2026年高考物理一轮复习第38讲磁场及其对电流的作用(专项训练)(安徽专用)(学生版+解析)

这是一份2026年高考物理一轮复习第38讲磁场及其对电流的作用(专项训练)(安徽专用)(学生版+解析)，共9页。
TOC \ "1-2" \h \u
\l "_Tc6579" \l "_Tc17943" 01 课标达标练 PAGEREF _Tc6579 \h 1
\l "_Tc6489" 题型01安培定则的应用 PAGEREF _Tc6489 \h 1
\l "_Tc1702" 题型02 磁场的叠加 PAGEREF _Tc1702 \h 4
\l "_Tc18485" 题型03 计算非直导线的安培力 PAGEREF _Tc18485 \h 8
\l "_Tc15509" 题型04 安培力作用下的平衡问题 PAGEREF _Tc15509 \h 11
\l "_Tc29695" 题型05 安培力作用下的加速问题（电磁炮） PAGEREF _Tc29695 \h 15
题型 \l "_Tc4366" 06 通电导体在安培力作用下运动情况的判断 PAGEREF _Tc4366 \h 17
\l _Tc11563 \l "_Tc21115" \l "_Tc20184" 02 核心突破练20
\l "_Tc5699" 03 真题溯源练 PAGEREF _Tc11563 \h 27
01安培定则的应用
1．（2025·广东·模拟预测）“探索自然、创建未来”，在我市某校小学科技节中，二年级四班开展的是“电与磁”的体验，具体要求如下图海报所示，作为大哥哥、大姐姐你应该对小朋友做出怎样的最佳建议？闭合开关前（ ）
A．调整指南针位置，使指南针与其上方导线平行
B．调整指南针位置，使指南针与其上方导线垂直
C．调整导线位置，使导线与其下方指南针垂直
D．调整导线位置，使导线与其下方指南针平行
【答案】D
【详解】地磁场是南北方向的，实验时会对实验结果造成干扰，为方便操作且使实验现象明显，闭合开关前应先放置小磁针，由安培定则可知，通电导线产生的磁场与导线方向垂直，实验需要平行于小磁针放置导线。
故选D。
2．（24-25高三下·河北邯郸·阶段练习）如图所示，某段高压输电线路中两根长直导线a、b的间距，通过的电流约为960A，方向相反，居民楼某层与导线a、b在同一水平面内。长直导线在周围某点产生磁场的磁感应强度大小的表达式为，其中，d为该点到导线的距离。若要使导线a、b在该层居民楼里产生的磁场的磁感应强度小于0.4μT，则居民楼到导线a的最小水平距离为（ ）
A．20mB．30mC．32mD．960m
【答案】B
【详解】设居民楼到导线a的最小水平距离为x，根据安培定则可知，两方向相反的直线电流在居民楼处产生的磁感应强度方向相反，由题意可得
代入数据可得
故选B。
3．（2025·陕西汉中·一模）安培提出了著名的分子电流假说，根据这一假说， 电子绕原子核运动可等效为一环形电流。如图为一分子电流模型，电量为e的电子以角速度ω绕原子核沿顺时针方向在水平面内做匀速圆周运动，则该环形电流的大小和磁场的方向为 （ ）
A． ，竖直向下B．，竖直向上
C．，竖直向下D．，竖直向上
【答案】B
【详解】电子圆周运动的周期
根据电流的定义可得环形电流的大小为
由于电子绕核顺时针运动，故电流方向为逆时针方向，根据安培定则可知，磁场方向竖直向上。
故选B。
4．一质子在平行于纸面的平面内绕O点沿顺时针方向做匀速圆周运动，轨迹如虚线所示，一正方形线框放置在如图所示的位置，则下列说法中正确的是（ ）
A．O点磁感应强度方向垂直于纸面向里
B．增加质子速度，通过线圈的磁通量不变
C．增加线圈匝数，通过线圈的磁通量增大
D．将正方形线框放置在虚线外，磁通量不变
【答案】A
【详解】A．根据右手螺旋定则，质子带正电，沿顺时针方向做匀速圆周运动，产生的等效电流为顺时针方向，在点产生的磁感应强度方向垂直于纸面向里，故A正确；
B．增加质子速度，定向移动所形成的环形电流会增大，通过线圈的磁通量将增大，故B错误；
C．磁通量
它与线圈匝数无关，增加线圈匝数，通过线圈的磁通量不变，故C错误；
D．磁感线为闭合曲线，将正方形线框放置在虚线外，此时穿过线框的磁感线条数将减少，磁通量发生了变化，故D错误。
故选 A。
02 磁场的叠加
5．（2025·安徽黄山·一模）如图，两根通有相同电流的长直导线垂直xOy平面固定在D、E两点，电流方向垂直xOy平面向里。D、E两点坐标为和，B点的坐标为。在适当位置安放垂直平面的第三根通有相反方向电流的长直导线，可以使B点的磁感应强度为零，第三根导线放置的位置可能是（ ）
A．位置AB．位置BC．位置CD．位置O
【答案】D
【详解】AC．根据安培定则，D、E两位置的通电长直导线在B点产生的磁场方向如图所示
由矢量合成法则，可知合磁场方向水平向右,第三根有相反方向电流的长直导线放置的位置在A、C，产生的磁场都在竖直方向，B点的合磁感应强度不可能为零，AC错误；
B．第三根有相反方向电流的长直导线放置的位置在B点，B点的合磁感应强度不可能为零，B错误；
D．第三根有相反方向电流的长直导线放置的位置在O点，由安培定则，可知产生的磁感应强度方向水平向左，B点的合磁感应强度可能为零，D正确。
故选D。
6．（2025·广东深圳·三模）如图所示，空间有磁感应强度大小为B的匀强磁场（图中未画出），水平放置一根通电长直导线。已知a、b、c、d是以直导线为圆心的圆周上的四等分点，其中b、d位于竖直直径上，且a点的磁感应强度大小为0。下列说法正确的是（ ）
A．匀强磁场的方向竖直向下B．b点的磁感应强度大小为
C．c点的磁感应强度大小为D．通电导线在d点的磁感应强度方向水平向右
【答案】B
【详解】A．由于a点的磁感应强度大小为0，故通电长直导线在a点产生磁场与匀强磁场等大反向，右手定则可知通电长直导线在a点产生竖直向下的磁场，故匀强磁场的方向竖直向上，故A错误；
B．右手定则可知通电长直导线在b点产生水平向右的磁场且磁场强度大小为B，故由平行四边形定则，可知b点的磁感应强度大小
故B正确；
C．右手定则可知通电长直导线在c点产生竖直向上的磁场且磁场强度大小为B，由磁场叠加原理可知该点磁场强度大小
故C错误；
D．右手定则可知通电长直导线在d点产生水平向左的磁场，故D错误。
故选B。
7．（2025·湖南岳阳·二模）如图所示，空间中充满磁感应强度大小为、方向竖直向下的匀强磁场，两根通电长直导线垂直纸面分别放置在直角三角形的两顶点处，。处导线中的电流方向垂直纸面向外，处导线中的电流方向垂直纸面向里，两导线中的电流大小可以变化。已知通电长直导线周围某点的磁感应强度，即磁感应强度与导线中电流成正比、与该点到导线的距离成反比。现让两导线以点为圆心，分别以为半径，保持不变，从图示位置顺时针缓慢旋转的过程中，点的磁感应强度始终为零。在旋转过程中下列说法正确的是（ ）
A．两处导线中的电流均增大
B．两处导线中的电流均减小
C．处导线中电流一直减小，处导线中的电流一直增大
D．处导线中电流一直增大，处导线中的电流一直减小
【答案】D
【详解】由右手螺旋定则确定M、N两导线在O处产生的磁场方向（如图所示）
从图示位置顺时针缓慢旋转60°的过程中，两导线的产生的磁场方向也沿顺时针旋转60°角，因O点的磁感应强度始终为零。则BM与BN的矢量和与B等大反向，由画图法知，BM逐渐增大，BN逐渐减小。通电长直导线周围某点的磁感应强度，可推知M处导线中电流一直增大，N处导线中的电流一直减小。
故选D。
8．（2025·安徽滁州·二模）某物理兴趣小组为研究通电导线周围的磁场，他们将一根很长的直导线，竖直穿过水平桌面上O点处的小孔并固定，然后在导线中通以恒定电流，以O点为原点，某一水平方向为x轴建立坐标系，再将一个灵敏的小磁针放在x轴上不同的位置，小磁针静止时N极指向与x轴正向的夹角为θ，图1为其俯视图。图2为实验得到的sinθ与位置x之间的关系曲线。已知该区域地磁场水平分量大小为B0。下列说法正确的是（ ）
A．导线中电流方向为竖直向下
B．此处地磁场方向与x轴垂直
C．通电导线在x0处产生的磁感应强度大小为
D．x0处合磁场的磁感应强度大小为2B0
【答案】C
【详解】ACD．由图2可知，当时，知
解得
小磁针静止时N极的指向为合磁场的方向，设通电导线在处产生磁感应大小为，该区域地磁场水平分量大小为B0，如图所示
由数学关系知
解得
x0处合磁场的磁感应强度大小为
解得
根据安培定则，由小磁针的偏转情况可判断，导线中电流方向为竖直向上，故AD错误，C正确；
B．由图1可知，小磁针放在x轴上，小磁针静止时N极指向与x轴正向的夹角为θ，说明地磁场与x轴不垂直，故B错误。
故选C。
9．（2025·安徽淮北·一模）如图所示，两根间距为2L的长直导线a、b垂直于纸面方向左右放置，导线中通有大小相等、方向相同的电流。O为a、b连线的中点，M、N为a、b中垂线上关于O对称的两点，且距离为2L。已知通电长直导线周围某点的磁感应强度大小为，其中r为该点到导线的距离，I为电流的大小，k为常量。设直导线a在M点产生的磁感应强度大小为，下列说法正确的是（ ）
A．N点的磁感应强度大小为，方向向右
B．M、N两点的磁感应强度大小相等、方向相同
C．直导线b在O点产生的磁感应强度大小为
D．aOb连线上从a到b磁感应强度先增加后减小
【答案】C
【详解】A．直导线a在M点产生的磁感应强度大小为，可知直导线ab在N点的磁感应强度大小均为，则由叠加可知，N点的磁感应强度大小为，方向向左，选项A错误；
B．由磁场叠加可知，M、N两点的磁感应强度大小相等、方向相反，选项B错误；
C．直导线a在M点产生的磁感应强度大小为
则直导线b在O点产生的磁感应强度大小为
选项C正确；
D．由磁场叠加可知O点的磁感应强度为零，可知aOb连线上从a到b磁感应强度先减小后增加，选项D错误。
故选C。
03 计算非直导线的安培力
10．（24-25高三下·安徽安庆·阶段练习）如图所示，虚线的上方存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。将一正六边形的导体框abcdef置于磁场中，已知导体框单位长度的电阻为R0，用电阻可忽略的导线将内阻可忽略的电源连接在导体框的ab两点。则bcdefa边与ba边所受的安培力之比为（ ）
A．1：1B．1：4C．1：5D．5：1
【答案】C
【详解】设导体框的边长为L，由欧姆定律可得ab边的电流为
流过bcdeaf边的电流为
又bcdea边与ba边在磁场的有效长度相等，且，则由公式，可知安培力的大小与电流成正比，则bcdea边与ba边所受的安培力之比为1：5。
故选C。
11．（2025·江苏宿迁·模拟预测）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．BIR，左下方
D．BIR，右下方
【答案】D
【详解】对称性可知1象限、3象限部分的导线所受安培力等大反向（抵消为0），2象限、4象限部分的导线所受安培力等大同向，几何关系可知，2象限、4象限部分的导线有效长度均为，故安培力
左手定则可知其方向为右下方。
故选D。
12．（2025·山西·模拟预测）如图甲所示，空间存在水平向右的匀强磁场，直导线折成“FN2，弹簧的伸长量减小
【答案】D
【详解】磁铁的磁感线在磁铁外部是从N极到S极，因为长直导线在磁铁的中心偏左位置，所以A处的磁感线是斜向左上或水平向左，A处电流的方向垂直纸面向外，根据左手定则可知导线受磁铁给的安培力方向是斜向左下或竖直向下，根据物体间力的作用是相互的，导线给磁铁的反作用力方向就是斜向右上或竖直向上；将这个力分解为垂直于斜面向上与平行于斜面向上的分力，可知光滑斜面对磁铁支持力减小，弹簧拉力减小，弹簧伸长量将变小。
故选D。

26．（2025·河南·三模）“忆阻器”对电阻的记忆特性，使其在信息存储、人工智能等领域具有广阔的应用前景。上世纪七十年代有科学家用磁通量和电荷量Q之比定义了忆阻器M，即。则M的单位是（ ）
A．ΩB．A·sC．TD．T·s
【答案】A
【详解】由、
得
整理可得
可知M的单位是欧姆（Ω）。
故选A。
27．（2025·贵州贵阳·模拟预测）图甲是实验中常用的磁电式电流表的结构。它主要是由磁体（极靴）和放在磁体两极之间的线圈构成，当电流通过线圈时，导线受到安培力的作用，于是安装在轴上的线圈就要转动。图乙是该磁电式电表原理示意图，极靴与圆柱间的磁场都沿半径方向，图乙中线圈通过恒定电流时，左侧通电导线受到的安培力向上，下列说法正确的是（ ）
A．右侧通电导线也受到向上的安培力
B．右侧导线中电流方向垂直纸面向外
C．线圈将会逆时针转动
D．无论线圈转到任何位置，线圈平面都与磁感线垂直
【答案】B
【详解】B．因为左侧通电导线受到的安培力向上，根据左手定则可知，左侧导线的电流方向垂直纸面向内，则右侧导线中电流方向垂直纸面向外，故B正确；
A．根据左手定则可知，右侧通电导线受到向下的安培力，故A错误；
C．因为左侧通电导线受到的安培力向上，右侧通电导线受到的安培力向下，所以线圈将会顺时针转动，故C错误；
D．由题意可知，无论线圈转到任何位置，线圈平面都与磁感线平行，故D错误。
故选B。
28．（2025·湖北武汉·模拟预测）简单的材料就可以呈现有趣的物理现象。如图为电磁小风扇的模型图，它利用一节干电池、一段铜丝、圆形磁铁、铁钉和一个塑料扇叶制作而成，下列说法正确的是（ ）
A．扇叶的转动是利用电磁感应原理
B．实验中电池的化学能转化为机械能和内能
C．将电池的正负极对调，扇叶旋转方向不变
D．将圆形磁铁的两极对调，扇叶旋转方向不变
【答案】B
【详解】A．扇叶的转动原理是通电导体在磁场中受到力的作用，选项A错误；
B．干电池为系统提供能量，其化学能转化为机械能和焦耳热，焦耳热即为内能，故实验中电池的化学能转化为机械能和内能，选项B正确；
C．将电池的正负极对调，电流方向改变，安培力的方向改变，扇叶转动的方向改变，选项C错误；
D．将圆形磁铁的两极对调，磁感应强度方向改变，安培力的方向改变，扇叶转动的方向改变，选项D错误。
故选B。
29．（2025·辽宁沈阳·模拟预测）如图，在等边三角形的顶点、上分别放置垂直纸面的通电直导线，两导线中电流大小相等、方向垂直纸面向里，关于顶点处的磁感应强度方向，以下描述正确的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】B
【详解】由题意，根据右手螺旋定则，b电流产生的磁场垂直于ba偏向右下方，c电流产生的磁场垂直于ca偏向右上方，根据平行四边形定则，则合场强的方向水平向右，与bc边平行，故选B。
30．（2025·湖南郴州·三模）如图所示，等边三角形abc中心处静置一长直通电导线M，导线与abc纸面垂直，电流方向未知，该空间还存在与bc边平行足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向如图中所示，已知a点的磁感应强度为0，则（ ）
A．M中的电流方向垂直于纸面向里
B．b、c两点的合磁感应强度大小均为B
C．沿Ma方向到无穷远处，磁感应强度先减小后增大，方向一直不变
D．若仅使M的电流反向，则b、c两点合磁感应强度大小均为B
【答案】D
【详解】A．设通电直导线在a、b、c三点产生的磁感应强度大小为B0，由于a点的磁感应强度为0，可知M导在a点产生的磁场与匀强磁场B等大方向，由右手螺旋定则可知M中的电流方向垂直于纸而向外，故A错误；
B．M导线在bc两点产生的磁场方向，如图所示
因为B0=B，由几何关系可知b、c两点合磁感应强度大小
故B错误；
C．在a点磁感应强度为0，在a点下侧到M点，磁感应强度的方向水平向左，在Ma的延长线上，磁感应强度的方向水平向右，故C错误；
D．若仅使M的电流反向，则b、c两点B0和B的夹角变为120°，b、c两点合磁感应强度大小均为B，故D正确。
故选D。
31．（2025·河南洛阳·模拟预测）如图所示，金属棒MN两端由等长的轻质绝缘细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，当棒中通以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向的夹角均为。如果仅改变下列某一个条件，能使棒再次平衡时角不变的是（ ）
A．棒中的电流变大B．两悬线等长变短
C．金属棒质量变大D．磁感应强度变大
【答案】B
【详解】A．以金属棒为研究对象，根据受力平衡可得
可得
棒中的电流变大，则角变大，A错误；
B．两悬线等长变短，则角保持不变，B正确；
C．金属棒质量变大，则角变小，C错误；
D．磁感应强度变大，则变大，D错误。
故选B。
32．（2025·山东·模拟预测）位于同一水平面上的两根平行金属导轨，放置在水平向左匀强磁场中，现给出这一装置的侧视图，如图所示，一根通有恒定电流的导体棒正在导轨上向右做匀速直线运动，现将匀强磁场沿顺时针方向缓慢转过90°的过程中，导体棒始终保持匀速运动，则以下说法正确的是（ ）
A．摩擦力大小一直不变
B．摩擦力先增大后减小
C．磁感应强度先减小后增大
D．磁感应强度先增大后减小
【答案】C
【详解】CD．导体棒受力如图所示
水平方向
竖直方向
联立解得，在匀强磁场沿顺时针方向缓慢转过90°的过程中，安培力先减小后增大，根据安培力公式，因为导体棒电流不变，故磁感应强度先减小后增大，故C正确，D错误；
AB．摩擦力的表达式为，随着夹角增大，摩擦力一直增大，故AB错误。
故选C。
33．（2025·甘肃白银·三模）（多选）如图所示，两根等长的长直导体棒、用绝缘细线悬挂在天花板上，并均通以恒定电流。稳定时细线与竖直方向的夹角分别为、，已知、均平行于且到悬挂轴线的距离相等，忽略其他通电导线对、的作用力。下列说法正确的是（ ）
A．、电流方向相同
B．、电流方向相反
C．、质量之比为
D．、质量之比为
【答案】BC
【详解】AB．由题意可知，两棒互相排斥，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥，故电流方向相反，故A错误，B正确；
CD．分别对两导体棒受力分析，根据正弦定理可得，
由几何关系
故，故C正确，D错误。
故选BC。
34．（2025·甘肃白银·模拟预测）（多选）如图所示，间距为、足够长的金属导轨平面与水平面的夹角为，空间存在竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场，导轨下端接有阻值为的定值电阻，将一质量为的金属棒垂直放置在导轨上，由静止释放，沿导轨下滑距离后做匀速运动，已知金属棒与导轨间的动摩擦因数为，重力加速度为，金属棒及导轨的电阻均忽略不计。在金属棒下滑距离的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．电流方向为由到
B．金属棒受到的摩擦力不变
C．金属棒克服安培力所做的功为
D．金属棒匀速运动时的速度大小为
【答案】AD
【详解】A．由右手定则可知电流方向为由到，故A正确；
B．金属棒受到摩擦力、安培力、重力及导轨的支持力共同作用，受到的摩擦力
而，随速度增加而不断增大，则受到的摩擦力也将变大，故B错误；
C．设金属棒做匀速运动的速度大小为，由动能定理可知
得金属棒克服安培力所做的功为，故C错误；
D．由受力分析可知
又
解得匀速运动时金属棒的速度大小，故D正确。
故选AD。

35．（2025·江苏·高考真题）某“冰箱贴”背面的磁性材料磁感线如图所示，下列判断正确的是（ ）
A． a点的磁感应强度大于b点B． b点的磁感应强度大于c点
C． c点的磁感应强度大于a点D． a、b、c点的磁感应强度一样大
【答案】B
【详解】磁感线越密集的地方磁感线强度越大，故可知。
故选B。
36．（2024·福建·高考真题）（多选）如图，用两根不可伸长的绝缘细绳将半径为的半圆形铜环竖直悬挂在匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外，铜环两端、处于同一水平线。若环中通有大小为、方向从到的电流，细绳处于绷直状态，则（ ）
A．两根细绳拉力均比未通电流时的大B．两根细绳拉力均比未通电流时的小
C．铜环所受安培力大小为D． 铜环所受安培力大小为
【答案】AC
【详解】方法一：微元法
AB．如图，取通电半圆形铜环的一小段，可将其视为直导线，根据左手定则可知，改小段导线受到的安培力方向如图所示，其大小
根据对称性苛刻的，如图所示，对称的两小段所受的安培力在水平方向的分力大小相等，方向相反，相互抵消，则通电后半圆形铜环受到的安培力竖直向下，根据受力分析可知，通电后两绳拉力变大，故A正确，B错误；
CD．对每小段导线所受安培力在竖直方向的分力求和，可得
故C正确，D错误。
故选AC。
方法二：等效法
通电半圆形铜环可等效为等效长度为直径，电流方向，根据左手定则可知半圆形铜环受到的安培力方向竖直向下，大小
根据受力分析可得，通电后，绳子拉力
两根细绳拉力均比未通电流时的大。
故选AC。
37．（2023·福建·高考真题）（多选）地球本身是一个大磁体，其磁场分布示意图如图所示。学术界对于地磁场的形成机制尚无共识。一种理论认为地磁场主要源于地表电荷随地球自转产生的环形电流。基于此理论，下列判断正确的是（ ）
A．地表电荷为负电荷
B．环形电流方向与地球自转方向相同
C．若地表电荷的电量增加，则地磁场强度增大
D．若地球自转角速度减小，则地磁场强度增大
【答案】AC
【详解】A．根据右手螺旋定则可知，地表电荷为负电荷，故A正确；
B．由于地表电荷为负电荷，则环形电流方向与地球自转方向相反，故B错误；
C．若地表电荷的电量增加，则等效电流越大，地磁场强度增大，故C正确；
D．若地球自转角速度减小，则等效电流越小，地磁场强度减小，故D错误。
故选AC。
38．（2024·重庆·高考真题）小明设计了如图所示的方案，探究金属杆在磁场中的运动情况，质量分别为2m、m的金属杆P、Q用两根不可伸长的导线相连，形成闭合回路，两根导线的间距和P、Q的长度均为L，仅在Q的运动区域存在磁感应强度大小为B、方向水平向左的匀强磁场。Q在垂直于磁场方向的竖直面内向上运动，P、Q始终保持水平，不计空气阻力、摩擦和导线质量，忽略回路电流产生的磁场。重力加速度为g，当P匀速下降时，求
（1）P所受单根导线拉力的大小；
（2）Q中电流的大小。

【答案】（1）mg；（2）
【详解】（1）由P匀速下降可知，P处于平衡状态，所受合力为0，设导线的拉力大小为T，对P有
2T = 2mg
解得
T = mg
（2）设Q所受安培力大小为F，对P、Q整体受力分析，有
mg＋F = 2mg
又
F = BIL
解得