2027年高考物理一轮复习 突破练习含答案067-课时作业57 磁场 磁场对电流的作用（教用）

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1．（2024·浙江1月选考卷·4）磁电式电表原理示意图如图所示，两磁极装有极靴，极靴中间还有一个用软铁制成的圆柱。极靴与圆柱间的磁场都沿半径方向，两者之间有可转动的线圈。a、b、c和d为磁场中的四个点。下列说法正确的是（ ）
A. 图示左侧通电导线受到安培力向下
B. a、b两点的磁感应强度相同
C. 圆柱内的磁感应强度处处为0
D. 、d两点的磁感应强度大小相等
【答案】A
【解析】根据左手定则可知，左侧通电导线所受安培力竖直向下，A正确；a、b两点磁场方向不同，所以磁感应强度不同，B错误；磁感线是封闭的曲线，在圆柱内磁感应强度不处处为0，C错误；c、d两处，磁感线密集程度不同，c处磁感应强度较大，D错误。
2．（2023·江苏卷·2）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. 5BIl
【答案】C
【解析】导线ab边与磁场方向垂直，则其所受安培力为2BIl，导线bc边与磁场方向平行，则其所受安培力为0，故该导线所受安培力为2BIl，C正确。
3．（2024·贵州卷·5）如图，两根相互平行的长直导线与一“凸”形导线框固定在同一竖直平面内，导线框的对称轴与两长直导线间的距离相等。已知左、右两长直导线中分别通有方向相反的恒定电流I1、I2，且I1>I2，则当导线框中通有顺时针方向的电流时，导线框所受安培力的合力方向（ ）
A. 竖直向上B. 竖直向下C. 水平向左D. 水平向右
【答案】C
【解析】根据右手螺旋定则可知导线框所在位置的磁场方向垂直于纸面向里，每根长直导线在距其相等距离的位置产生的磁感应强度大小相等，根据左手定则结合F=BIL可知导线框水平部分受到的安培力的合力为0，由于I1>I2，导线框左侧竖直部分导线处的磁感应强度比右侧竖直部分导线处的大，则左侧竖直部分的导线所受的水平向左的安培力大于右侧竖直部分导线所受的水平向右的安培力，故导线框所受安培力的合力方向水平向左，C正确。
4．（2025·福建卷·3改编）如图所示，空间中存在两根无限长直导线L1与L2，通有大小相等、方向相反的电流。导线周围存在M、O、N三点，M与O关于L1对称，O与N关于L2对称，且OM=ON，初始时，M点的磁感应强度大小为B1，O点的磁感应强度大小为B2，现保持L1中电流不变，仅将L2撤去，N点的磁感应强度大小为（ ）
A. B2−12B1B. 12B2−B1C. B2−B1D. 13(B1−2B2)
【答案】B
【解析】设O点到直导线的距离为r，通电直导线在距其r处产生的磁感应强度大小为B0，在距其3r处产生的磁感应强度大小为B′，由安培定则和矢量叠加原理可得B1=B0−B′、B2=B0+B0=2B0；仅将L2撤去，N处的磁感应强度大小B=B′，联立可得B=B22−B1，B正确。
5．（2026·广东广州模拟）如图所示，用两根不可伸长的绝缘细绳将一段质量为m的铜质导体abc竖直悬挂在匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里，导体ab、bc的长度均为L，且∠abc=120∘ 。现给导体abc通以方向从c到a、大小为I的电流，则（ ）
A. 通电后两绳拉力变小
B. 通电后两根细绳偏离竖直方向
C. 导体ab所受安培力大小为32BIL
D. 导体abc所受安培力大小为3BIL
【答案】D
【解析】ab、bc受到的安培力大小均为F=BIL，合力方向竖直向下，所以通电后两根细绳不会偏离竖直方向，且通电后两绳拉力变大，故A、B、C错误；导体abc所受安培力大小为F合=2Fcs30∘=3BIL，故D正确。
6．如图所示，直导线ab与圆线圈的平面垂直且隔有一小段距离，其中直导线固定，线圈可自由运动（不计重力），当同时通有图示方向电流时，从左向右看，线圈将（ ）
A. 不动B. 顺时针转动，同时靠近导线
C. 逆时针转动，同时离开导线D. 逆时针转动，同时靠近导线
【答案】D
【解析】将可自由运动的线圈看成小磁针，由安培定则可知通电直导线的磁场在其右侧垂直于纸面向里，则小磁针的N极将向纸面里侧转动，即从左向右看，线圈将逆时针转动。当线圈的平面转到与纸面平行时，根据同向电流相吸、反向电流相斥可知，线圈左侧受到的安培力表现为引力，右侧受到的安培力表现为斥力，离直导线越近磁感应强度越大，所受安培力越大，则线圈所受的安培力的合力向左，故线圈靠近直导线。A、B、C错误，D正确。
7．如图所示，金属棒ab质量为m，通过的电流为I，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面夹角为θ ，ab静止于宽为L的水平导轨上。下列说法正确的是（ ）
A. 金属棒受到的安培力大小为F=BILsinθ
B. 金属棒受到的摩擦力大小为f=BILcsθ
C. 若只改变电流方向，金属棒对导轨的压力将增大
D. 若只增大磁感应强度B，金属棒对导轨的压力将增大
【答案】C
【解析】金属棒受到的安培力大小为F=BIL，故A错误；电流方向从a到b，根据左手定则知，安培力方向斜向左上，根据平衡条件有f=Fsinθ=BILsinθ ，N=G−Fcsθ=G−BILcsθ ，若只增大磁感应强度B，导轨对金属棒的支持力减小，所以金属棒对导轨的压力减小，故B、D错误；若只改变电流方向，安培力方向将变为斜向右下，金属棒对导轨的压力将增大，故C正确。
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8．（2025·河南郑州一模）研究表明，通电直导线周围某点磁感应强度的大小与导线中的电流大小成正比，与该点到导线的距离成反比。如图所示，AD为水平放置的圆环形线圈的直径，处于同一竖直面内的长直导线AO1和DO1恰与AD构成一等边三角形，线圈与导线间、导线与导线间彼此绝缘，当线圈及导线中通入图示方向的电流时，测得三角形中心O处的磁感应强度大小为1.0T，已知导线AO1中通入的电流大小为导线DO1中的2倍，导线AO1在O处产生的磁感应强度大小为0.4T，则圆环形线圈在O处产生的磁感应强度大小为（ ）
A. 0.8TB. 1.0TC. 1.2TD. 2.0T
【答案】A
【解析】由题意可知，导线DO1在O处产生的磁感应强度大小为0.2T，根据安培定则可得，导线AO1与导线DO1在O处产生的磁场的方向均垂直于纸面向里，圆环形线圈在O处产生的磁场的方向竖直向上。设圆环形线圈在O处产生的磁感应强度大小为B，根据磁感应强度叠加原理有B合2=B2+(0.4T+0.2T)2，解得B=0.8T，故选A。
9．（2025·江苏宿迁一模）半径为R的圆环放在如图所示的磁场中，磁感应强度大小均为B。圆环的圆心在坐标原点处，通以大小为I的顺时针方向电流，整个圆环受到的安培力为（ ）
A. 2BIR，竖直向上B. 2BIR，竖直向下
C. 22BIR，斜向左下方D. 22BIR，斜向右下方
【答案】D
【解析】根据对称性可知，在第一、第三象限内的导线所受安培力等大反向（抵消为0），在第二、第四象限内的导线所受安培力等大同向，由几何关系可知，第二、第四象限内的导线的有效长度均为2R，故整个圆环受到的安培力大小为F=2×2RBI=22BIR，根据左手定则可知其方向为斜向右下方。故选D。
10．（2025·四川成都三模）多选 如图，竖直面内固定有两条互相平行的长直绝缘导线L1、L2，它们的电流大小相等、方向都竖直向下。已知通电长直导线在空间某点产生磁场的磁感应强度大小与电流大小成正比，与该点到长直导线的距离成反比。a、b、c三点水平共线，与两导线相互垂直；b、e、f三点竖直共线，与两导线共面；b是两导线距离的中点，a到L1的距离是b到L1的距离的一半，b、c两点到L2的距离相等。若导线L1在a点产生的磁感应强度为B，a、b、c、e、f五点的磁感应强度分别为Ba、Bb、Bc、Be、Bf，则下列说法正确的是（ ）
A. Bb=Be=Bf
B. 两导线会产生相互排斥的作用力
C. Ba=65B，磁场方向垂直于纸面向里
D. Be=43B，磁场方向垂直于纸面向外
【答案】AC
【解析】b、e、f三点竖直共线，到导线L1、L2的距离相等，导线L1、L2在中垂线处产生的磁感应强度大小相等、方向相反，有Bb=Be=Bf=0，故A正确，D错误；根据同向电流相吸，异向电流相斥可知，两导线相互吸引，故B错误；根据通电长直导线在空间某位置产生的磁场的磁感应强度大小与电流成正比，与该位置到长直导线的距离成反比，由B1a=B可得B2a=B5，两导线在a点产生的磁感应强度方向相同，均垂直于纸面向里，则Ba=65B，方向垂直于纸面向里，故C正确。
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11．（2025·湖北襄阳二模）如图甲所示，虚线内为一圆形区域，该区域处于xOy平面内，圆心为O；无限长通电直导线a（图中未画出）垂直于平面固定放置，另一无限长通电直导线b（电流方向未画出）垂直于平面从x轴上的P点沿虚线按逆时针方向移动，导线b与圆心的连线与x正半轴夹角为θ ，θ 从0缓慢增大到π 的过程中，O点处磁感应强度B的分量Bx和By随θ 的变化图像如图乙、丙所示。规定沿坐标轴正方向为磁感应强度的正方向，下列说法正确的是（ ）
A. 导线a的电流方向一定与导线b相反
B. 导线a可能位于第四象限角平分线上
C. 导线b移动过程中，O点处磁感应强度先增大后减小
D. 导线b移动过程中，O点处磁感应强度最小值为0
【答案】B
【解析】因为θ=0时导线b产生的磁感应强度沿x轴方向无分量，因此x轴方向的磁感应强度分量为导线a产生的磁感应强度在x轴方向的分量，同理θ=π2时导线b产生的磁感应强度沿y轴方向无分量，y轴方向的磁感应强度分量为导线a产生的磁感应强度在y轴方向的分量，即Bax=2T，Bay=2T，Ba=22T，可知导线a可能位于第四象限角平分线上、电流方向垂直于纸面向里，或位于第二象限角平分线上、电流方向垂直于纸面向外，故B正确；由θ=0时，Bay+Bb=6T，Bb=4T，则导线b中电流方向垂直于纸面向里，故a、b中电流方向可能相同或相反，故A错误；导线b移动过程中，Bb与Ba的夹角从π4到54π 间变化，则O点处磁感应强度先减小后增大，且最小值不为0，C、D错误。