方沿南北方向和東西方向相隔一定高度垂直放置兩根水平直導(dǎo)線(xiàn)，如圖所示，兩導(dǎo)線(xiàn)上正對(duì)的位置為E、F（E點(diǎn)在上），在E、F連線(xiàn)中點(diǎn)放置一小磁針。導(dǎo)線(xiàn)中通圖示方向電流，兩電流大小相等，穩(wěn)定后小磁針的N極指向偏轉(zhuǎn)了37°，，則每根導(dǎo)線(xiàn)在小磁針位置產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度與該處地磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小之比為（）
A．4：1B．3：1C．2：1D．4：3
【答案】B
【分析】考查通電直導(dǎo)線(xiàn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)與地磁場(chǎng)的疊加，檢測(cè)考生應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問(wèn)題的能力。
【詳解】設(shè)導(dǎo)線(xiàn)在小磁針處產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，地磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，方向由南向北，由右手螺旋定則可知，上方導(dǎo)線(xiàn)在小磁針處產(chǎn)生的磁場(chǎng)由南指向北，下方導(dǎo)線(xiàn)在小磁針處產(chǎn)生的磁場(chǎng)由西指向東，根據(jù)矢量合成原理可知EF中點(diǎn)處的磁場(chǎng)方向?yàn)楸逼珫|37°，如圖所示，則有
解得
故選B。
28．（多選）（2020高三下·山東·學(xué)業(yè)考試）已知電流大小為I的長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)在離長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)r距離處產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=k(k為比例系數(shù)，r為該點(diǎn)到導(dǎo)線(xiàn)的距離，I為導(dǎo)線(xiàn)的電流大小)。如圖所示，在一半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)的圓心O處放置一電流大小為I的長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)a，導(dǎo)線(xiàn)電流方向垂直紙面向外，紙面內(nèi)圓心O點(diǎn)右側(cè)2R處有另一長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)b，電流大小也為I、方向如圖所示，N為圓心O到導(dǎo)線(xiàn)b距離的中點(diǎn)，其中導(dǎo)線(xiàn)a在N點(diǎn)產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0。下列說(shuō)法正確的是（）
A．導(dǎo)線(xiàn)b產(chǎn)生的磁場(chǎng)穿過(guò)該圓形區(qū)域的磁通量為零
B．導(dǎo)線(xiàn)b在N點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0、方向垂直紙面向外
C．導(dǎo)線(xiàn)b在圓心O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B0、方向垂直紙面向外
D．導(dǎo)線(xiàn)a和導(dǎo)線(xiàn)b在N點(diǎn)產(chǎn)生磁場(chǎng)的合磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B0
【答案】BD
【詳解】A．導(dǎo)線(xiàn)b產(chǎn)生的磁場(chǎng)在該圓形區(qū)域的方向?yàn)榇怪奔埫嫦蛲?，故穿過(guò)該圓形區(qū)域的磁通量不為零，故A錯(cuò)誤；
B．根據(jù)題意可知，導(dǎo)線(xiàn)b在N點(diǎn)產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小等于導(dǎo)線(xiàn)a在N點(diǎn)產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，又由安培定則可知該磁場(chǎng)方向垂直該圓形區(qū)域向外，B項(xiàng)正確；
C．由長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度公式，可知導(dǎo)線(xiàn)b在圓心O點(diǎn)產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，故C錯(cuò)誤；
D．導(dǎo)線(xiàn)a和導(dǎo)線(xiàn)b分別在N點(diǎn)產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為，但導(dǎo)線(xiàn)a在N點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向向上，導(dǎo)線(xiàn)b在N點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向垂直紙面向外，合磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，故D正確。
故選BD。
29．（多選）（2021高三·湖南·學(xué)業(yè)考試）如圖所示，兩根通電長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)A、B垂直于紙面固定放置，二者之間的連線(xiàn)水平，電流均垂直于紙面向里，導(dǎo)線(xiàn)A中電流是導(dǎo)線(xiàn)B中電流的2倍，此時(shí)導(dǎo)線(xiàn)A受到的磁場(chǎng)作用力大小為F，而在導(dǎo)線(xiàn)A、B的正中間再放置一根與導(dǎo)線(xiàn)A、B平行共面的通電長(zhǎng)直導(dǎo)C線(xiàn)后，導(dǎo)線(xiàn)A受到的磁場(chǎng)作用力大小變?yōu)?F（方向或左或右），則導(dǎo)線(xiàn)B受到的磁場(chǎng)作用力大小和方向可能為（通電直導(dǎo)線(xiàn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)大小和到導(dǎo)線(xiàn)的垂直距離有關(guān)，距離相等，大小相等）（）
A．大小為，方向水平向右B．大小為，方向水平向左
C．大小為，方向水平向右D．大小為，方向水平向左
【答案】BC
【詳解】AB．放入導(dǎo)線(xiàn)C后，如果導(dǎo)線(xiàn)A受到的作用力方向向右，則導(dǎo)線(xiàn)C對(duì)A的作用力大小為F，方向向右，所以C中電流方向與導(dǎo)線(xiàn)A中電流同向；對(duì)導(dǎo)線(xiàn)B，根據(jù)力的作用是相互的，所以A對(duì)B的作用力大小為F，方向向左，C對(duì)B的作用力大小為，方向向左，所以導(dǎo)線(xiàn)B受到的合力大小為，方向水平向左。A錯(cuò)誤，B正確；
CD．放入導(dǎo)線(xiàn)C后，如果導(dǎo)線(xiàn)A受到的作用力方向向左，則導(dǎo)線(xiàn)C對(duì)A的作用力大小為3F，方向向左，所以C中電流方向與導(dǎo)線(xiàn)A中電流反向；對(duì)導(dǎo)線(xiàn)B，根據(jù)力的作用是相互的，所以A對(duì)B的作用力大小為F，方向向左，C對(duì)B的作用力大小為，方向向右，所以導(dǎo)線(xiàn)B受到的合力大小為，方向水平向右。C正確，D錯(cuò)誤。
故選BC。
30．（多選）（2022高三上·湖南湘潭·學(xué)業(yè)考試）如圖，在截面為圓的絕緣彈性長(zhǎng)管內(nèi)表面兩相互垂直的直徑兩端分別固定有四根輕質(zhì)平行長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)a、b、c、d，導(dǎo)線(xiàn)中通有大小相等的電流I，電流方向如圖所示。每根長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)單獨(dú)存在時(shí)，在圓心O處產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為。（k為常量，r為圓心到導(dǎo)線(xiàn)的距離），此時(shí)O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為。若只解除導(dǎo)線(xiàn)d的固定，其他條件不變，在彈性長(zhǎng)管發(fā)生形變后，O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，則關(guān)于和，下列說(shuō)法正確的是（）
A．，方向沿ab方向B．
C．，方向均沿ab方向D．，方向均沿ba方向
【答案】AC
【詳解】AB．由安培定則判斷四根固定直導(dǎo)線(xiàn)在圓心處產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為
方向沿方向，A正確，B錯(cuò)誤；
CD．若解除導(dǎo)線(xiàn)d的固定，由兩通電直導(dǎo)線(xiàn)間的安培力作用滿(mǎn)足“同向電流相互吸引，異向電流相互排斥”，可知導(dǎo)線(xiàn)d將沿圓的直徑cd向上移動(dòng)，導(dǎo)線(xiàn)d到圓心的距離變大，穩(wěn)定后，其在處產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度小于，方向仍沿ab方向，此時(shí)
故
方向均沿方向，C正確，D錯(cuò)誤。
故選AC。
考點(diǎn)02：安培力
1．（2021高二下·廣東揭陽(yáng)·學(xué)業(yè)考試）長(zhǎng)度為L(zhǎng)、通有電流為I的直導(dǎo)線(xiàn)放入一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電流方向與磁場(chǎng)方向如圖所示，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，導(dǎo)線(xiàn)所受安培力的大小是（）
A．BIL·sinB．BIL·csC．0D．BIL
【答案】D
【詳解】導(dǎo)線(xiàn)和磁場(chǎng)方向垂直，故導(dǎo)線(xiàn)所受安培力大小為
F=BIL
故選D。
2．（2021高一下·廣東·學(xué)業(yè)考試）在“探究影響通電導(dǎo)體所受磁場(chǎng)力大小的因素”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的電路，他在光滑導(dǎo)體棒的左右兩側(cè)各安裝了力傳感器，用以測(cè)量安培力的大小和方向。棒的周?chē)嬖趧驈?qiáng)磁場(chǎng)，閉合開(kāi)關(guān)后，下列說(shuō)法正確的是（）
A．僅將滑動(dòng)變阻器的滑片向下滑動(dòng)，安培力變小
B．僅改變導(dǎo)體棒中電流方向，安培力方向不變
C．僅將磁場(chǎng)方向反向，安培力方向不變
D．僅增大磁感應(yīng)強(qiáng)度，安培力變大
【答案】D
【詳解】A．僅將滑動(dòng)變阻器的滑片向下滑動(dòng)，使變阻器接入電路的阻值變小，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知
流過(guò)導(dǎo)體棒的電流變大。由安培力表達(dá)式可得
易知安培力變大。故A錯(cuò)誤；
BC．根據(jù)左手定則，當(dāng)僅改變導(dǎo)體棒中電流方向時(shí)或僅將磁場(chǎng)方向反向，安培力方向會(huì)隨之改變。故BC錯(cuò)誤；
D．根據(jù)A選項(xiàng)分析可知，僅增大磁感應(yīng)強(qiáng)度，安培力變大。故D正確。
故選D。
3．（2021高二下·貴州·學(xué)業(yè)考試）線(xiàn)圈固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，其平面與磁場(chǎng)方向、紙面平行。當(dāng)線(xiàn)圈通有如圖所示的電流時(shí)，關(guān)于邊和邊所受安培力和的方向，下列判斷正確的是（不考慮線(xiàn)圈中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)）（）
A．、都垂直于紙面向外
B．、都垂直于紙面向里
C．垂直于紙面向外，垂直于紙面向里
D．垂直于紙面向里，垂直于紙面向外
【答案】C
【詳解】根據(jù)左手定則可知垂直于紙面向外，垂直于紙面向里，故選C。
4．（2009高二·江蘇揚(yáng)州·學(xué)業(yè)考試）在下圖中，標(biāo)出了磁場(chǎng)B的方向、通電直導(dǎo)線(xiàn)中電流I的方向，以及通電直導(dǎo)線(xiàn)所受磁場(chǎng)力F的方向，其中正確的是（）
A．B．C．D．
【答案】A
【詳解】A．由左手定則可知，通電直導(dǎo)線(xiàn)所受安培力的方向豎直向上，A正確；
B．由圖可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度B與電流I平行，導(dǎo)線(xiàn)不受安培力，B錯(cuò)誤；
C．由左手定則可知，通電直導(dǎo)線(xiàn)所受安培力的方向豎直向下，C錯(cuò)誤；
D．由左手定則可知，通電直導(dǎo)線(xiàn)所受安培力的方向垂直紙面向外，D錯(cuò)誤。
故選A。
5．（2021高二·貴州·學(xué)業(yè)考試）勻強(qiáng)磁場(chǎng)中直導(dǎo)線(xiàn)垂直磁場(chǎng)放置，通過(guò)的電流均為I，導(dǎo)線(xiàn)的長(zhǎng)度和磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小如圖中所示。直導(dǎo)線(xiàn)所受安培力最大的是（）
A．B．
C．D．
【答案】D
【詳解】由圖并結(jié)合安培力公式可知，B越大、I越大、L越大則安培力越大。
故選D。
6．（2021高二上·天津·學(xué)業(yè)考試）把一條通電直導(dǎo)線(xiàn)垂直于磁場(chǎng)方向放入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，若導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)為0.5m，電流為4A，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，該導(dǎo)線(xiàn)受到的安培力大小為（）
A．B．C．D．
【答案】D
【詳解】由公式
得該導(dǎo)線(xiàn)受到的安培力大小為
故選D。
7．（2022高二下·貴州·學(xué)業(yè)考試）如圖所示，用兩根輕彈簧把金屬桿PN水平懸掛起來(lái)，放入方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中使其處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)桿中通過(guò)由P向N的電流時(shí)，在安培力作用下金屬桿開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的方向是（）
A．豎直向上B．豎直向下
C．垂直紙面向里D．垂直紙面向外
【答案】C
【詳解】由左手定則可知，金屬桿所受安培力方向?yàn)榇怪奔埫嫦蚶?，所以金屬桿開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的方向是垂直紙面向里。
故選C。
8．（2020高二上·貴州·學(xué)業(yè)考試）某同學(xué)在學(xué)習(xí)了左手定則之后，用三支鉛筆來(lái)表示磁感應(yīng)強(qiáng)度、電流和安培力方向之間的關(guān)系（筆尖表示方向），下列表示正確的是（）
A．B．C．D．
【答案】B
【詳解】左手定則：磁感線(xiàn)穿過(guò)手心，四個(gè)手指的方向?yàn)殡娏鞯姆较颍瑒t大拇指所指的方向?yàn)橥妼?dǎo)線(xiàn)受力的方向，通過(guò)判斷可知B正確。
故選B。
9．（2023高二上·新疆喀什·學(xué)業(yè)考試）圖中各圖表示一根放在磁場(chǎng)里的通電直導(dǎo)線(xiàn)，導(dǎo)線(xiàn)與磁場(chǎng)方向垂直，圖中已分別標(biāo)明電流方向．磁場(chǎng)方向和導(dǎo)線(xiàn)受力方向，其中正確的是（）
A．B．C．D．
【答案】B
【詳解】A．根據(jù)左手定則可知，A選項(xiàng)中電流受到的安培力豎直向上，故A錯(cuò)誤；
B．根據(jù)左手定則可知，B選項(xiàng)中電流受到的安培力水平向右，故B正確；
C．根據(jù)左手定則可知，C選項(xiàng)中電流受到的安培力垂直電流向上，故C錯(cuò)誤；
D．根據(jù)左手定則可知，D選項(xiàng)中電流受到的安培力豎直向上，故D錯(cuò)誤。
故選B。
10．（2020高二下·貴州·學(xué)業(yè)考試）豎直面內(nèi)有一易形變的輕質(zhì)正方形導(dǎo)線(xiàn)框ABCD，將四角固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。當(dāng)線(xiàn)框中通有如圖所示的電流時(shí)，其形狀變?yōu)閳D中虛線(xiàn)所示，該磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向可能為（）
A．平行AB邊向上B．平行AB邊向下
C．垂直線(xiàn)框平面向里D．垂直線(xiàn)框平面向外
【答案】D
【詳解】當(dāng)線(xiàn)框現(xiàn)狀如圖中虛線(xiàn)所示時(shí)，說(shuō)明線(xiàn)框所受安培力均由四周指向外，根據(jù)左手定則來(lái)判斷通電導(dǎo)線(xiàn)所受安培力方向：四指指向電流方向，大拇指指向安培力方向，則掌心剛好朝向紙面內(nèi)，因磁場(chǎng)從掌心穿入，所以該處磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向?yàn)榇怪本€(xiàn)框平面向外，故選D。
11．（2022高三·廣東·學(xué)業(yè)考試）通電閉合直角三角形線(xiàn)框處在水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于線(xiàn)框平面向里，線(xiàn)框的邊水平，線(xiàn)框中電流方向如圖所示，那么該線(xiàn)框受到的安培力的合力（）
A．方向水平向左B．方向豎直向下
C．方向垂直于斜向上D．為零
【答案】D
【詳解】由F=BIL可知，三角形各邊安培力的大小與各邊長(zhǎng)度成正比，另外根據(jù)左手定則和力的平行四邊形法則可知，任意兩條邊受到的安培力的合力與第三條邊受到的安培力等大反向，故線(xiàn)框受到的總的安培力為零，故ABC錯(cuò)誤，D正確。
故選D。
12．（2022高三·廣東·學(xué)業(yè)考試）如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌所在平面與水平面的夾角，導(dǎo)軌的一端接有電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)阻的直流電源，兩導(dǎo)軌間的距離，在導(dǎo)軌所在空間內(nèi)分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小、方向垂直導(dǎo)軌所在平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。現(xiàn)把一個(gè)質(zhì)量的導(dǎo)體棒放在金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良好，導(dǎo)體棒接入電路的電阻，導(dǎo)體棒恰好要滑動(dòng)。已知最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì)。（取，，）則棒與導(dǎo)軌的動(dòng)摩擦因數(shù)為（）
A．0.15B．0.2C．0.25D．0.4
【答案】C
【詳解】根據(jù)閉合電路歐姆定律可得
安培力公式聯(lián)立解得
因?yàn)?br>所以棒有沿導(dǎo)軌下滑的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，棒受到的靜摩擦力方向沿導(dǎo)軌向上，棒受力情況如圖所示
導(dǎo)體棒恰好要滑動(dòng)，靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，有
根據(jù)受力平衡可得
，
聯(lián)立可得
故ABD錯(cuò)誤C正確。
故選C。
13．（2022高二下·貴州·學(xué)業(yè)考試）電磁炮的簡(jiǎn)化模型如圖所示，同一水平面內(nèi)，有兩光滑平行導(dǎo)軌，帶炮彈的導(dǎo)體棒EF垂直放置在導(dǎo)軌上，整個(gè)裝置處在方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。運(yùn)動(dòng)過(guò)程中EF始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。若磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為10T，導(dǎo)軌間的距離為0.2m，通過(guò)電流為5A時(shí)，EF獲得推力（安培力）的大小為（）
A．3NB．5NC．10ND．20N
【答案】C
【詳解】EF獲得推力（安培力）的大小為
F=BIL=10×5×0.2N=10N
故選C。
14．（2023高二下·江蘇·學(xué)業(yè)考試）如圖甲所示為“海影號(hào)”電磁推進(jìn)實(shí)驗(yàn)艦艇，艦艇下部的大洞使海水前后貫通。艦艇沿海平面截面圖如圖乙所示，其與海水接觸的兩側(cè)壁M和N分別連接艦艇內(nèi)電源的正極和負(fù)極，使得M、N間海水內(nèi)電流方向?yàn)?，此時(shí)加一定方向的磁場(chǎng)，可使得M、N間海水受到磁場(chǎng)力作用而被推出，艦艇因此向右前進(jìn)，則所加磁場(chǎng)的方向應(yīng)為（）
A．水平向左B．水平向右
C．垂直紙面向外D．垂直紙面向里
【答案】C
【詳解】根據(jù)題意可知，艦艇向右前進(jìn)，則海水受到向左的安培力，由左手定則可知，所加磁場(chǎng)的方向應(yīng)為垂直紙面向外。
故選C。
15．（2022高二上·浙江·學(xué)業(yè)考試）一根金屬棒用軟線(xiàn)懸掛在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，通入從A流向C方向的電流，懸線(xiàn)張力不為零，欲使懸線(xiàn)張力為零，可以采用的辦法是（）
A．不改變電流和磁場(chǎng)方向，適當(dāng)減小磁感應(yīng)強(qiáng)度
B．不改變電流和磁場(chǎng)方向，適當(dāng)增大電流
C．改變磁場(chǎng)方向，并適當(dāng)減小磁感應(yīng)強(qiáng)度
D．改變電流方向，并適當(dāng)減小電流
【答案】B
【詳解】A．根據(jù)左手定則可知，通入AC方向的電流時(shí)安培力方向向上，設(shè)懸繩張力為F，開(kāi)始時(shí)金屬棒受力滿(mǎn)足
不改變電流和磁場(chǎng)方向，只減小磁感應(yīng)強(qiáng)度時(shí)，安培力減小，此時(shí)懸線(xiàn)張力增大，不可能為零，故A錯(cuò)誤；
B．不改變電流和磁場(chǎng)方向，適當(dāng)增大電流時(shí)安培力增大，可能使懸線(xiàn)張力為零，故B正確；
C．改變磁場(chǎng)方向，安培力方向變?yōu)橄蛳?，懸線(xiàn)上張力一定增大，故C錯(cuò)誤；
D．只改變電流方向，金屬棒所受安培力方向向下，懸線(xiàn)張力增大，故D錯(cuò)誤。
故選B。
16．（2024高三·河北·學(xué)業(yè)考試）將一粗細(xì)均勻、同種材料制成的正三角形導(dǎo)體框ACD放置在粗糙絕緣的水平面上，正三角形的邊長(zhǎng)為2L，俯視圖如圖所示，范圍足夠大、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直水平面向下。AC邊的中點(diǎn)為E，AD邊的中點(diǎn)為F，將一水平向右、平行于CD的電流從E點(diǎn)流入，從F點(diǎn)流出，電流大小為I，則（）
A．EAF和ECDF受到的安培力的方向相反
B．導(dǎo)體框ACD受到的安培力的大小為
C．EAF和ECDF受到的安培力大小之比為2:1
D．僅將電流流入點(diǎn)稍微向C點(diǎn)移動(dòng)，導(dǎo)體框ACD受到的安培力大小不變
【答案】C
【詳解】A．EAF和ECDF受到的安培力的方向均為垂直于CD指向A，故A錯(cuò)誤；
C．根據(jù)幾何關(guān)系和電阻定律可知，EAF和ECDF的電阻之比為1:2，故通過(guò)EAF的電流I1和通過(guò)ECDF的電流I1之比為
有效長(zhǎng)度都為L(zhǎng)，故
EAF和ECDF受到的安培力大小之比為2:1，故C正確；
B．正三角形導(dǎo)體框ACD受到的安培力的大小為
故B錯(cuò)誤；
D．設(shè)電流新的流入點(diǎn)為E′，則E′AF和E′CDF的等效長(zhǎng)度仍相等，設(shè)為L(zhǎng)′，有
導(dǎo)體框ACD受到的安培力為
故D錯(cuò)誤。
故選C。
17．（多選）（2023高三·廣東·學(xué)業(yè)考試）如圖，用輕質(zhì)導(dǎo)線(xiàn)將一根硬直金屬棒與電源、開(kāi)關(guān)連接成電路，并將金屬棒與平行地?cái)R在正方體的上表面，正方體處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)金屬棒豎直向上跳起，由此可知，該區(qū)域的磁場(chǎng)方向可能是（）
A．垂直平面B．垂直平面
C．垂直平面D．垂直平面
【答案】BCD
【詳解】金屬棒豎直向上跳起則安培力的方向豎直向上，電流方向沿導(dǎo)體棒。根據(jù)左手定則可知，安培力方向垂直于電流與磁場(chǎng)方向構(gòu)成的平面。故磁場(chǎng)垂直平面、垂直平面、垂直平面均有可能，而磁場(chǎng)若垂直平面時(shí)，安培力方向不是豎直方向的。
故選BCD。
18．（多選）（2023高三·河北·學(xué)業(yè)考試）如圖所示的框架由材質(zhì)、橫截面積相同的導(dǎo)體abc、ac、adc構(gòu)成，和均為正三角形，在a、c兩點(diǎn)用導(dǎo)線(xiàn)將框架與恒壓電源相連接，整個(gè)空間存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。已知導(dǎo)體ac所受的安培力大小為，忽略導(dǎo)體間的相互作用。則下列說(shuō)法正確的是（）
A．導(dǎo)體ab和導(dǎo)體bc所受的安培力相同
B．導(dǎo)體ab所受的安培力大小為
C．導(dǎo)體abc所受的安培力大小為
D．整個(gè)框架所受的安培力大小為
【答案】BD
【詳解】A．導(dǎo)體ab和導(dǎo)體bc中的電流相等，長(zhǎng)度相等，則導(dǎo)體ab和導(dǎo)體bc所受的安培力大小相等，又由左手定則可知導(dǎo)體ab和導(dǎo)體bc所受的安培力方向不相同，則導(dǎo)體ab和導(dǎo)體bc所受的安培力不同，A錯(cuò)誤；
B．由題意可知導(dǎo)體abc長(zhǎng)度為導(dǎo)體ac長(zhǎng)度的2倍，根據(jù)電阻定律可知其電阻也是導(dǎo)體ac電阻的2倍，由
可知流過(guò)導(dǎo)體ac的電流是流過(guò)導(dǎo)體abc電流的2倍，由
F=BIL
可知導(dǎo)體ac所受的安培力大小等于導(dǎo)體ab所受安培力的2倍，即導(dǎo)體ab所受的安培力大小為
B正確；
C．根據(jù)
F=BIL
可知導(dǎo)體abc所受的安培力大小為
C錯(cuò)誤；
D．根據(jù)上述原理可知，導(dǎo)體adc所受的安培力大小為
三導(dǎo)體所受安培力方向相同，整個(gè)框架所受的安培力大小為
D正確。
故選BD。
19．（多選）（2022高二上·廣東惠州·學(xué)業(yè)考試）媒體報(bào)道在6月17日上午，“福建艦”航母在船舶集團(tuán)有限公司江南造船廠(chǎng)正式下水，該航母采用了艦載機(jī)電磁彈射系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括電源、強(qiáng)迫儲(chǔ)能裝置、導(dǎo)軌等，如圖所示，假設(shè)艦載機(jī)可在軌道間無(wú)摩擦滑動(dòng)，電流從一條軌道流入，通過(guò)艦載機(jī)下的金屬桿從另一條軌道流出（儲(chǔ)能裝置可以保證艦載機(jī)起飛過(guò)程中電流恒定不變），同時(shí)該電流通過(guò)一電磁裝置產(chǎn)生的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直與軌道平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度與電流大小成正比且電流方向反向磁場(chǎng)也會(huì)反向。若不考慮阻力，在安培力作用下艦載機(jī)從軌道一端由靜止勻加速運(yùn)動(dòng)L后，以速度v離開(kāi)軌道實(shí)現(xiàn)彈射起飛。關(guān)于艦載機(jī)起飛過(guò)程以下說(shuō)法正確的是（）
A．圖中電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向?yàn)榇怪避壍榔矫嫦蛳?br>B．若將圖中電流反向，則艦載機(jī)無(wú)法向右彈射
C．若將電流變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，艦載機(jī)彈射起飛的速度也變?yōu)樵瓉?lái)的2倍
D．若艦載機(jī)攜帶彈藥后總質(zhì)量變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，仍要以速度v彈射起飛，電流也應(yīng)變?yōu)樵瓉?lái)的2倍
【答案】AC
【詳解】A．根據(jù)右手定則可得圖中電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向?yàn)榇怪避壍榔矫嫦蛳?，A正確；
B．若將圖中電流反向，磁場(chǎng)反向同時(shí)通過(guò)艦載機(jī)下的金屬桿的電流方向也改變，可得安倍力方向不變?nèi)韵蛴?，所以艦載機(jī)仍可以向右彈射，B錯(cuò)誤；
C．設(shè)軌道的長(zhǎng)度為s，軌道間距為L(zhǎng)，所以有
，
根據(jù)動(dòng)能定理有
可得
所以有
可得若將電流變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，艦載機(jī)彈射起飛的速度也變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，C正確；
D．根據(jù)前面分析若艦載機(jī)攜帶彈藥后總質(zhì)量變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，仍要以速度v彈射起飛，電流也應(yīng)變?yōu)樵瓉?lái)的倍，D錯(cuò)誤。
故選AC。
20．（2022高二·四川·學(xué)業(yè)考試）赤道附近的地磁場(chǎng)可看成平行于地球表面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。如果在磁場(chǎng)中垂直磁場(chǎng)水平放置一根導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，通過(guò)的電流大小為I，方向自西向東，如圖所示。則地磁場(chǎng)對(duì)該導(dǎo)體棒的安培力大小為 (用題中所給的字母表示)，方向豎直向 (選填“上”或“下”)。
【答案】 BIL 上
【詳解】[1]在磁場(chǎng)中垂直磁場(chǎng)水平放置一根導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，通過(guò)的電流大小為I，則由安培力計(jì)算公式可得地磁場(chǎng)對(duì)該導(dǎo)體棒的安培力大小為
[2]由左手定則可知，安培力的方向豎直向上。
21．（2021高二·山西·學(xué)業(yè)考試）2021年5月24日上午，“高速飛車(chē)”山西省實(shí)驗(yàn)室暨大同（陽(yáng)高）試驗(yàn)線(xiàn)工程開(kāi)工奠基儀式在大同市舉行，“高速飛車(chē)”利用超導(dǎo)磁懸浮技術(shù)與地面脫離接觸消除摩擦阻力，利用內(nèi)部接近真空的管道線(xiàn)路大幅減小空氣阻力，從而實(shí)現(xiàn)以上的“近地飛行”。假設(shè)在列車(chē)底部的電磁鐵產(chǎn)生的強(qiáng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)，使得垂直于磁場(chǎng)方向的長(zhǎng)度為，電流為的通電導(dǎo)線(xiàn)受到了的安培力。
（1）求勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小；
（2）若導(dǎo)線(xiàn)中電流變?yōu)椋才嗔ψ優(yōu)槎啻螅?br>【答案】（1）；（2）
【詳解】（1）根據(jù)安培力表達(dá)式
解得
勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。?br>（2）若導(dǎo)線(xiàn)中電流變?yōu)?，則安培力大小為
22．（2022高二·四川·學(xué)業(yè)考試）勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，長(zhǎng)L=0.2m的通電直導(dǎo)線(xiàn)垂直磁場(chǎng)方向放置，如圖所示。當(dāng)電流=0.5A時(shí)，導(dǎo)線(xiàn)受到的安培力大小=0.06N。
（1）根據(jù)左手定則在圖中畫(huà)出安培力的方向；
（2）求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；
（3）當(dāng)該導(dǎo)線(xiàn)中的電流增大為=1.0A時(shí)，求導(dǎo)線(xiàn)受到的安培力的大小。
【答案】（1）；（2）0.6T；（3）0.12N
【詳解】（1）根據(jù)左手定則，直導(dǎo)線(xiàn)受安培力垂直與直導(dǎo)線(xiàn)和磁場(chǎng)方向向下，如圖：
（2）磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小
（3）當(dāng)該導(dǎo)線(xiàn)中的電流增大為=1.0A時(shí)，求導(dǎo)線(xiàn)受到的安培力的大小
23．（2023高二·陜西·學(xué)業(yè)考試）赤道上的地磁場(chǎng)可視為由南向北的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度。赤道上有一根沿東西方向放置的直導(dǎo)線(xiàn)，長(zhǎng)，通有方向由東向西、大小的電流。
（1）判斷導(dǎo)線(xiàn)所受安培力方向是豎直向上還是豎直向下；
（2）求導(dǎo)線(xiàn)所受安培力的大小；
（3）如果將上述通電導(dǎo)線(xiàn)沿南北方向放置，則導(dǎo)線(xiàn)所受安培力大小為多少？
【答案】（1）豎直向下；（2）；（3）0
【詳解】（1）由左手定則可知，其安培力的方向?yàn)樨Q直向下。
（2）由安培力公式得
（3）因通電導(dǎo)線(xiàn)與磁場(chǎng)方向平行，所以
24．（2020高二·浙江·學(xué)業(yè)考試）如圖所示的天平可用來(lái)測(cè)量磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。天平的右臂下面掛一個(gè)矩形線(xiàn)圈，寬為L(zhǎng)，共N匝，線(xiàn)圈的下部懸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于紙面。當(dāng)線(xiàn)圈中通有電流I（方向如圖所示），在天平兩邊加上質(zhì)量分別為m1，m2的砝碼時(shí)，天平平衡；當(dāng)電流反向（大小不變）時(shí)，右邊再加上質(zhì)量為m的砝碼后，天平又重新平衡。求：
(1)線(xiàn)圈所受安培力的大?。?br>(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向；
(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。
【答案】(1)；(2)方向垂直于紙面向里；(3)
【詳解】(1)因?yàn)殡娏鞣聪驎r(shí)，右邊再加砝碼才能重新平衡，所以此時(shí)安培力豎直向上。
電流反向時(shí)，安培力變化為2F安，由平衡條件可知
即線(xiàn)圈所受安培力的大小
F安=
(2)由左手定則判斷磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，即磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于紙面向里。
(3)又由安培力公式可知
即得磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為
25．（2020高一下·浙江溫州·學(xué)業(yè)考試）如圖所示，在一光滑斜面上垂直紙面放置一根長(zhǎng)為L(zhǎng)，質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒。已知斜面傾角為a，導(dǎo)體棒內(nèi)的電流為I，方向垂直紙面向里。當(dāng)加一垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，導(dǎo)體棒恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。求：（重力加速度為g）
(1)導(dǎo)體棒所受安培力的方向；
(2)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。
【答案】(1) 沿斜面向上；(2)
【詳解】(1)根據(jù)左手定則可知，導(dǎo)體棒所受安培力的方向沿斜面向上。
(2)由于導(dǎo)體棒受力平衡，則
解得
26．（2022高二上·廣東佛山·學(xué)業(yè)考試）如圖所示，水平放置電阻不計(jì)的固定平行軌道，間距，兩端連接電動(dòng)勢(shì)，內(nèi)阻的電源及的電阻，一根金屬桿放置于平行導(dǎo)軌上且垂直于兩軌道，其在軌道間的電阻為，質(zhì)量為，軌道與金屬桿接觸良好，絕緣細(xì)線(xiàn)通過(guò)滑輪連接金屬桿及重物，空間中存在一個(gè)垂直于水平面向上的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為忽略一切摩擦，重力加速度，求：
（1）當(dāng)金屬桿靜止時(shí)，流過(guò)金屬桿的電流大小是多少？
（2）若金屬桿能保持靜止，則重物的質(zhì)量是多少？
（3）若金屬桿與軌道間摩擦不能忽略，且動(dòng)摩擦因數(shù)，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，若金屬棒能保持靜止，所掛重物的質(zhì)量范圍是多少？
【答案】（1）4A；（2）0.1kg；（3）0.05kg”“二”或“”“二”或“ >
【詳解】[1][2]根據(jù)洛倫茲力提供向心力有
相同的速度，A的半徑大，A的質(zhì)量大，兩粒子均運(yùn)動(dòng)半個(gè)周期
A的時(shí)間長(zhǎng)。
26．（2023高二上·四川·學(xué)業(yè)考試）如圖所示，直角三角形ACD區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。一質(zhì)量為m的帶電粒子以速度從C點(diǎn)沿∠C的角平分線(xiàn)射入磁場(chǎng)，剛好從A點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)。已知，CD邊的長(zhǎng)度為d，粒子重力不計(jì)。
（1）判斷粒子的帶電性質(zhì)；
（2）求粒子的電荷量q；
（3）求粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t。
【答案】（1）負(fù)電；（2）；（3）
【詳解】（1）由左手定則可知，粒子帶負(fù)電；
（2）粒子沿∠C的角平分線(xiàn)射入磁場(chǎng)，與AC的夾角為30°，剛好從A點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)，則應(yīng)該沿DA方向射出，由幾何關(guān)系可知，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑為
根據(jù)
可得
（3）粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間
27．（2021高二·山西·學(xué)業(yè)考試）如圖所示，極板、之間電壓為，圓心為、半徑為的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，極板附近的電子由靜止開(kāi)始被電場(chǎng)加速后，從點(diǎn)沿半徑方向垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電子離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)速度方向與進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度方向之間的夾角為。已知電子質(zhì)量為，電荷量為，不計(jì)重力。求：
（1）電子離開(kāi)加速電場(chǎng)時(shí)速度的大?。?br>（2）勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。
【答案】（1）；（2）
【詳解】（1）設(shè)電子離開(kāi)加速電場(chǎng)時(shí)速度的大小為，根據(jù)動(dòng)能定理可得
解得
（2）電子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示
電子在磁場(chǎng)中，根據(jù)洛倫茲力提供向心力可得
由圖中幾何關(guān)系可得
聯(lián)立可得勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小
28．（2020高二·山西·學(xué)業(yè)考試）質(zhì)譜儀是測(cè)量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素的重要工具，如圖所示，帶電粒子從容器下方的小孔飄入質(zhì)譜儀中電勢(shì)差為的加速電場(chǎng)，其初速度幾乎為零，然后沿著與磁場(chǎng)垂直的方向從點(diǎn)進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，最后打到照相底片上（忽略重力的影響）
（1）請(qǐng)說(shuō)明該帶電粒子帶正電還是帶負(fù)電；
（2）若電荷量為、質(zhì)量為的粒子，由容器進(jìn)入質(zhì)譜儀，最后打在底片上點(diǎn)，求間的距離；
（3）若某種元素的兩種同位素的原子核由容器進(jìn)入質(zhì)譜儀，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的直徑之比為，求它們的質(zhì)量之比。
【答案】（1）正電；（2）；（3）
【詳解】（1）由粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡根據(jù)左手定則可得出粒子帶正電；
（2）粒子在電場(chǎng)中加速，根據(jù)動(dòng)能定理
粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，洛倫茲力提供向心力
聯(lián)立解得
（3）由（2）中結(jié)論對(duì)同位數(shù)可得
所以
29．（2021高二上·云南·學(xué)業(yè)考試）如圖所示，兩個(gè)平行金屬板、之間存在加電場(chǎng)，板的正中央有兩個(gè)小孔、。右側(cè)有一垂直于紙面向外、足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一個(gè)質(zhì)量為、電荷量為的粒子，從小孔飄入加速電場(chǎng)，其初速度可視為零，經(jīng)、間的加速電場(chǎng)加速后，以速度、垂直于從點(diǎn)沿著與磁場(chǎng)垂直的方向進(jìn)入磁場(chǎng)，最終又垂直于從點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)，已知點(diǎn)和點(diǎn)之間的距離為，不計(jì)粒子重力。求：
(1)加速電場(chǎng)的電壓；
(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。
【答案】(1)；(2)
【詳解】(1)粒子在加速電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，由動(dòng)能定理得
解得。
(2)粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力充當(dāng)向心力
由幾何關(guān)系可知，聯(lián)立解得。
30．（2024高三·河北·學(xué)業(yè)考試）如圖所示，在直角坐標(biāo)系xOy中，P、Q、K、S四點(diǎn)的坐標(biāo)分別為（，0）、（0，）、（0，15L）、（，0）。內(nèi)（包含邊界）有垂直坐標(biāo)平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)；第Ⅰ象限存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向沿y軸負(fù)方向。質(zhì)量為m、帶電荷量為＋q的帶電粒子在坐標(biāo)平面內(nèi)從P點(diǎn)沿與x軸負(fù)方向成（未知）角的方向射入第Ⅰ象限，經(jīng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后從Q點(diǎn)以速率垂直y軸射進(jìn)磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)中恰未從SK邊界射出磁場(chǎng)。不計(jì)粒子重力。
（1）求電場(chǎng)強(qiáng)度E的大?。?br>（2）求粒子從P點(diǎn)到第二次運(yùn)動(dòng)到y(tǒng)軸所用的時(shí)間。
【答案】（1）；（2）
【詳解】（1）粒子從到可逆向看成從到的類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，則有
①
②
可得
③
（2）畫(huà)出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，由圖可得
則有
④
所以
⑤
得
⑥
設(shè)粒子軌跡交軸于點(diǎn)，軌跡圓圓心為，則
可得粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡所對(duì)的圓心角為，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為
⑦
粒子出磁場(chǎng)時(shí)運(yùn)動(dòng)速度與軸正方向的夾角為，由幾何知識(shí)可知粒子在第Ⅲ象限內(nèi)運(yùn)動(dòng)軌跡長(zhǎng)度為
⑧
則
⑨
粒子從P點(diǎn)到第二次運(yùn)動(dòng)到y(tǒng)軸所用的總時(shí)間
⑩
31．（2023高三·重慶萬(wàn)州·學(xué)業(yè)考試）如圖所示，平面直角坐標(biāo)系xOy的第一象限充滿(mǎn)沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)；坐標(biāo)原點(diǎn)O右側(cè)有一個(gè)與y軸平行、足夠長(zhǎng)且厚度不計(jì)的熒光屏，熒光屏與x軸相交于Q點(diǎn)，且OQ=L；y軸左側(cè)充滿(mǎn)垂直xOy平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一重力可忽略不計(jì)、比荷大小為k的帶負(fù)電粒子，以速度從y軸負(fù)半軸上的P點(diǎn)（OP

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