高考物理最新模拟题精练专题34 安培力提高篇解析版.docx

1、高考物理最新模拟题精练专题34 安培力提高篇解析版2021年高考物理100考点最新模拟题千题精练（选修3-1）第三部分 磁场专题3.4 安培力（提高篇）一选择题1. （2020四川遂宁二中模拟3）如图所示，线框abcd由四根完全相同的导体捧连接而成，ac也通过同种材质的导体棒连接，其中ab=bc=cd=ad=L，固定在匀强磁场中，线框所在平面与磁场方向垂直，现将直流电源E连接在线框的a、c两点之间，此时导体棒ab所受安培力大小为F，则整个线框所受安培力的大小为A2FBCD3F.【参考答案】B【名师解析】由于ab所受安培力为F，根据平行四边形定则可知abc所受的总安培力为，则adc所受的安培力也

2、为，而，故电流之比，安培力之比为，故，因此整个线框所受安培力大小为，B选项正确。2某兴趣小组制作了一个简易的“转动装置”，如图甲所示，在干电池的负极吸上两块圆柱形强磁铁，然后将一金属导线折成顶端有一支点、底端开口的导线框，并使导线框的支点与电源正极、底端与磁铁均良好接触但不固定，图乙是该装置的示意图若线框逆时针转动(俯视)，下列说法正确的是()A线框转动是因为发生了电磁感应B磁铁导电且与电池负极接触的一端是S极C若将磁铁的两极对调，则线框转动方向相反D线框转动稳定时的电流比开始转动时的大【参考答案】BC【名师解析】对线框的下端平台侧面分析，若扁圆柱形磁铁上端为S极，下端为N极，周围磁感线由上往

3、下斜穿入线框内部，在垂直于纸面向外的径向上，磁感应线有垂直于纸面向里的分量，在此径向上的负电荷由下往上运动，由左手定则知：此负电荷受到垂直于径向沿纸面向右的洛伦兹力，即在径向的左垂线方向；同理，其他任一径向上的电荷均受到左垂线方向的洛伦兹力(中心原点除外)，所以，由上往下看(俯视)，线框沿逆时针转动，若扁圆柱形磁铁上端为N极，下端为S极，则转动方向相反，所以该装置的原理是电流在磁场中的受力，不是电磁感应，故A错误，B、C正确；稳定时，因导线切割磁感应线，则线框中电流比刚开始转动时的小，故D错误3.(多选)(2019山东泰安模拟)已知通电长直导线产生的磁场中某点的磁感应强度满足B=k(其中k为比

4、例系数,I为电流大小,r为该点到直导线的距离)。现有四根平行的通电长直导线,其横截面恰好在一个边长为L的正方形的四个顶点上,电流方向如图所示,其中A、C导线中的电流大小为I1,B、D导线中的电流大小为I2。已知A导线所受的磁场力恰好为零,则下列说法正确的是()A.电流的大小关系为I1=2I2B.四根导线所受的磁场力都为零C.正方形中心O处的磁感应强度为零D.若移走A导线,则中心O处的磁场将沿OB方向【参考答案】ACD【名师解析】将导线B、C、D在导线A处的磁场表示出来,如图甲所示,A导线所受的磁场力为零,则A处的合磁场为零,即k=k,则I1=2I2,故选项A正确;同理,将各点的磁场都画出来,可

5、以判断B、D导线处的合磁场不为零,故其所受的磁场力不为零,故选项B错误;将各导线在O点的磁场画出,如图乙所示,由于A、C导线电流相等而且距离O点距离相等,则BA=BC,同理BB=BD,即正方形中心O处的磁感应强度为零,故选项C正确;若移走A导线,则磁场BA不存在,由于BB=BD,则此时在O点的磁场只剩下导线C的磁场,而且导线C点磁场方向沿OB方向,即中心O处的磁场将沿OB方向,故选项D正确。4.(2019江西赣州模拟)电流天平是一种测量磁场力的装置,如图所示,两相距很近的通电平行线圈和,线圈固定,线圈置于天平托盘上,当两线圈均无电流通过时,天平示数恰好为零。下列说法正确的是()A.当天平示数为

6、负时,两线圈电流方向相同B.当天平示数为正时,两线圈电流方向相同C.线圈对线圈的作用力大于线圈对线圈的作用力D.线圈对线圈的作用力与托盘对线圈的作用力是一对相互作用力【参考答案】A【名师解析】装置的构造模型为两个线圈和一个杠杆,当线圈中通有同向电流时互相吸引,通有异向电流时互相排斥,故当天平示数为负时表示两线圈互相吸引,所以为同向电流,A正确,B错误;根据牛顿第三定律可知线圈对线圈的作用力等于线圈对线圈的作用力,由相互作用力的特点知,线圈对线圈的作用力与托盘对线圈的作用力不是一对相互作用力,故C、D错误。5.（6分）（2019江西南昌二模）如图所示，三条长直导线a、b、c都通以垂直纸面的电流，

7、其中a、b两根导线中电流方向垂直纸面向外。o点与a、b、c三条导线距离相等，且处于ocab现在o点垂直纸面放置一小段通电导线，电流方向垂直纸面向里，导线受力方向如图所示。则可以判断（）Ao点处的磁感应强度的方向与F相同 B长导线c中的电流方向垂直纸面向外 C长导线a中电流I1小于b中电流I2 D长导线c中电流I3小于b中电流I2【参考答案】BC【名师解析】根据左手定则，可知，安培力与磁场方向总垂直，故A错误；由题目图，结合右手螺旋定则可知，长导线a在O处磁场方向由O指向C，同理，长导线b在O处磁场方向由C指向O，根据左手定则，可知，长导线a对O处的通电导线的安培力由O指向b，而长导线b对O处的

8、通电导线的安培力由O指向a，依据电流方向垂直纸面向里，导线受力方向如图所示，则长导线c中的电流方向垂直纸面向外，且长导线a中电流I1小于b中电流I2，故BC正确；由上分析，可知，长导线c中电流I3与b中电流I2大小无关确定，故D错误。6（4分）（2019海南乐东三模）如图所示为研究平行通电直导线之间相互作用的实验装置。接通电路后发现两根导线均发生形变，此时通过导线M和N的电流大小分别为I1和I2，已知I1I2，方向均向上。若用F1和F2分别表示导线M和N受到的磁场力，则下列说法正确的是（）A两根导线互相排斥 B为判断F1的方向，需要知道I1和I2的合磁场方向 C两个力的大小关系为F1F2 D仅

9、增大电流I2，F1、F2会同时都增大【参考答案】D【名师解析】根据右手定则判断通电直导线周围产生磁场，再根据左手定则判断安培力的方向，可知两根导线相互吸引，故A错误；B、判断F1的方向，以M导线为研究对象，N导线提供磁场，根据左手定则，要知道的是I2产生的磁场，故B错误；通电直导线周围存在的磁场B的大小，和该直导线中通过的电流大小成正比，即BKI，安培力FBIL，即F1B2I1LKI2I1L，F2B1I2LKI1I2L，两个力大小相等，故C错误、D正确。7如图所示，无限长导线，均通以恒定电流I，直线部分和坐标轴接近重合，弯曲部分是以坐标原点O为圆心的相同半径的一段圆弧，己知直线部分在原点O处不

10、形成磁场，在第一象限圆弧电流在原点产生的磁感应强度为B，现在原点O处放一小段与x轴重合的长为L的通电导线P（可以视为电流元），导线P的电流大小为I，电流方向沿x轴正方向，则通电导线P受到的安培力的大小和方向是A. 2BIL，方向与y轴正方向相同B. 2BIL，方向与y轴负方向相同C. 4BIL，方向与y轴正方向相同D. 4BIL，方向与y轴负方向相同【参考答案】A【名师解析】由题意可知，图中第一象限圆弧电流在原点产生的磁感应强度为B，由安培定则可知磁场方向垂直纸面向里；根据安培定则可知，第二和第三象限内圆弧电流在O点产生的磁场的方向都是向里的，第四象限内圆弧电流在O点产生的磁场的方向是向外的，

11、所以四段圆弧在O点产生的磁场的合场强为2B，方向向里；电流元的方向向右，由左手定则可知，电流元受到的安培力的方向向上，与y轴的正方向相同，大小：F=2BIL；故A正确，BCD错误。【关键点拨】考查通电导线周围磁场的分布和安培力，掌握矢量合成法则，注意叠加原则，理解右手螺旋定则是解题的关键。8如图所示，直角三角形闭合线框abc处于匀强磁场中，acb30，磁场垂直线框平面向里，线框中通入顺时针方向电流时，下列说法正确的是A. ab边受到的安培力向右B. ac边受到的安培力与ab边受到的安培力大小相等C. ab边与bc边受到的安培力的合力大于ac边受到的安培力D. 整个线框所受的安培力的合力为零【参

12、考答案】D【名师解析】通以顺时针的电流方向，根据左手定则可知：各边所受的安培力背离中心处。所以ab边所受的安培力方向向左，A错误。由公式F=BIL得出各边的安培力的大小，从而得出安培力大小与长度成正比，因而两直角边的安培力合力与斜边的安培力等值反向。所以线圈所受磁场力的合力为零。故B、C错，D正确。所以选择D.【点睛】通电直角三角形线圈处于匀强磁场中，受到安培力作用，根据左手定则确定安培力的方向，再由公式F=BIL确定安培力的大小，最后由力的合成来算出安培力的合力。9.如图（a）所示，扬声器中有一线圈处于磁场中，当音频电流信号通过线圈时，线圈带动纸盆振动，发出声音。俯视图（b）表示处于辐射状磁

13、场中的线圈（线圈平面即纸面）磁场方向如图中箭头所示，在图（b）中（ ） A.当电流沿顺时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里B.当电流沿顺时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外C.当电流沿逆时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里D.当电流沿逆时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外【参考答案】B,C 【名师解析】将环形导线分割成无限个小段，每一小段看成直导线，则根据左手定则，当电流瞬时针时，导线的安培力垂直纸面向外，故选项A错误，选项B正确；当电流逆时针时，根据左手定则可以知道安培力垂直纸面向里，故选项C正确，选项D错误。【分析】应用化曲为直法，把线圈看成一小段一

14、小段的直导线连接而成，再根据左手定则判断所受安培力的方向即可10.处于磁场B中的矩形金属线框可绕轴OO 转动，当线框中通以电流时，如图所示，此时线框左右两边受安培力F的方向正确的是（ ）A.B.C.D.【参考答案】D 【名师解析】通电导线在磁场中的受力可以借助左手定则，掌心让磁感线穿过，四指指向电流方向，左手大拇指就是代表了安培力方向。此题正解为D。【分析】通电导线在磁场中的安培力要用左手定则判断，当然电流不能和磁场方向平行，判断出电流方向和磁场方向，运用左手定则即可以知道安培力方向。11一条形磁铁放在水平桌面上，它的上方靠右极一侧吊挂一根与它垂直的导电棒，图中只画出此棒的截面图，并标出此棒中

15、的电流是流向纸内的，逐渐增大导电棒中的电流，磁铁一直保持静止。可能产生的情况是( )A. 磁铁对桌面的压力不变B. 磁铁对桌面的压力一定增大C. 磁铁受到摩擦力的方向可能改变D. 磁铁受到的摩擦力一定增大【参考答案】D【名师解析】以导线为研究对象，由于磁场方向未知，由左手定则判断得知导线所受安培力方向斜向左下方或右上方，根据牛顿第三定律得知，导线对磁铁的安培力方向斜向右上方或左下方，安培力的水平分力等于摩擦力，逐渐增大导电棒中的电流，安培力增大，摩擦力增大，方向不变，故C错误，D正确。由于安培力可能斜向上，也可能斜向下，无法判断对桌面的压力的变化，故A错误，B错误。12. （2016河南八市重

16、点高中联考）如图所示，无限长水平直导线中通有向右的恒定电流I，导线正下方固定一正方形线框。线框中叶通有顺时针方向的恒定电流I，线框边长为L，线框上边与直导线平行，且到直导线的距离也为L，已知在长直导线的磁场中距离长直导线r处的磁感应强度大小为B=kI/r，线框质量为m，则释放线框的一瞬间，线框的加速度可能为A0 B-g C-g Dg - 【参考答案】AC【命题意图】本题考查了安培力、牛顿运动定律等知识点。【解题思路】线框上边所在处的磁感应强度大小为B1=k ，由安培定则可判断出磁场方向为垂直纸面向里，所受安培力的大小为F1= B1IL=kI2，由左手定则可判断出安培力方向向上；线框下边所在处的

17、磁感应强度大小为B2=k ，所受安培力的大小为F2= B2IL=kI2，由左手定则可判断出安培力方向向下；若F1= F2+mg，则加速度为零，选项A正确。若F1(F2+mg)，则加速度方向向上，由F1-(F2+mg)=ma，解得a= -g，选项C正确B错误。若F1(F2+mg)，则加速度方向向下，由 (F2+mg) -F1=ma，解得a=g- ，选项D错误。13.如图所示，将一个半径为R的导电金属圆环串联接入电路中，电路的电流强度为I，接入点a、b是圆环直径上的两个端点，流过圆弧abc和adc的电流相等金属圆环处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与圆环所在平面垂直则金属圆环受到的安培力为（

18、）A0 BBIR. C2BIR. D2BIR.【参考答案】C【名师解析】acb段与acb段圆弧的电流方向均向右，由电路知识知，其电流大小为I/2。acb段圆弧所受的安培力，F=B I/2L，L是指导线首尾相连的直线的长度，故acb段受的安培力为F=B I/22R=BIR。 由左手定则知方向向上；同理可得adb段圆弧受的安培力大小为BIR，方向向上，金属圆环受到的安培力为两段圆弧的合力，为2BIR，选项D正确。14.在绝缘圆柱体上a、b两位置固定有两个金属圆环，当两环通有如图所示电流时，b处金属圆环受到的安培力为F1；若将b处金属圆环移到位置c，则通有电流为I2的金属圆环受到的安培力为F2。今保

19、持b处金属圆环位置不变，在位置c再放置一个同样的金属圆环，并通有与a处金属圆环同向、大小为I2的电流，则在a位置的金属圆环受到的安培力()A.大小为|F1F2|，方向向左B.大小为|F1F2|，方向向右C.大小为|F1F2|，方向向左D.大小为|F1F2|，方向向右【参考答案】C【名师解析】b处金属圆环受到的安培力F1即为两圆环间相互作用的安培力，由于电流方向相反，安培力为斥力，因此a处金属圆环同时也受到大小为F1、方向向左的安培力；当b处圆环移到位置c时，F2也向左，且F1F2；若在c位置再放一个金属圆环，电流大小为I2而方向与I1相同，则c处电流对a处金属圆环的安培力大小为F2，方向向右。

20、所以a处金属圆环受到的安培力大小为|F1F2|，方向向左，C项正确。15.如图所示，条形磁铁放在光滑斜面上，用平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡，A为水平放置的直导线的截面，导线中无电流时磁铁对斜面的压力为FN1；当导线中有垂直纸面向外的电流时，磁铁对斜面的压力为FN2，则下列关于磁铁对斜面的压力和弹簧的伸长量的说法中正确的是()A.FN1FN2，弹簧的伸长量减小B.FN1FN2，弹簧的伸长量减小C.FN1FN2，弹簧的伸长量增大D.FN1FN2，弹簧的伸长量减小【参考答案】C【名师解析】在题图中，由于条形磁铁的磁感线是从N极出发到S极，所以可画出磁铁在导线A处的一条磁感线，其方向是斜向左下方的，导线A中的电流垂直纸面向外时，由左手定则可判断导线A必受斜向右下方的安培力F，由牛顿第三定律可知磁铁所受作用力F的方向是斜向左上方，所以磁铁对斜面的压力减小，即FN1FN2。同时，F有沿斜面向下的分力，使得弹簧弹力增大，可知弹簧的伸长量增大，所以选项C正确。