新高考物理三輪沖刺專項訓練壓軸題06 安培力（解析版）

壓軸題06安培力1.本專題是磁場的典型題型之一，包括應用安培力的知識解決實際問題。高考中經(jīng)常選擇題中命題，在計算題中命題較少。2024年高考對于安培力的考查仍然是熱點。2.通過本專題的復習，不僅利于完善學生的知識體系，也有利于培養(yǎng)學生的物理核心素養(yǎng)。3.用到的相關知識有:右手螺旋定則，左手定則等。近幾年的高考命題中一直都是以壓軸題的形式存在，重點考查類型有通電導線在疊加磁場中的受力，安培力作用下的平衡問題和變速問題等?？枷蛞唬喊才嗔Φ那蠼獍才嗔τ嬎愕娜齻€要點(1)F＝IlB僅適用于通電導線與勻強磁場垂直的情況。(2)F＝IlBsinθ中，θ為電流方向與磁場方向的夾角。(3)在應用公式求安培力時，充分利用“等效長度”的概念，會使計算簡便?？枷蚨喊才嗔Φ膽?．電動機電動機主要由磁鐵、線圈、換向器、電刷等構成。如圖所示是直流電動機的轉動原理圖。直流電動機是根據(jù)通電導體在磁場中會受到力的作用的原理來工作的。電動機的轉子上繞有線圈，通入電流，在定子的磁場里受到安培力，推動轉子旋轉。2．電流計(1)電流計的組成如圖所示，電流計由永久磁鐵、鐵芯、線圈、游絲、指針、刻度盤組成，最基本的部分是磁鐵和線圈。鐵芯、線圈和指針是一個整體，蹄形磁鐵內(nèi)置軟鐵是為了形成輻向分布的磁場，鐵芯轉動時游絲會發(fā)生形變。(2)電流計的工作原理①蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是均勻輻向分布的，不管通電線圈轉到什么位置，它的平面都跟磁感線平行。線圈所在處的磁感應強度的大小都相同。②當線圈中通有電流時，線圈受安培力作用而轉動，使游絲扭轉形變，從而對線圈的轉動產(chǎn)生阻礙。當安培力產(chǎn)生的轉動與游絲形變產(chǎn)生的阻礙達到平衡時，指針便停留在某一刻度。電流越大，安培力越大，指針偏轉角度越大。3.電流天平如圖所示，天平左盤放砝碼，右盤下懸掛線圈，線圈處于磁場中。當線圈沒有通電時，天平處于平衡狀態(tài)。線圈通電后，在磁場中的導線a、b、c段均受安培力作用。由左手定則和安培力公式可知，a、c段導線所受的安培力大小相等、方向相反，互相抵消，而b段導線所受的安培力方向向上，從而使天平的平衡被破壞。通過在右盤加砝碼(或移動游碼)使天平重新平衡，根據(jù)砝碼的質(zhì)量可推知線圈所受安培力的大小。進一步由線圈的匝數(shù)、電流的大小、磁場中導線的長度，還可確定磁感應強度的大小。考向三：安培力作用下導體的運動問題1.分析思路(1)明確導體所在位置的磁場分布情況。(2)利用左手定則判斷導體所受安培力的方向。(3)根據(jù)導體的受力情況確定導體的運動情況或運動趨勢。2.判斷方法電流元法把整段導線分為許多段直線電流元，先用左手定則判斷每段電流元受力的方向，然后判斷整段導線所受合力的方向，從而確定導線運動方向等效法環(huán)形電流可等效成小磁針，通電螺線管可等效成條形磁體或多個環(huán)形電流，反過來等效也成立特殊位置法通過轉動通電導線到某個便于分析的特殊位置(如轉過90°角)，然后判斷其所受安培力的方向，從而確定其運動方向結論法兩平行直線電流在相互作用過程中，無轉動趨勢，同向電流互相吸引，反向電流互相排斥；兩不平行的直線電流相互作用時，有轉到平行且電流方向相同的趨勢轉換研究對象法定性分析磁體在電流磁場作用下如何運動的問題，可先分析電流在磁體磁場中所受的安培力，然后由牛頓第三定律確定磁體所受電流磁場的作用，從而確定磁體所受合力及運動方向考向四:安培力作用下的平衡問題1.分析思路(1)選取研究對象，通常選通電導線或通電導體棒。(2)將立體圖轉化為平面圖，并在圖上標注角度、電流方向、磁場方向。(3)受力分析，其中安培力的方向用左手定則判斷(F安⊥B、F安⊥I)。(4)列平衡方程并求解。2.兩點注意(1)首先畫出通電導體所在處的磁感線的方向，再根據(jù)左手定則判斷安培力方向。(2)安培力大小與導體放置的角度有關，l為導體垂直于磁場方向的長度，即有效長度。考向五：安培力作用下的動力學問題(1)選擇觀察角度，將立體圖轉化為平面圖。(2)進行電路分析、受力分析。(3)根據(jù)牛頓第二定律結合運動學公式處理動力學問題?？枷蛄喊才嗔ψ饔孟碌墓?、能問題結合受力分析、電路分析，利用動能定理、能量守恒定律等處理安培力作用下的功、能問題。01安培力的求解1.如圖所示，力傳感器固定在天花板上，邊長為L的正方形勻質(zhì)導線框abcd用不可伸長的輕質(zhì)絕緣細線懸掛于力傳感器的測力端，導線框與磁感應強度的方向垂直，線框的bcd部分處于勻強磁場中，b、d兩點位于勻強磁場的水平邊界線上。若在導線框中通以大小為I、方向如圖所示的恒定電流，導線框處于靜止狀態(tài)時，力傳感器的示數(shù)為F1。只改變電流方向，其他條件不變，力傳感器的示數(shù)為F2。該勻強磁場的磁感應強度大小為()A.eq\f(F2－F1,4IL) B.eq\f(F1－F2,4IL)C.eq\f(\r(2)（F2－F1）,4IL) D.eq\f(\r(2)（F1－F2）,4IL)【答案】C【解析】導線框在磁場中受到安培力的有效長度為bd＝eq\r(2)L，當電流方向為題圖所示方向時，由左手定則可知，導線框受到的安培力方向豎直向上，大小為F＝eq\r(2)ILB，設導線框質(zhì)量為m，電流反向前，由導線框受力平衡可得F1＋F＝mg；當導線框中的電流反向時，由左手定則知，安培力方向豎直向下，此時有mg＋F＝F2，聯(lián)立可得B＝eq\f(\r(2)（F2－F1）,4IL)，選項C正確。02安培力的應用2．電流天平是一種測量磁場力的裝置，如圖所示。兩相距很近的通電平行線圈Ⅰ和Ⅱ，線圈Ⅰ固定，線圈Ⅱ置于天平托盤上。當兩線圈中均無電流通過時，天平示數(shù)恰好為零。下列說法正確的是()A.當天平示數(shù)為負時，兩線圈中電流方向相同B.當天平示數(shù)為正時，兩線圈中電流方向相同C.線圈Ⅰ對線圈Ⅱ的作用力大于線圈Ⅱ?qū)€圈Ⅰ的作用力D.線圈Ⅱ的匝數(shù)越少，天平越靈敏【答案】A【解析】當兩線圈中電流方向相同時，表現(xiàn)為相互吸引，電流方向相反時，表現(xiàn)為相互排斥，故當天平示數(shù)為正時，兩線圈相互排斥，電流方向相反，當天平示數(shù)為負時，兩線圈相互吸引，電流方向相同，A正確，B錯誤；線圈Ⅰ對線圈Ⅱ的作用力與線圈Ⅱ?qū)€圈Ⅰ的作用力是一對相互作用力，等大反向，C錯誤；由于線圈Ⅱ放在天平托盤上，線圈Ⅱ受到線圈Ⅰ的作用力為F＝N2I2lB，所以線圈Ⅱ的匝數(shù)越多，相同情況下受的力越大，天平越靈敏，D錯誤。03安培力作用下導體的運動問題3.一個可以自由運動的線圈L1和一個固定的線圈L2互相絕緣垂直放置，且兩個線圈的圓心重合，如圖所示。當兩線圈中通以圖示方向的電流時，從左向右看，線圈L1將()A.不動 B.順時針轉動C.逆時針轉動 D.向紙面里平動【答案】B【解析】解法1電流元法把線圈L1沿L2所在平面分成上、下兩部分，每一部分又可以看成無數(shù)段直線電流元，電流元處在L2產(chǎn)生的磁場中，根據(jù)安培定則可知各電流元所在處的磁場方向向上，由左手定則可得，上半部分電流元所受安培力方向均指向紙外，下半部分電流元所受安培力方向均指向紙里，因此從左向右看，線圈L1將順時針轉動，故B正確。解法2等效法把線圈L1等效為小磁針，該小磁針剛好處于環(huán)形電流I2的豎直軸線上。由安培定則知I2產(chǎn)生的磁場方向沿其豎直軸線向上，而L1等效成的小磁針在轉動前，N極指向紙里，因此小磁針的N極應由指向紙里轉為豎直向上，所以從左向右看，線圈L1將順時針轉動，故B正確。解法3結論法環(huán)形電流I1、I2之間不平行，則必相對轉動，直到兩環(huán)形電流同向平行為止，據(jù)此可知，從左向右看，線圈L1將順時針轉動，故B正確。04安培力作用下的平衡4.質(zhì)量為m＝0.02kg的通電細桿ab置于傾角為θ＝37°的平行放置的導軌上，導軌間的距離d＝0.2m，桿ab與導軌間的動摩擦因數(shù)μ＝0.4，磁感應強度B＝2T的勻強磁場與導軌平面垂直且方向向下，如圖所示?，F(xiàn)調(diào)節(jié)滑動變阻器的觸頭，為使桿ab靜止不動，求：(1)通過ab桿電流大小的范圍(設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2)；(2)若ab桿中的電流為0.2A，且導軌是光滑的，其他條件不變，則要使ab桿靜止至少要施加一個多大的力？方向如何？【答案】(1)0.14A≤I≤0.46A(2)0.04N，方向沿導軌向上【解析】(1)當桿ab受到沿導軌向下的最大靜摩擦力時，受力如圖甲所示，有F1－mgsinθ－f1＝0N－mgcosθ＝0，f1＝μN，F(xiàn)1＝ImaxdB聯(lián)立解得Imax＝0.46A當ab受到沿導軌向上的最大靜摩擦力時，受力如圖乙所示，有F2＋f2－mgsinθ＝0N－mgcosθ＝0，f2＝μN，F(xiàn)2＝ImindB聯(lián)立解得Imin＝0.14A所以通過ab桿電流大小的范圍是0.14A≤I≤0.46A。(2)F安＝IdB＝0.08N，mgsinθ＝0.12N，F(xiàn)安<mgsinθ，未施加外力時，對ab桿受力分析，ab桿受重力、支持力和安培力作用，當施加的外力沿導軌向上時外力最小，如圖丙所示，以沿導軌向上為正方向，根據(jù)平衡條件有IdB＋F－mgsin37°＝0，則F＝mgsin37°－IdB＝0.04N。丙05安培力作用下的動力學問題5.如圖所示，兩平行光滑導軌相距為d＝20cm，金屬棒MN的質(zhì)量為m＝10g，電阻R＝8Ω，勻強磁場的磁感應強度B＝0.8T，方向豎直向下，電源電動勢E＝10V，內(nèi)阻r＝1Ω，當開關S閉合時，MN恰好平衡，設導軌平面與水平面夾角θ＝45°，g取10m/s2。求：(1)金屬棒MN所受安培力的大小；(2)滑動變阻器R1接入電路中的阻值；(3)若滑動變阻器接入電路中的阻值為1Ω，則閉合開關的瞬間，求金屬棒的加速度大小。【答案】(1)0.1N(2)7Ω(3)3eq\r(2)m/s2【解析】(1)金屬棒受重力mg、支持力N、安培力F的作用，受力如圖(從N向M看)所示。根據(jù)平衡條件得安培力F＝mgtanθ＝0.1N。(2)安培力為F＝IdB解得I＝eq\f(F,dB)＝eq\f(0.1,0.2×0.8)A＝eq\f(5,8)A根據(jù)閉合電路歐姆定律得I＝eq\f(E,R＋R1＋r)代入數(shù)據(jù)解得R1＝7Ω。(3)若滑動變阻器接入電路的阻值為1Ω，則閉合開關的瞬間，由牛頓第二定律可得F1cosθ－mgsinθ＝maF1＝I1dBI1＝eq\f(E,R＋R1′＋r)聯(lián)立解得金屬棒的加速度a＝3eq\r(2)m/s2。06安培力作用下的功、能問題6.(多選)光滑平行導軌水平放置，導軌左端與恒流電源(輸出電流不變)相連，右端與半徑為L＝20cm的兩段光滑圓弧導軌相接，一根質(zhì)量m＝60g、電阻R＝1Ω、長為L的導體棒ab用長也為L的絕緣細線懸掛，如圖所示，整個空間有豎直向下的勻強磁場，磁感應強度B＝0.5T，當閉合開關S后，導體棒沿圓弧擺動，擺到最大高度時，細線與豎直方向成θ＝53°角，擺動過程中導體棒始終與導軌接觸良好且細線處于張緊狀態(tài)，導軌電阻不計，sin53°＝0.8，g＝10m/s2，則()A.恒流電源提供的電流在導體棒ab中的方向為a→bB.恒流電源提供的電流為I＝3AC.導體棒在擺動過程中所受安培力F＝0.8ND.導體棒在擺動過程中電源提供的電能為0.048J【答案】AB【解析】當開關S閉合后，導體棒向右擺動，說明其所受安培力水平向右，由左手定則可知導體棒ab中的電流方向為a→b，A正確；從導體棒沿圓弧開始擺動，到最大高度過程中，根據(jù)動能定理得FLsin53°－mgL(1－cos53°)＝0，解得安培力F＝0.3N，由F＝ILB，解得恒流電源提供的電流I＝3A，B正確，C錯誤；導體棒在擺動過程中獲得的機械能E＝mgL(1－cos53°)＝0.06×10×0.2×0.4J＝0.048J，除機械能外電源提供的電能還有部分產(chǎn)生的焦耳熱，故電源提供的電能大于0.048J，D錯誤。一、單選題1．（23-24高三上·江西撫州·開學考試）如圖所示，由6根長度均為L的相同的金屬棒組成的正四面體線框ACDE放在勻強磁場中，磁場方向垂直CDE面向上，磁感應強度大小為B，將C、D兩點接入電路，從C點通入大小為I的恒定電流，正四面體保持不動，則下列判斷正確的是（）

A．CD邊受到的安培力大小為SKIPIF1<0B．整個線框受到的安培力的方向指向正四面體中心C．DE、CE兩條邊受到的安培力相同D．AE、AC、AD三條邊受到的安培力大小相同【答案】A【詳解】設每條邊的電阻為R，給C、D兩端通電，AE邊沒有電流，電路總電阻為SKIPIF1<0,CD邊受到的安培力大小為SKIPIF1<0,故A正確；整個線框有效長度為CD連線的長，根據(jù)左手定則，整個線框受到的安培力在CDE面內(nèi)垂直CD向右，故B錯誤；DE、CE兩條邊受到的安培力大小相等，方向不同，故C錯誤；AE邊沒有電流，AE邊不受安培力，AC、AD兩條邊受到的安培力大小相同，故D錯誤。故選A。2．（23-24高三上·山東威海·期中）一根長度為L質(zhì)量為m的粗細可忽略的導體棒A靜止緊靠在一個足夠長的絕緣半圓柱體底端，半圓柱體固定在水平面上，導體棒與柱體表面動摩擦因數(shù)為SKIPIF1<0，導體棒中通有垂直紙面向外的電流，其截面如圖，空間中加有沿柱體半徑向內(nèi)的輻向磁場，圓柱體表面磁場大小為B且處處相等，在導體棒中通變化的電流，使導體棒沿粗糙的圓柱體從底端緩慢向上滑動，導體棒與圓心的連線與水平方向所夾的銳角為SKIPIF1<0，在到達頂端的過程中。下列說法正確的是（）A．SKIPIF1<0時，導體棒所受的摩擦力最大B．SKIPIF1<0時，導體棒中電流最大C．導體棒所受重力與支持力的合力大小不變D．導體棒所受重力和安培力的合力方向與安培力方向的夾角變大【答案】B【詳解】根據(jù)左手定則確定安培力的方向，導體棒在上升至某位置時的受力分析如圖所示：根據(jù)平衡條件可知導體棒A所受支持力SKIPIF1<0,則導體棒A所受摩擦力SKIPIF1<0,導體棒A沿粗糙的圓柱體從底端緩慢向上滑動，在到達頂端前的過程中，SKIPIF1<0增大，SKIPIF1<0增大，SKIPIF1<0增大，故A錯誤；導體棒A所受的安培力SKIPIF1<0,其中SKIPIF1<0,SKIPIF1<0在SKIPIF1<0范圍內(nèi)增大，可知安培力先增大后減小，當SKIPIF1<0時，導體棒A所受的安培力最大，此時SKIPIF1<0,解得SKIPIF1<0,又有SKIPIF1<0,知導體棒A所受的安培力SKIPIF1<0最大，則導體棒中電流最大，故B正確；重力與支持力的合力大小為SKIPIF1<0，隨SKIPIF1<0增大而減小，故C錯誤；令支持力和滑動摩擦力的合力方向與摩擦力的方向夾角為SKIPIF1<0，則有SKIPIF1<0,可知支持力和摩擦力的合力方向與摩擦力的方向夾角始終不變。由于支持力、摩擦力、重力與安培力四個力的合力為零，則重力、安培力的合力與支持力、摩擦力的合力等大反向，摩擦力與安培力位于同一直線上，則重力和安培力的合力方向與安培力的方向的夾角始終不變，故D錯誤。故選B。3．（23-24高二下·重慶九龍坡·階段練習）如圖所示，水平桌面上固定放置一個絕緣光滑圓弧槽，長直導線MN平行于圓弧槽底邊放在圓弧槽上，導線中通有M→N的電流I，整個空間區(qū)域存在豎直向上的勻強磁場（圖中未畫出），MN靜止時，MO連線與豎直方向的夾角θ為SKIPIF1<0，圓弧槽對導線MN的支持力為FN，PP'與圓心O等高。下列說法正確的是（）A．若僅將磁場方向沿順時針緩慢旋轉45°過程中，則FN先增大后減小B．若僅將磁場方向沿逆時針緩慢旋轉45°過程中，則MO連線與豎直方向夾角的最大正切值為SKIPIF1<0C．若磁場的大小和方向可以改變，為使導線MN仍能在圖示位置處靜止，所需的最小磁感應強度的值為原來的SKIPIF1<0倍D．若僅將磁感應強度大小緩慢增大，導線MN將有可能沿圓弧槽緩慢運動到SKIPIF1<0上方【答案】B【詳解】若僅將磁場方向沿順時針緩慢旋轉45°過程中，安培力大小不變，方向由水平以導線為軸順時針轉動，由水平方向轉到右下方，則安培力在豎直向下方向的分力逐漸增大，若導線仍處于平衡狀態(tài)，則支持力為SKIPIF1<0，會逐漸增大，因此若僅將磁場方向沿順時針緩慢旋轉45°過程中，則SKIPIF1<0一直增大，故A錯誤；B．由題意，對長直導線MN受力分析，受重力mg，支持力SKIPIF1<0，安培力F，由左手定則可知安培力方向水平向右，由平衡條件，順M到N方向看，受力圖如圖所示，若僅將磁場方向沿逆時針緩慢旋轉60°過程中，可知安培力的大小不變，方向沿逆時針緩慢旋轉45°，由力的平衡條件，可得導線受力的三角形定則平衡圖，如圖所示，由解析圖可知，當安培力F的方向與支持力為SKIPIF1<0的方向垂直時，MO連線與豎直方向的夾角最大，則該角的正切值為最大，此時支持力為SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0,故B正確；圖示位置磁場方向豎直向下，設磁感應強度為SKIPIF1<0，則SKIPIF1<0①當安培力與彈力方向垂直時，安培力最小，磁感應強度最小，設此時的磁感應強度為SKIPIF1<0，則SKIPIF1<0②由①②得SKIPIF1<0若磁場的大小和方向可以改變，為使導線MN仍能在圖示位置處靜止，所需的最小磁感應強度的值為原來的SKIPIF1<0倍，故C錯誤；若僅將磁感應強度大小緩慢增大，由安培力公式SKIPIF1<0，可知安培力增大，方向不變，支持力增大，θ角增大，導線向上移動，可當θ角增大到一定值時，若再增大，長直導線就不會再處于平衡狀態(tài)，可知θ角不可能達到90°，只有θ<90°時，長直導線有可能受力平衡，因此導線MN不可能沿圓弧槽緩慢運動到SKIPIF1<0位置，更不可能運動到SKIPIF1<0上方，故D錯誤。故選B。4．（2024·江蘇·一模）在光滑桌面上將長為L的柔軟導線兩端點固定在間距可忽略不計的a、b兩點，導線通有圖示電流I，處在磁感應強度為B、方向豎直向下的勻強磁場中，則導線中的張力為（

）A．0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0【答案】D【詳解】受力分析如圖SKIPIF1<0由于SKIPIF1<0當SKIPIF1<0時，SKIPIF1<0，則得SKIPIF1<0SKIPIF1<0得SKIPIF1<0。故選D。5．（2024·廣東·二模）如圖1所示為磁電式電流表的結構圖，其基本組成部分是磁體和放在磁體兩級之間的線圈，線圈纏繞在鋁框上。極靴和中間軟鐵制成的圓柱形成輻向磁場，使磁場總沿半徑方向，如圖2所示。當線圈中有恒定電流時，安培力帶動線圈偏轉，在螺旋彈簧的共同作用下最終穩(wěn)定。下列說法正確的是（

）A．線圈受到的安培力的大小隨轉動發(fā)生改變B．線圈的磁通量始終為0C．線圈在轉動過程中不產(chǎn)生感應電動勢D．增加線圈匝數(shù)，可增加測量的靈敏度【答案】D【詳解】根據(jù)輻向磁場的特點，線圈所在位置的磁感應強度大小不變，因此電流恒定時安培力大小不變，故A錯誤；輻向磁場分布如圖所示，由圖可知線圈的磁通量不是始終為0，故B錯誤；線圈在轉動過程中切割磁感線，產(chǎn)生反電動勢，故C錯誤；線圈匝數(shù)增加，相同電流下，線圈受到的安培力更大，偏轉的角度更大，靈敏度更高，故D正確。故選D。6．（23-24高三下·黑龍江·期末）如圖所示，絕緣水平面上，虛線SKIPIF1<0左側有垂直于水平面向上的勻強磁場、右側有垂直于水平面向下的勻強磁場，磁感應強度大小均為SKIPIF1<0，SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0為絕緣水平面上的三個固定點，SKIPIF1<0點在虛線上，SKIPIF1<0、SKIPIF1<0兩點在左右兩磁場中，兩根直的硬導線連接SKIPIF1<0和SKIPIF1<0間，軟導線連接在SKIPIF1<0間，SKIPIF1<0連線與SKIPIF1<0垂直，SKIPIF1<0、SKIPIF1<0到SKIPIF1<0的距離均為SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0三段導線電阻相等，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0。通過SKIPIF1<0、SKIPIF1<0兩點給線框通入大小為SKIPIF1<0的恒定電流，待SKIPIF1<0、SKIPIF1<0間軟導線形狀穩(wěn)定后線框受到的安培力大小為（）A．0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0【答案】B【詳解】由題意可知，線框三邊電阻相等，通入大小為SKIPIF1<0的電流后，由分流原理可知通過SKIPIF1<0的電流大小為SKIPIF1<0，通過SKIPIF1<0的電流大小為SKIPIF1<0。待SKIPIF1<0間導線穩(wěn)定后線框的受力情況如圖所示由受力分析可知SKIPIF1<0SKIPIF1<0由幾何關系可知SKIPIF1<0與SKIPIF1<0的夾角SKIPIF1<0，則有SKIPIF1<0故選B。7．（2024·湖北·一模）如圖所示，電阻均勻的圓環(huán)，固定于勻強磁場中，環(huán)平面與磁場方向垂直，PQ是直徑，劣弧MGN對應的圓心角為90°，當M、N與內(nèi)阻不計的直流電源相連，圓環(huán)所受的安培力大小為F1，當P、Q與該電源相連，圓環(huán)所受的安培力大小為F2，則兩力的比值SKIPIF1<0為（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0【答案】A【詳解】由圖可知，當M、N與電源相連時，圓環(huán)的劣弧MGN和圓環(huán)的其余部分并聯(lián)，兩部分的長度之比為1:3，電阻之比是1:3，通過電流之比為3:1，設圓的半徑為R，流過優(yōu)弧的電流為I1，所以整個圓環(huán)所受的安培力大小為SKIPIF1<0同理，當P、Q與該電源相連，圓環(huán)所受的安培力大小為SKIPIF1<0SKIPIF1<0所以SKIPIF1<0故選A。8．（2024·福建·一模）近年，我國階段性建成并成功運行了“電磁撬”，創(chuàng)造了大質(zhì)量電磁推進技術的世界最高速度紀錄，其原理如圖所示。兩平行長直金屬導軌固定在水平面，導軌間垂直安放金屬棒，且始終與導軌接觸良好，電流從一導軌流入，經(jīng)過金屬棒，再從另一導軌流回。已知平行導軌中的電流在兩導軌間產(chǎn)生的磁場可視為勻強磁場，磁感應強度B與電流I的關系式為SKIPIF1<0（k為常量且已知）?；芈分械碾娏鱏KIPIF1<0SKIPIF1<0兩導軌內(nèi)側間距為k，金屬棒被推進的距離為SKIPIF1<0，金屬棒的質(zhì)量為SKIPIF1<0，不計任何摩擦與阻力，下列說法正確的是（）A．該“電磁撬”的原理為電磁感應B．金屬棒所在區(qū)域的磁場方向為垂直紙面向外C．金屬棒受到安培力的大小為1ND．金屬棒從靜止開始經(jīng)過推進后的速度大小為1m/s【答案】C【詳解】根據(jù)題意可知，該“電磁撬”的原理為電流的磁效應及磁場對電流的作用力，故A錯誤；由安培定則可知，金屬棒所在區(qū)域的磁場方向為垂直紙面向里，故B錯誤；由題意可知，磁感應強度大小為SKIPIF1<0，金屬棒受到安培力的大小為SKIPIF1<0，故C正確；金屬棒從靜止開始經(jīng)過推進后，由動能定理得SKIPIF1<0，解得SKIPIF1<0，故D錯誤。故選C。9．（2024·廣東韶關·二模）水平架設的三根絕緣直流輸電線纜彼此平行，某時刻電流方向如圖所示，電纜線M在最上方，兩根電纜線P、Q在下方，且位于同一水平高度處，PQM為等腰三角形，SKIPIF1<0，O點是P，Q連線的中點，電纜線上的M點、P點、Q點在同一豎直平面內(nèi)，忽略地磁場，下列說法正確的是（）A．輸電線纜M、P相互吸引B．輸電線纜M所受安培力的方向豎直向下C．輸電線纜M在O點處產(chǎn)生的磁場方向豎直向下D．O點處的磁場方向沿水平方向由Q指向P【答案】D【詳解】輸電線纜M、P電流方向相反，相互排斥，故A錯誤；由右手螺旋定則及磁場的疊加可知P、Q兩條線纜在M點所產(chǎn)生的合場強水平向右，根據(jù)左手定則知M線纜受到的安培力方向豎直向上，故B錯誤；由右手螺旋定則可知M線纜在O點處產(chǎn)生的磁場方向由O點指向P點，故C錯誤；由右手螺旋定則及題意可知P、Q線纜在O點處產(chǎn)生的磁場方向等大反向，M線纜在O點處產(chǎn)生的磁場方向由O點指向P點，故合場強的方向由Q點指向P點，故D正確。故選D。10．（2024·寧夏銀川·一模）特高壓直流輸電是國家重點能源工程，目前該技術已達世界先進水平，再次體現(xiàn)了中國速度，驚艷了全世界。如圖所示，兩根等高、相互平行的水平長直導線分別通有方向相同的電流I1和I2，已知SKIPIF1<0。a、b、c三點連線與兩根導線等高并垂直，b點位于兩根導線間的中點，a、c兩點與b點距離相等，d點位于b點正下方。已知通電直導線形成的磁場在空間某點處的磁感應強度SKIPIF1<0，k為比例系數(shù)，r為該點到導線的距離，I為導線中的電流強度。不考慮地磁場的影響，則（）A．兩輸電直導線間因安培力而互相排斥B．a(chǎn)、c兩點處的磁感應強度大小相等C．b、d兩點處的磁感應強度大小相等D．a(chǎn)、c兩點處的磁感應強度方向均豎直向下【答案】B【詳解】兩通電直導線電流方向相同，故兩輸電直導線間因安培力而互相吸引，故A錯誤；由于SKIPIF1<0，根據(jù)安培定則和疊加原理可知，a、c兩點處的磁感應強度大小相等，b點處的磁感應強度為0，d點處的磁感應強度不為0，故b、d兩點處的磁感應強度大小不相等，故B正確，C錯誤；根據(jù)安培定則可知，a點處的磁感應強度方向豎直向下，c點處的磁感應強度方向豎直向上，故D錯誤。故選B。11．（23-24高三上·北京通州·期末）圖甲是磁電式電流表表頭的結構簡圖，線圈繞在一個與指針、轉軸相連的鋁框骨架上，蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場均勻輻向分布，同一圓周上磁感應強度大小處處相等，當線圈位于水平面內(nèi)，通有如圖乙所示方向的電流時，下列說法正確的是（）A．電流表表盤刻度不均勻B．a(chǎn)、b導線所受安培力方向相同C．線圈匝數(shù)增加，電流表表頭的滿偏電流減小D．磁鐵磁性增強，電流表表頭的滿偏電流增大【答案】C【詳解】依題意，在磁場中線圈的磁力矩大小都相等，線圈轉動時，螺旋彈簧發(fā)生形變，產(chǎn)生反抗力矩，阻止線圈繼續(xù)轉動，線圈轉角越大，反抗力矩越大，對于給定的待測電流，其磁力矩是一定的，所以線圈在某一轉角處穩(wěn)定下來，這時兩個力矩達到平衡，可知待測電流與轉角成正比，電流表表盤刻度均勻，故A錯誤；由左手定則可知，a導線受到的安培力向上，b導線受到的安培力向下，故B錯誤；換磁性更強的磁鐵或增加線圈匝數(shù)，會使得在相同電流情況下線圈所受安培力增大，電流表的量程減小，故C正確；D錯誤。故選C。12．（23-24高三上·云南保山·期末）如圖所示，由均勻電阻絲做成的正方形金屬線框abcd的邊長為L，每條邊的電阻均為r，處于磁感應強度的大小為B的勻強磁場中，磁場方向與線框平面垂直，b、d兩個頂點與電動勢為E、內(nèi)阻為r的電源相連，則線框abcd受到的安培力大小為（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0【答案】B【詳解】線框中的總電流為SKIPIF1<0據(jù)已知條件可得SKIPIF1<0SKIPIF1<0和SKIPIF1<0所受安培力的等效長度均為SKIPIF1<0，可得SKIPIF1<0故選B。13．（2024·陜西西安·模擬預測）通電直導線ab的質(zhì)量為m、長為l，用兩根細線把導線水平吊起，導線上的電流為I，方向如圖所示。在豎直方向加一個方向向上的勻強磁場，導線處于平衡時懸線與豎直方向成SKIPIF1<0，已知：SKIPIF1<0，重力加速度為g。則磁感應強度B的大小為（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0【答案】B【詳解】對導線SKIPIF1<0進行受力分析，受重力、安培力和細線拉力，如圖所示，根據(jù)平衡條件可得SKIPIF1<0即SKIPIF1<0故選B。14．（2024·四川宜賓·二模）水平架設的三根絕緣輸電線纜彼此平行，線纜上電流大小相等，方向如圖所示，位于三根線纜上的M點、P點、Q點在同一豎直平面內(nèi)，△PQM為等腰三角形，SKIPIF1<0，O點是P、Q連線的中點，忽略地磁場的影響，下列說法正確的是（）A．P點和Q點所在的兩條線纜相互排斥B．M點所在的線纜在O點處產(chǎn)生的磁場方向豎直向下C．O點處的磁場方向沿水平方向由Q點指向P點D．M點所在的線纜受到的安培力方向豎直向下【答案】C【詳解】由右手螺旋定則可知P點和Q點所在的兩條線纜在中間區(qū)域的磁場方向相反，相互吸引，故A錯誤；由右手螺旋定則可知M點所在的線纜在O點處產(chǎn)生的磁場方向由O點指向P點，故B錯誤；由右手螺旋定則及題意可知P點和Q點所在的線纜在O點處產(chǎn)生的磁場方向等大反向，M點所在的線纜在O點處產(chǎn)生的磁場方向由O點指向P點，故合場強的方向由Q點指向P點，故C正確；由右手螺旋定則及磁場的疊加可知P點和Q點所在的兩條線纜在M點所產(chǎn)生的合場強水平向右，根據(jù)左手定則知M點所在的線纜受到的安培力方向豎直向上，故D錯誤。故選C。15．（2024·黑龍江哈爾濱·一模）如圖甲所示，直導線P、Q分別被兩根等長且平行的絕緣輕繩懸掛于水平軸上，且P固定于水平軸正下方，兩組繩長也相同，其截面圖如圖乙所示，導線P通以垂直紙面向里的電流；導線Q電流方向未知，平衡時兩導線位于同一水平面，且兩組絕緣輕繩與豎直方向夾角均為SKIPIF1<0。已知Q的質(zhì)量為m，重力加速度為g。下列說法正確的是（

）A．導線Q中電流方向垂直紙面向里B．導線P、Q間的安培力大小為SKIPIF1<0C．僅使導線P中電流I緩慢增大且SKIPIF1<0不超過90°，導線Q對懸線的拉力大小逐漸增大D．當導線P中電流突然消失的瞬間，導線Q受到兩繩的拉力大小之和為SKIPIF1<0【答案】B【詳解】對Q進行受力分析可知，P對Q的力為斥力，由安培定則和左手定則可知，則兩導線的電流方向相反，即導線中電流方向垂直紙面向外，故A錯誤；設導線Q受到兩繩的拉力之和為T，導線P、Q間的安培力為F，對Q進行受力分析，根據(jù)三角形定則，受力如下圖所示由于兩組繩長相同，則根據(jù)幾何知識可得SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，故B正確；由上述分析可知，導線Q受到兩繩的拉力之和T始終為mg，與電流I和角度SKIPIF1<0無關，則導線Q對懸線的拉力大小不變，故C錯誤；當導線P中電流突然消失的瞬間，導線P、Q間的安培力消失，此時沿繩方向上的合力為零，則導線Q受到兩繩的拉力大小之和為SKIPIF1<0，故D錯誤。故選B。16．（23-24高三下·江西·期末）電磁炮通過給導軌回路通以很大的電流，使拋射體在導軌電流產(chǎn)生的磁場的安培力作用下沿導軌加速運動，最終將拋射體以很高的速度發(fā)射出去。電磁炮的原理示意圖如圖所示，圖中電源可提供恒定的電流，拋射體處于垂直導軌向下的勻強磁場中，磁感應強度與回路中的電流成正比，要使拋射體離開軌道時的速度增大一倍，下列措施可行的（）A．僅使拋射體的質(zhì)量減半 B．僅使導軌長度變?yōu)樵瓉淼膬杀禖．僅使兩導軌間距變?yōu)樵瓉淼膬杀?D．僅使回路中的電流變?yōu)樵瓉淼膬杀丁敬鸢浮緿【詳解】設導軌的長度為SKIPIF1<0，導軌的間距為SKIPIF1<0，回路中的電流為SKIPIF1<0，磁感應強度與回路中的電流的比例系數(shù)為SKIPIF1<0，則拋射體受到的安培力為SKIPIF1<0根據(jù)動能定理SKIPIF1<0拋射體離開軌道時的速度為SKIPIF1<0僅使拋射體的質(zhì)量減半，拋射體離開軌道時的速度為原先的SKIPIF1<0倍，故A不符合題意；僅使導軌長度變?yōu)樵瓉淼膬杀?，拋射體離開軌道時的速度為原先的SKIPIF1<0倍，故B不符合題意；僅使兩導軌間距變?yōu)樵瓉淼膬杀叮瑨伾潴w離開軌道時的速度為原先的SKIPIF1<0倍，故C不符合題意；僅使回路中的電流變?yōu)樵瓉淼膬杀?，拋射體離開軌道時的速度為原先的兩倍，即拋射體離開軌道時的速度增大一倍，故D符合題意。故選D。17．（2024·江蘇鎮(zhèn)江·模擬預測）如圖所示，寬為l的光滑導軌與水平面成α角，質(zhì)量為m、長為l的金屬桿水平放置在導軌上?？臻g存在著勻強磁場，當回路中電流為I時，金屬桿恰好能靜止。勻強磁場磁感應強度大小不可能是下列的（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0【答案】D【詳解】當安培力的方向沿斜面向上時，安培力最小，此時磁感應強度最小，由SKIPIF1<0可得SKIPIF1<0則勻強磁場磁感應強度大小不可能是SKIPIF1<0。故選D。18．（23-24高三下·江蘇蘇州·開學考試）直導線折成夾角為60°的V形，并置于與其所在平面相垂直的勻強磁場中，線中通有如圖所示恒定電流I．現(xiàn)將該導線繞軸OO′由圖示位置向紙面外緩慢轉過90°，在該過程中導線所受的安培力（

）A．大小和方向均不變B．大小和方向均改變C．大小改變，方向不變D．大小不變，方向改變【答案】A【詳解】折線所受安培力等效為直線SKIPIF1<0所受的安培力，旋轉前后，電流大小、方向均不變，由SKIPIF1<0，安培力大小不變。由左手定則安培力方向不變。故選A。19．（23-24高三上·山東青島·期末）如圖所示，質(zhì)量為SKIPIF1<0、長為SKIPIF1<0的直導線SKIPIF1<0用兩絕緣細線懸掛于SKIPIF1<0、SKIPIF1<0，并處于與SKIPIF1<0垂直斜向下的勻強磁場中，磁場與豎直方向成SKIPIF1<0角。當導線中通以由SKIPIF1<0到SKIPIF1<0方向的電流SKIPIF1<0，且導線保持靜止時，懸線與豎直方向夾角為SKIPIF1<0，重力加速度為g，則磁感應強度大小為（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0【答案】A【詳解】對導線受力分析如圖所示通過左手定則可知導線所受安培力與磁場方向垂直，根據(jù)幾何關系，由平衡條件可得，在豎直方向有SKIPIF1<0在水平方向有SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0故選A。20．（23-24高三上·河南·期末）質(zhì)量為SKIPIF1<0、長為SKIPIF1<0的直導線用兩根平行絕緣細線懸掛于SKIPIF1<0、SKIPIF1<0兩點，導線中通入圖示方向的電流SKIPIF1<0，由于空間存在勻強磁場，因此平衡時懸線與豎直方向的夾角為SKIPIF1<0，重力加速度大小為SKIPIF1<0，下列說法正確的是（）A．勻強磁場可能豎直向上B．勻強磁場可能與兩根細線所在平面垂直C．勻強磁場的磁感應強度大小可能為SKIPIF1<0D．勻強磁場的磁感應強度大小可能為SKIPIF1<0【答案】D【詳解】若勻強磁場豎直向上，根據(jù)左手定則可知，直導線受到的安培力水平向左，直導線不可能向右偏轉，故A錯誤；若勻強磁場與兩根細線所在平面垂直，則直導線受到的安培力與細線拉力方向平行，直導線不可能向右偏轉處于靜止狀態(tài)，故B錯誤；當勻強磁場方向沿著細線方向向上時，直導線受到的安培力與細線拉力方向垂直向上，此時安培力最小，勻強磁場的磁感應強度最小，則有SKIPIF1<0，解得勻強磁場的磁感應強度的最小值為SKIPIF1<0，故C錯誤，D正確。故選D。21．（23-24高三下·河南周口·開學考試）如圖所示，通有大小恒為SKIPIF1<0、方向向右電流的長直導線SKIPIF1<0水平固定，通有大小也為SKIPIF1<0、沿逆時針方向恒定電流的矩形線框SKIPIF1<0通過輕彈簧懸掛，懸掛點為SKIPIF1<0邊的中點，線框靜止，SKIPIF1<0邊水平，SKIPIF1<0和線框在同一豎直面內(nèi)，SKIPIF1<0和SKIPIF1<0間距離為d，SKIPIF1<0和SKIPIF1<0間距離也為d，SKIPIF1<0長為2d，已知長直通電導線在距離導線為r的位置產(chǎn)生的磁感應強度為SKIPIF1<0（其中k為常數(shù)，I為長直通電導線中的電流），則下列判斷正確的是（）A．長直導線PQ受到的安培力方向向下B．長直導線PQ受到的安培力大小為SKIPIF1<0C．長直導線PQ受到的安培力大小為SKIPIF1<0D．將長直導線中電流增大，彈簧的長度會變短【答案】B【詳解】長直導線PQ在矩形線框SKIPIF1<0處的磁場垂直紙面向外，根據(jù)左手定則可知SKIPIF1<0受到的安培力向下，SKIPIF1<0受到的安培力向上，由于長直導線PQ在SKIPIF1<0處的磁感應強度較大，則長直導線PQ對矩形線框的安培力向下，根據(jù)牛頓第三定律，長直導線PQ受到的安培力方向向上，故A錯誤；矩形線框受到的安培力的大小為SKIPIF1<0，根據(jù)牛頓第三定律，長直導線PQ受到的安培力大小為SKIPIF1<0，故B正確，C錯誤；對矩形線框，根據(jù)平衡條件有SKIPIF1<0，將長直導線中電流增大，矩形線框受到的安培力的大小增大，彈簧的長度會變長，故D錯誤。故選B。22．（2024·江西九江·二模）如圖所示，粗細均勻的金屬線框固定在在絕緣水平面上，其中MPN段為半徑為r的半圓、P為半圓弧的中點，MQN為等腰直角三角形，虛線MN左側有垂直于水平面向下的勻強磁場Ⅰ，右側有垂直于水平面向上的勻強磁場Ⅱ，兩磁場的磁感應強度大小均為B，MN與半圓的直徑重合，將P、Q兩端接入電路，從P點流入的電流大小為I，則下列判斷正確的是（）A．整個線框受到的安培力為0B．PQ上方線框受到的安培力方向平行與PQ向右C．PQ上方線框受到的安培力大小為SKIPIF1<0D．MN左側線框受到的安培力大于右側線框受到的安培力【答案】A【詳解】線框的上半部分的電流是順時針，下半部分的電流是逆時針，把圓線框分成右上、左上、左下、右下四部分，根據(jù)左手定則可得這四部分的受力如圖所示因為安培力大小為四部分的有效長度都為SKIPIF1<0，且導線中的電流相同四部分所受的安培力大小相等，且SKIPIF1<0與SKIPIF1<0方向相反，SKIPIF1<0與SKIPIF1<0方向相反，故圓環(huán)所受安培力的合力為零，故A正確；安培力大小為SKIPIF1<0，SKIPIF1<0上方線框受到的安培力大小為SKIPIF1<0，方向平行與PQ向左，故BC錯誤；MN左由兩側線框受到的安培力等大反向，故D錯誤。故選A。23．（2024·廣東·模擬預測）電流天平可以測量勻強磁場的磁感應強度。它的右臂豎直掛著矩形線圈，匝數(shù)為n，線圈的水平邊長為l，處于勻強磁場內(nèi)，磁感應強度B的方向垂直線圈平面向里。當沒有通電時，調(diào)節(jié)砝碼使兩臂達到平衡。當線圈中通過如圖所示方向的電流I時，要使兩臂重新達到平衡，在某一盤中增加了質(zhì)量為m的砝碼。重力加速度大小為g，下列說法正確的是（）A．增加的砝碼在右盤中，勻強磁場的磁感應強度大小為SKIPIF1<0B．增加的砝碼在右盤中，勻強磁場的磁感應強度大小為SKIPIF1<0C．增加的砝碼在左盤中，勻強磁場的磁感應強度大小為SKIPIF1<0D．增加的砝碼在左盤中，勻強磁場的磁感應強度大小為SKIPIF1<0【答案】D【詳解】根據(jù)左手定則，矩形線圈所受安培力豎直向下，故增加的砝碼在左盤中。根據(jù)平衡條件有mg=nBIl，解得SKIPIF1<0，故選D。24．（23-24高三上·海南·期末）長為l、質(zhì)量為m的通電直導體棒放在傾角為SKIPIF1<0的光滑斜面上，并處在垂直斜面向上、磁感應強度為B的勻強磁場中，如圖所示。當電流為I時導體棒恰好處于平衡狀態(tài)，重力加速度為g。當電流的大小突然變?yōu)镾KIPIF1<0時，該導體棒的加速度大小為（

）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0【答案】C【詳解】當電流為I時有SKIPIF1<0，當電流為3I時有SKIPIF1<0，聯(lián)立得該導體棒的加速度大小為SKIPIF1<0。故選C。25．（23-24高三上·湖南婁底·期末）如圖所示，傾斜軌道與水平面的夾角為SKIPIF1<0，傾斜軌道上放置一光滑的導電金屬導軌SKIPIF1<0，導軌間距為SKIPIF1<0，SKIPIF1<0間接有一直流電源，SKIPIF1<0段垂直于導軌放置一金屬棒，回路內(nèi)的電流為SKIPIF1<0，整個空間處在磁感應強度為SKIPIF1<0的豎直向上的勻強磁場中，金屬棒剛好處于靜止狀態(tài)，已知重力加速度為SKIPIF1<0，則（）A．SKIPIF1<0端接電源的正極 B．金屬棒受到的安培力大小為SKIPIF1<0C．金屬棒的質(zhì)量為SKIPIF1<0 D．金屬棒的質(zhì)量為SKIPIF1<0【答案】B【詳解】cd棒受力平衡，根據(jù)左手定則，cd棒中的電流方向從c到d，a端接電源的負極，選項A錯誤；B和I相互垂直，故金屬棒受到的安培力為BIL，選項B正確；如圖所示，根據(jù)三力平衡SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，選項CD錯誤。故選B。26．（23-24高三上·安徽池州·期末）如圖所示，長度相等的兩根通電長直導線a、b垂直于紙面平行放置，質(zhì)量分別為SKIPIF1<0、SKIPIF1<0，通有相反方向的電流。先將a固定在O點正下方的地面上，b通過一端系于O點的絕緣細線懸掛，b靜止時a、b間的距離為x1。其他條件不變，僅將a、b位置對調(diào)一下，a靜止時a、b間的距離為x2。已知通電長直導線周圍磁場的磁感應強度大小滿足SKIPIF1<0，式中k是常數(shù)，I是導線中電流，r是該點到直導線的距離。若SKIPIF1<0，則兩根直導線質(zhì)量比為（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0【答案】A【詳解】設O點到地面的距離為h，通電直導線的長度為L，對導線b受力分析如下圖所示SKIPIF1<0與矢量三角形相似，根據(jù)相似三角形的性質(zhì)有SKIPIF1<0a、b位置對調(diào)后，對a受力分析得SKIPIF1<0聯(lián)立解得SKIPIF1<0故選A。27．（2024·安徽六安·模擬預測）如圖甲所示，直導線a、b分別被兩根等長且平行的絕緣輕繩懸掛于垂直于紙面的水平軸上，且a固定于水平軸正下方，兩組繩長不同，其截面圖如圖乙所示，導線b通以垂直紙面向里的電流；導線a電流方向未知，平衡時兩導線位于同一水平面，且兩組絕緣輕繩夾角（SKIPIF1<0，已知b的質(zhì)量為m，重力加速度為g，則（）A．導線a中電流方向垂直紙面向里B．導線a、b間的安培力大小為SKIPIF1<0C．僅使導線a中電流I緩慢增大且SKIPIF1<0不超過90?，導線b對懸線的拉力大小一直不變D．當導線a中電流突然消失的瞬間，導線b的加速度大小為g【答案】C【詳解】對SKIPIF1<0進行受力分析可知，SKIPIF1<0對SKIPIF1<0的力為斥力，由安培定則和左手定則可知，則兩導線的電流方向相反，即SKIPIF1<0導線中電流方向垂直紙面向外，故A錯誤；設斥力為SKIPIF1<0，繩子與豎直方向的夾角為SKIPIF1<0，如圖所示由平衡條件可得SKIPIF1<0，故B錯誤；在僅使導線SKIPIF1<0中電流SKIPIF1<0緩慢增大且SKIPIF1<0不超過SKIPIF1<0過程中，由相似三角形可得SKIPIF1<0，可知SKIPIF1<0一直不變，故C正確；當導線SKIPIF1<0中電流突然消失的瞬間，繩子拉力發(fā)生突變但不為零，根據(jù)受力分析可得，沿繩子方向有SKIPIF1<0，垂直繩子方向有SKIPIF1<0，解得SKIPIF1<0，故D錯誤。故選C。28．（2024·重慶·一模）如圖，abcd四邊形閉合線框，a、c、d三點分別在三個正交軸上，坐標值均等于L，ab邊與x軸平行，整個空間處于平行于+y方向豎直向上的勻強磁場中，通入電流I方向如圖所示。則關于四邊形的四條邊所受到的安培力的大小（）A．a(chǎn)b邊與bc邊受到的安培力大小相等B．cd邊受到的安培力最大C．cd邊與ad邊受到的安培力大小相等D．a(chǎn)d邊受到的安培力最大【答案】B【詳解】根據(jù)題意可知由于SKIPIF1<0邊與磁場方向垂直，則SKIPIF1<0邊受到的安培力大小為SKIPIF1<0，由于SKIPIF1<0邊與磁場方向平行，可知SKIPIF1<0邊沒有受到安培力的作用，即SKIPIF1<0，SKIPIF1<0邊與豎直方向夾角為SKIPIF1<0，則SKIPIF1<0邊受到的安培力大小為SKIPIF1<0，SKIPIF1<0邊與磁場方向垂直，且長度最長，故SKIPIF1<0邊受安培力的作用最大，并且大小為SKIPIF1<0，根據(jù)分析可知SKIPIF1<0邊所受安培力最大。故B正確，D錯誤；根據(jù)分析可知各邊安培力大小關系為SKIPIF1<0，故AC錯誤。故選B。29．（2024·浙江·高考真題）磁電式電表原理示意圖如圖所示，兩磁極裝有極靴，極靴中間還有一個用軟鐵制成的圓柱。極靴與圓柱間的磁場都沿半徑方向，兩者之間有可轉動的線圈。a、b、c和d為磁場中的四個點。下列說法正確的是（）A．圖示左側通電導線受到安培力向下 B．a(chǎn)、b兩點的磁感應強度相同C．圓柱內(nèi)的磁感應強度處處為零 D．c、d兩點的磁感應強度大小相等【答案】A【詳解】由左手定則可知，圖示左側通電導線受到安培力向下，選項A正確；a、b兩點的磁感應強度大小相同，但是方向不同，選項B錯誤；磁感線是閉合的曲線，則圓柱內(nèi)的磁感應強度不為零，選項C錯誤；因c點處的磁感線較d點密集，可知c點的磁感應強度大于d點的磁感應強度，選項D錯誤。故選A。二、多選題30．（22-23高三上·江西新余·期末）如圖所示，有一根長度為L，質(zhì)量為m長金屬棒，金屬棒接到恒流源電路中，電流為I，方向垂直紙面向里，用輕質(zhì)絕緣絲線將金屬棒水平懸掛在O點，現(xiàn)整個空間加上豎直向下的勻強磁場（圖中未畫出磁場）磁場的磁感應強度大小SKIPIF1<0，把金屬棒從最低點圖示位置由靜止釋放，重力加速度為g，則（）A．金屬棒回到圖中最低點時對絲線的拉力可能大于重力B．絲線偏離豎直方向的夾角最大不會超過90°C．金屬棒向左擺到最高點的過程中，機械能先增加后減少D．在金屬棒擺動過程中，絲線上最大拉力為4mg【答案】CD【詳解】導體棒通過恒定的電流，且放入勻強磁場中，導體棒所受安培力恒定，故安培力與重力的合力恒定，可將該合力看作等效重力，即等效重力法。根據(jù)左手定則，可知安培力的方向水平向左，大小為SKIPIF1<0則等效重力為SKIPIF1<0等效重力場與豎直方向的夾角α為SKIPIF1<0則SKIPIF1<0由于全過程中，只有重力和安培力做功即等效重力做功，圖中最低點為等效重力場的等效最高點，金屬桿回到該位置速度為0，在豎直方向上受力平衡，故拉力與重力相等，A錯誤；根據(jù)單擺運動的特點可知，絲線偏離豎直方向的夾角最大值為2α，大小為120°，大于90°，B錯誤；金屬棒向左擺到懸掛O點水平等高位置過程中，安培力做正功，機械能增大；從懸掛O點水平等高位置到最高點的過程中，安培力做負功，機械能減?。还式饘侔粝蜃髷[到最高點的過程中，機械能先增加后減少，C正確；在金屬棒擺動過程中，金屬桿在等效重力場的最低點，細線拉力最大，由動能定理得SKIPIF1<0，解得SKIPIF1<0，牛頓第二定律得SKIPIF1<0，解得SKIPIF1<0絲線上最大拉力為4mg，D正確。故選CD。31．（23-24高二上·黑龍江哈爾濱·開學考）如圖所示為兩條平行的光滑絕緣導軌，左側與電源相連，其中兩導軌的水平部分與半圓部分相切于C、E兩點?，F(xiàn)將一導體棒垂直導軌放置，外加勻強磁場，磁場方向垂直于導體棒，與導軌平面的夾角SKIPIF1<0斜向左上方。開始時導體棒靜止于圖中A點，當電建S閉合后，導體棒由靜止開始運動，運動過程中導體棒始終與接觸的兩條導軌垂直，并恰能到達導軌半圓部分最高點D點。已知兩導軌的間距SKIPIF1<0，半圓部分的軌道半徑SKIPIF1<0，磁場的磁感應強度大小SKIPIF1<0，導體棒中的電流SKIPIF1<0，導體棒的質(zhì)量SKIPIF1<0，重力加速度g取10SKIPIF1<0。則下列說法正確的是（

）A．導體棒在A點的加速度大小為10SKIPIF1<0B．導體棒在D點的速度大小為SKIPIF1<0m/sC．A、C兩點間距離為SKIPIF1<0mD．導體棒離開軌道后將做平拋運動，并落在A點左側【答案】BC【詳解】由左手定則判斷導體棒受到斜向右上的安培力，根據(jù)SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，求得SKIPIF1<0。A錯誤；在D點時SKIPIF1<0，解得SKIPIF1<0m/sB正確；對導體棒，從A到D，將安培力分解到豎直方向和水平方向來處理它的功，應用動能定理列式得：SKIPIF1<0，求得SKIPIF1<0C正確；導體棒離開軌道后不再受安培力作用，將做平拋運動SKIPIF1<0，SKIPIF1<0代入數(shù)據(jù)可得SKIPIF1<0所以導體棒將落在A點右側。D錯誤。故選BC。32．（2024·廣東廣州·一模）如圖是特高壓輸電線路上使用的六分裂阻尼間隔棒簡化圖。間隔棒將六根相同平行長直導線分別固定在正六邊形的頂點a、b、c、d、e、f上，O為正六邊形的中心。已知通電長直導線周圍的磁感應強度B大小與電流I、距離r的關系式為SKIPIF1<0（式中k為常量）。設a、b間距為L，當六根導線通有等大同向電流SKIPIF1<0時，其中a處導線對b處導線的安培力大小為F，則（

）A．a(chǎn)處導線在O點產(chǎn)生的磁感應強度大小為SKIPIF1<0B．六根導線在O點產(chǎn)生的磁感應強度大小為SKIPIF1<0C．a(chǎn)處導線所受安培力方向沿aO指向O點D．a(chǎn)處導線對d處導線的安培力大小為SKIPIF1<0【答案】ACD【詳解】根據(jù)幾何關系可知，a、O間距為L，則a處導線在O點產(chǎn)生的磁感應強度大小為SKIPIF1<0，故A正確；根據(jù)右手螺旋定則結合對稱性可知，a、d兩處導線在O點產(chǎn)生的磁感應強度大小相等，方向相反；b、e兩處導線在O點產(chǎn)生的磁感應強度大小相等，方向相反；c、f兩處導線在O點產(chǎn)生的磁感應強度大小相等，方向相反；則六根導線在O點產(chǎn)生的磁感應強度大小為0，故B錯誤；根據(jù)方向相同的兩根直線電流之間的安培力為吸引力，結合對稱性可知，b、f兩處導線對a處導線的安培力合力方向沿aO指向O點；c、e兩處導線對a處導線的安培力合力方向沿aO指向O點；d處導線對a處導線的安培力方向沿aO指向O點；故a處導線所受安培力方向沿aO指向O點，故C正確；根據(jù)幾何關系可知，a、d間距為2L，則a處導線在d點產(chǎn)生的磁感應強度大小為SKIPIF1<0，可知a處導線在d點產(chǎn)生的磁感應強度大小等于a處導線在b點產(chǎn)生的磁感應強度大小的一半，則a處導線對d處導線的安培力大小為SKIPIF1<0，故D正確。故選ACD。33．（23-24高二下·安徽安慶·開學考試）如圖所示，三根通電長直導線a、b、c平行水平放置，其橫截面恰好位于等邊三角形的三個頂點，導線a、b固定在同一豎直面內(nèi)，導線a中的電流方向垂直紙面向里，導線b中的電流方向垂直紙面向外，已知導線a、b中的電流在導線c處產(chǎn)生的磁場的磁感應強度大小均為B0；導線c中的電流方向垂直紙面向里，電流大小為I，長度為L，質(zhì)量為m，在粗糙水平面上處于靜止狀態(tài)，重力加速度為g，下列說法正確的是（）A．導線c所受安培力的大小為2BIL,方向豎直向上B．導線c受到地面的靜摩擦力為零C．導線c對水平面的壓力大小為mg-B0ILD．若僅將b中的電流反向，則導線c所受安培力的大小為SKIPIF1<0B0IL，方向向左【答案】BCD【詳解】根據(jù)右手定則可知，導線ab在c點的磁場方向互成120°，大小均為B0，則合場強為B0，方向水平向左，則導線c所受安培力的大小為B0IL，方向豎直向上，則導線c對水平面的壓力大小為mg-B0IL，選項A錯誤，C正確；導線c所受安培力的方向豎直向上，則水平方向受合外力為零，則受到地面的靜摩擦力為零，選項B正確；若僅將b中的電流反向，則導線c處的合磁場為SKIPIF1<0，方向豎直向下，則導線c所受安培力的大小為SKIPIF1<0B0IL，方向向左，選項D正確。故選BCD。34．（23-24高三下·重慶·期末）如圖所示，邊長為L的均勻正三角形導線框abc置于水平桌面上，勻強磁場磁感應強度大小為B，方向垂直紙面（桌面）向里?，F(xiàn)將大小為Ⅰ的恒定電流自a點流入，b點流出，線框仍靜止，下列說法正確的是（）A．a(chǎn)b邊受到水平向北的安培力B．a(chǎn)c邊和cb邊受到的安培力相同C．導線框受到的總安培力為BILD．線框?qū)ψ烂娴哪Σ亮?【答案】AC【詳解】根據(jù)左手定則，ab邊受到水平向北的安培力，故A正確；根據(jù)安培力計算公式SKIPIF1<0，通過ac邊和cb邊的電流相等，可知ac邊和cb邊受到的安培力大小相等，根據(jù)左手定則，ac邊和cb邊受到的安培力方向不同，故ac邊和cb邊受到的安培力不同，故B錯誤；設通過ac邊、bc邊的電流為SKIPIF1<0，通過ab邊的電流為SKIPIF1<0，導線框的每條邊的電阻為SKIPIF1<0，則SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，解得SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，導線框受到的總安培力為SKIPIF1<0故C正確；線框保持靜止，根據(jù)平衡條件，線框?qū)ψ烂娴哪Σ亮Φ扔趯Ь€框受到的總安培力，大小不為0，故D錯誤。故選AC。35．（2024·山東淄博·一模）如圖所示是小齊同學設計的一個能夠測量電流的裝置，其上部是一根粗細均勻橫截面積為S的豎直細管，下部是一截面為正方形（邊長為L）的容器。該容器左右兩壁為導體，其他各面是絕緣的，其底部與大氣相通。容器內(nèi)有一個正方形的金屬活塞，其邊長也為L，可在容器內(nèi)無摩擦滑動?；钊旅嬗幸惠p質(zhì)彈簧支撐著，已知彈簧的勁度系數(shù)為k，活塞上部充有密度為ρ的絕緣油（測量過程中細管內(nèi)始終有絕緣油）。容器的左右兩壁與一電路連接，整個裝置放在水平向里、磁感應強度為B的勻強磁場中