2025北京高二（上）期末物理匯編：磁場對(duì)通電直導(dǎo)線的作用力

第1頁/共1頁2025北京高二（上）期末物理匯編磁場對(duì)通電直導(dǎo)線的作用力一、單選題1．（2025北京順義高二上期末）如圖所示的平面內(nèi)，在通有圖示方向電流Ⅰ的長直導(dǎo)線右側(cè)，固定一矩形金屬線框abcd，ad邊與導(dǎo)線平行，線框中的電流方向?yàn)閍→b→c→d→a，線框各邊的相互作用力忽略不計(jì)。下列判斷正確的是（）A．線框ad邊所受的安培力方向向右B．線框ab邊與cd邊受力相同C．線框ad邊與bc邊受力相同D．線框整體受到的安培力向左2．（2025北京西城高二上期末）如圖甲所示，a、b位于兩個(gè)等量異種電荷的連線上，O為連線的中點(diǎn)，且a、b到O的距離相等；如圖乙所示，兩根相互平行的長直導(dǎo)線垂直紙面通過M、N兩點(diǎn)，c、d位于MN的連線上，O'為MN連線的中點(diǎn)，且c、d到O'的距離相等，兩導(dǎo)線中通有等大反向的恒定電流，下列說法正確的是（）A．O點(diǎn)電勢(shì)比a點(diǎn)的高B．a(chǎn)、b點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同C．導(dǎo)線M、N相互吸引D．c、d點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反3．（2025北京西城高二上期末）在如圖所示的四幅圖中，正確標(biāo)明了通電導(dǎo)線所受安培力F方向的是（

）A． B．C． D．4．（2025北京101中高二上期末）如圖所示，兩條平行的金屬軌道所構(gòu)成的平面與水平地面的夾角為θ，在軌道的頂端接有恒定電源和滑動(dòng)變阻器，一根質(zhì)量為m的金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置，桿與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)恒定．整個(gè)裝置處于垂直軌道平面向上的勻強(qiáng)磁場中，滑動(dòng)變阻器的滑片P處于中點(diǎn)位置，桿處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)將滑動(dòng)變阻器的滑片向M端緩慢滑動(dòng)一段時(shí)間后桿開始下滑，整個(gè)過程金屬桿始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，導(dǎo)軌及電源內(nèi)阻不計(jì)。下列說法中正確的是（）

A．此過程中金屬桿所受安培力的方向垂直于斜面向下B．金屬桿所受安培力的大小與滑動(dòng)變電阻器的電阻成反比C．下滑后，金屬桿所受摩擦力大小不變D．滑片向M端滑動(dòng)的過程中，金屬桿對(duì)軌道的壓力變大5．（2025北京東城高二上期末）如圖甲所示是磁電式電流表的結(jié)構(gòu)示意圖，蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是均勻輻向分布的，線圈中a、b兩條導(dǎo)線長均為L，分別通以圖乙所示方向的電流I，兩條導(dǎo)線處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，則（

）A．該磁場是勻強(qiáng)磁場B．在輻向磁場中磁感線總是與線圈平面垂直C．線圈將逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)D．a(chǎn)、b導(dǎo)線各自受到的安培力大小總為ILB6．（2025北京通州高二上期末）下列情境中導(dǎo)體內(nèi)電流方向如圖所示，則描述正確的是（）A．①中給懸掛在蹄形磁體兩極間的直導(dǎo)線通電，直導(dǎo)線向磁體外運(yùn)動(dòng)B．②中兩條通電直導(dǎo)線相互吸引C．③中導(dǎo)線環(huán)中通過電流時(shí)俯視觀察到小磁針從圖示位置順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)D．④中可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針在通電直導(dǎo)線附近靜止7．（2025北京懷柔高二上期末）在恒定的勻強(qiáng)磁場中固定一根通電直導(dǎo)線，導(dǎo)線的方向與磁場方向垂直，如圖反映的是這根導(dǎo)線受到的磁場力大小F與通過導(dǎo)線的電流I之間的關(guān)系，M、N兩點(diǎn)各對(duì)應(yīng)一組F、I的數(shù)據(jù)，其中可能正確的是（）A． B． C． D．8．（2025北京東城高二上期末）如圖所示為研究平行通電直導(dǎo)線之間相互作用的實(shí)驗(yàn)裝置。接通電路后發(fā)現(xiàn)兩根導(dǎo)線均發(fā)生形變，此時(shí)通過導(dǎo)線和的電流大小分別為和，已知，方向均向上。若用和分別表示導(dǎo)線與受到的磁場力，則下列說法正確的是（）A．兩根導(dǎo)線相互排斥B．為判斷的方向，需要知道和的合磁場方向C．兩個(gè)力的大小關(guān)系為D．僅增大電流，、會(huì)同時(shí)都增大9．（2025北京懷柔高二上期末2025北京懷柔高二上期末）如圖所示，在水平地面上固定一對(duì)與水平面夾角為的光滑平行金屬導(dǎo)軌，頂端接有電源，直導(dǎo)體棒垂直兩導(dǎo)軌放置，且與兩軌道接觸良好，整套裝置處于勻強(qiáng)磁場中．圖為沿方向觀察的側(cè)視圖，下面四幅圖中所加磁場能使導(dǎo)體棒靜止在軌道上的是 B． C． D．二、多選題10．（2025北京八一學(xué)校高二上期末）下圖中標(biāo)出了勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B、通電直導(dǎo)線中的電流I和它受到的安培力F的方向，其中正確的是（）A． B．C． D．三、解答題11．（2025北京順義一中高二上期末）如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離為，金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角為θ=37°。導(dǎo)軌所在平面內(nèi)分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度，方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場，金屬導(dǎo)軌的上端接有電動(dòng)勢(shì)E=3.0V、內(nèi)阻的直流電源?，F(xiàn)把一個(gè)質(zhì)量。的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒恰好靜止。導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良好，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點(diǎn)間的電阻。，金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì)，g取。已知，，求：(1)通過導(dǎo)體棒的電流；(2)導(dǎo)體棒受到的安培力；(3)導(dǎo)體棒受到的摩擦力。12．（2025北京豐臺(tái)高二上期末）如圖1所示，質(zhì)量為m、長為l的金屬棒MN兩端由等長的輕質(zhì)細(xì)線水平懸掛，處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中。金屬棒中通入由M向N的電流I，平衡時(shí)兩懸線與豎直方向夾角均為，已知重力加速度為g。(1)圖2為側(cè)視圖，請(qǐng)?jiān)趫D2中畫出金屬棒的受力示意圖；(2)求金屬棒受到的安培力的大?。?3)求勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。13．（2025北京通州高二上期末）在勻強(qiáng)磁場中，一根長l=0.5m的通電導(dǎo)線中的電流為Ⅰ=10A，這條導(dǎo)線與磁場方向垂直時(shí)，受的磁場力為。(1)求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；(2)把導(dǎo)線中的電流增大到，求此時(shí)磁場力的大小。14．（2025北京海淀高二上期末）如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一個(gè)半徑為r，質(zhì)量為m0的金屬圓環(huán)，圓環(huán)平面與紙面平行，圓環(huán)部分處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直紙面向里，磁場的水平邊界與圓環(huán)相交于M、N點(diǎn)，圓心角∠MON=120°。用絕緣輕繩把放在斜面上的滑塊通過定滑輪與圓環(huán)相連。當(dāng)圓環(huán)中通有逆時(shí)針方向大小為I的電流時(shí)，滑塊保持靜止。已知斜面傾角為30°，斜面和滑輪均光滑。求：（1）滑塊的質(zhì)量；（2）若圓環(huán)電流I大小不變，方向突然變?yōu)轫槙r(shí)針方向時(shí)，滑塊的瞬時(shí)加速度為多大。15．（2025北京海淀高二上期末）如圖所示，在傾角為37°的光滑斜面上有一根長為0.4m、質(zhì)量為6×10－2kg的通電直導(dǎo)線，電流大小I＝1A，方向垂直于紙面向外，導(dǎo)線用平行于斜面的輕繩拴住不動(dòng)。(1)開始時(shí)，整個(gè)裝置放在無磁場的環(huán)境中，即B0＝0，求此時(shí)斜面對(duì)通電直導(dǎo)線的支持力大小。(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2)(2)給整個(gè)裝置所處的空間加豎直向上的勻強(qiáng)磁場，若斜面對(duì)通電直導(dǎo)線的支持力為零，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。

參考答案1．D【詳解】AC．根據(jù)右手螺旋定則可知，長直導(dǎo)線右側(cè)磁場垂直紙面向里，根據(jù)左手定則可知，線框ad邊所受的安培力方向向左，線框bc邊所受的安培力方向向右，故AC錯(cuò)誤；B．線框ab邊所受安培力方向向上，線框cd邊所受安培力方向向下，故B錯(cuò)誤；D．離長直導(dǎo)線越遠(yuǎn)，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度越小，ad邊的安培力大于bc邊所受向右的安培力，ab邊與cd邊所受安培力平衡，線框整體受到的安培力方向水平向左，故D正確。故選D。2．B【詳解】A．沿電場線電勢(shì)降低，根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷電場的分布規(guī)律可知，O點(diǎn)電勢(shì)比a點(diǎn)的低，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷電場的分布規(guī)律，結(jié)合對(duì)稱性可知，a、b點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小和方向均相同，故B正確；C．根據(jù)安培定則可知，電流M在N位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向向下，根據(jù)左手定則可知，N所受安培力方向向右，根據(jù)牛頓第三定律可知，N對(duì)M的安培力方向向左，即導(dǎo)線M、N相互排斥，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)對(duì)稱性可知，M在c、d產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別與N在d、c產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，根據(jù)安培定則可知，M在c、d產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向均垂直于MN連線向下，N在c、d產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向均垂直于MN連線向下，根據(jù)磁場疊加可知，c、d點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同，故D錯(cuò)誤。故選B。3．B【詳解】A．磁場垂直紙面向里，電流豎直向上，根據(jù)左手定則可知，安培力水平向左，故A錯(cuò)誤；B．磁場斜向左下，電流垂直紙面向里，根據(jù)左手定則可知，安培力方向如圖，與磁場和電流均垂直斜向左上，故B正確；C．磁場水平向右，電流豎直向上，根據(jù)左手定則可知，安培力垂直于紙面向里，故C錯(cuò)誤；D．磁場垂直于紙面向外，電流垂直于紙面向里，兩者平行，不受安培力作用，故D錯(cuò)誤。故選B。4．C【詳解】A．根據(jù)左手定則金屬桿所受的安培力沿斜面向下，A錯(cuò)誤；B．根據(jù)安培力的計(jì)算公式可得因此金屬桿所受安培力的大小與滑動(dòng)變電阻器的電阻和金屬桿的電阻總和成反比，B錯(cuò)誤；CD．由受力分析可得，滑片向M端滑動(dòng)的過程中，滑動(dòng)變阻器的電阻減小，電路中的電流增大，導(dǎo)體棒受到的安培力沿斜面向下增大，但壓力始終等于不變，下滑后，滑動(dòng)摩擦力大小保持不變，C正確，D錯(cuò)誤。故選C。5．D【詳解】A．該磁場明顯不是勻強(qiáng)磁場，勻強(qiáng)磁場應(yīng)該是一系列平行的磁感線，方向相同，故A錯(cuò)誤；B．由圖可知，線圈平面總與磁場方向平行，故B錯(cuò)誤；C．由左手定則可知，a受到的安培力向上，b受到的安培力向下，故線圈順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，故C錯(cuò)誤；D．a(chǎn)、b導(dǎo)線始終與磁感線垂直，故受到的安培力大小總為ILB，故D正確。故選D。6．C【詳解】A．圖中，電流向外，磁場方向向上，根據(jù)左手定則可知，安培力方向向左，即直導(dǎo)線向磁體內(nèi)運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；B．電流方向向上，根據(jù)安培定則可知，其在位置的磁場方向垂直于紙面向外，根據(jù)左手定則可知，電流所受安培力方向向左，可知，兩條通電直導(dǎo)線相互排斥，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)安培定則可知，環(huán)形電流在環(huán)內(nèi)部磁場方向垂直于紙面向外，則小磁針N即所受磁場力方向向外，即俯視觀察到小磁針從圖示位置順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，故C正確；D．根據(jù)安培定則，圖中通電直導(dǎo)線的磁場是一系列以導(dǎo)線為中心的同心圓，從上往下俯視時(shí)，方向沿逆時(shí)針，圖中小磁針N極指向與磁場方向相反，可知，小磁針在圖中附近不能夠靜止，小磁針將旋轉(zhuǎn)至N極指向與磁場方向相同，故D錯(cuò)誤。故選C。7．C【詳解】根據(jù)F=BLI可知F-I圖像為過原點(diǎn)的直線。故選C。8．D【詳解】A．由于兩導(dǎo)線通的是同向電流，由安培定則可知，兩導(dǎo)線相互吸引，故A錯(cuò)誤；B．為判斷的方向，需要知道的磁場方向，故B錯(cuò)誤；C．通電導(dǎo)線在其周圍產(chǎn)生磁場，通電導(dǎo)線在磁場中受到安培力作用，兩導(dǎo)線所受安培力是作用力與反作用力，它們大小相等，故C錯(cuò)誤；D．僅增大電流，、會(huì)同時(shí)都增大，故D正確；故選D。9．B【分析】導(dǎo)體棒受到重力、軌道的支持力和磁場對(duì)導(dǎo)體棒的安培力，安培力方向由左手定則判斷，根據(jù)三個(gè)力的位置關(guān)系判斷能否平衡．【詳解】磁場方向與電流方向平行，不受安培力，C和D選項(xiàng)不正確；由左手定則可知，A選項(xiàng)安培力方向水平向左，導(dǎo)體棒不可能平衡，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B選項(xiàng)安培力方向水平向右，與向下的重力和垂直斜面向上的支持力能平衡，所以B正確．10．BD【詳解】A．由左手定則可知，圖中導(dǎo)體棒受到的安培力水平向左，故A錯(cuò)誤；B．由左手定則可知，圖中導(dǎo)體棒受到的安培力水平向左，故B正確；C．由左手定則可知，圖中導(dǎo)體棒受到的安培力垂直紙面向里，故C錯(cuò)誤；D．由左手定則可知，圖中導(dǎo)體棒受到的安培力垂直導(dǎo)體棒向左上，故D正確。故選BD。11．(1)(2)，方向沿斜面向上(3)，方向沿斜面向下【詳解】（1）根據(jù)閉合電路歐姆定律，可得通過導(dǎo)體棒的電流為（2）根據(jù)左手定則，可知導(dǎo)體棒受到的安培力方向沿斜面向上，大小為（3）根據(jù)平衡條件可得解得導(dǎo)體棒受到的摩擦力大小為方向沿斜面向下。12．(1)(2)(3)【詳解】（1）由左手定則判斷安培力方向，則金屬棒受力如圖所示（2）根據(jù)平衡條件有得金屬棒受到的安培力的大小（3）根據(jù)安培力公式又解得13．(1)(2)【詳解】（1）根據(jù)安培力公式可得（2）根據(jù)安培力公式代入數(shù)據(jù)得14．（1）2m0（2）【詳解】（1）設(shè)滑塊質(zhì)量為m，圓環(huán)處在磁場中部分所受安培力為：

①，方向豎