高中物理选修3-1《3.4通电导线在磁场中受到的力》测试卷解析版

高中物理选修3-1《3.4通电导线在磁场中受到的力》测试卷解析版

一.选择题（共36小题）

1.如图所示，一个半径为R的导电圆环与一个轴向对称的发散磁场处处正交，环上各点的

磁感应强度B大小相等，方向均与环面轴线方向成e角（环面轴线为竖直方向），若导

线环上载有如图所示的恒定电流I,则下列说法正确的是（）

A.导电圆环所受安培力方向竖直向下

B.导电圆环所受安培力方向竖直向上

C.导电圆环所受安培力的大小为2BIR

D.导电圆环所受安培力的大小为2TTBIR

【分析】先据矢量的分解将磁感应强度分解为水平方向和竖直方向；由左手定则判断环

所受安培力方向，由安培力公式求出环所受安培力大小

解：AB、把磁感应强度分解为水平分量与竖直分量，竖直方向的磁场对环形电流的安培

力为零，由左手定则可知，水平方向的磁场对电流的安培力竖直向上，即导电圆环所受

安培力竖直向上，故A错误，B正确；

CD、把磁感应强度分解为水平分量与竖直分量，竖直方向的磁场对环形电流的安培力为

零，那么水平磁场对电流的安培力F=B"I・2nR=^nBIRsinO,故CD错误；

故选：Bo

【点评】考查左手定则的内容，利用左手定则判断出安培力的方向，掌握安培力表达式,

及理解力的分解法则，注意立体图转化为平面图，常规题

2.如图所示，PQ、MN是放置在水平面内的光滑导轨，GH是长度为L、电阻为r的导体棒,

其中点与一端固定的轻弹簧连接，轻弹簧的劲度系数为k。导体棒处在方向向下、磁感应

强度为B的匀强磁场中。图中E是电动势为E、内阻不计的直流电源，电容器的电容为

C.闭合开关，待电路稳定后，下列选项正确的是（）

第1页共37页

A.导体棒中电流为一?一

Rz+r+R]

B.轻弹簧的长度增加.,BLE

k(r+Rj)

c.轻弹簧的长度减少，BLE

k(r+R2)

D.电容器带电量为_L_Cr

r+Rj

【分析】当电路稳定后电容器相当于断路，根据欧姆定律求出导体棒中的电流；运用平

衡条件可计算出弹簧的形变量；

电容器两端的电压等于和它并联支路上的电阻所分到的电压，再利用公式Q=CU可以求

出电容器的带电量。

解：A、根据闭合电路欧姆定律可得：导体棒中电流.故A错误；

%+r

BC、由左手定则知导体棒受的安培力向左，则弹簧长度减少，由平衡条件：BIL=kAx,

代入I的数值。可得：&二/BLE故BC错误；

A'k(Ri+r)

D、电容器上的电压等于导体棒两端的电压，根据公式、=(21；可得：电容器带电量为

Q=CU=ECr.故D正确。

r+R[

故选：D。

【点评】本题考查的知识点是：力的平衡条件、安培力知识和电路问题，同时要注意含

电容的电路中电容器两端电压的确定方法。

3.如图所示，质量为m、长为L的导体棒电阻为R,初始时静止于光滑的水平轨道上，电

源电动势为E,内阻不计。匀强磁场的磁感应强度为B,其方向与轨道平面成。角斜向

上方，开关闭合后导体棒开始运动，则()

第2页共37页

B.M

1

N

A.导体棒向左运动

B.开关闭合瞬间导体棒MN所受安培力为理

R

C.开关闭合瞬间导体棒MN所受安培力为BELsin日

R

D.开关闭合瞬间导体棒MN的加速度为理

inR

【分析】根据左手定则来确定通电导线的安培力的方向，闭合电路欧姆定律与安培力公

式结合可求出其力的大小，最后由牛顿第二定律来确定导体棒瞬间的加速度。

解：A、开关闭合，由左手定则可知，磁感线穿过掌心，则大拇指向为垂直磁感线向右，

从而导致导体棒向右运动。故A错误；

BC、当开关闭合后，根据安培力公式F=BIL,与1=£可得F=EEL,故B正确，C错

RR

误；

D、当开关闭合后，安培力的方向与导轨成90°-0的夹角，再根据力的分解可得，合

力大小，再由牛顿第二定律与安培力的大小可知，加速度a=BELsin8，故D错误；

Rm

故选:Bo

【点评】考查左手定则、闭合电路欧姆定律、牛顿第二定律、安培力的大小公式及力的

分解，注意左手定则与右手定则的区别。同时注意安培力的方向与导轨的夹角。

4.研究磁场对电流作用的实验装置如图所示，光滑导体棒ab垂直放置在两根平行的水平金

属导轨上，闭合电键，下列判断正确的是（）

A.导体棒ab一定向右运动

B.导体棒ab一定向左运动

C.导体棒向右运动，若导体棒中的电流由a到b

D.导体棒向右运动，若导体棒中的电流由b到a

第3页共37页

【分析】导体棒ab中通以电流后，导体棒处在磁场中，根据左手定则判断出受到的安培

力，即可判断出运动方向

解：A、导体棒处在磁场中，由于导体棒中的电流方向未知，故无法判断ab棒的运动方

向，故AB错误；

C、若电流为由a到b,根据左手定则可知，导体受力向左，故导体应向左运动，故C错

误；

D、若导体棒中的电流由b到a,根据左手定则可知受到的安培力向右，故向右运动，故

D正确；

故选：D。

【点评】本题主要考查了左手定则的应用，关键是抓住判断安培力与电流的方向有关.

5.如图所示，一根有质量的金属棒MN,两端用细软导线连接后悬挂于a、b两点.棒的中

部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N,此时悬线上

有拉力，为了使拉力等于零，可以（）

A.适当减小磁感应强度B.使磁场反向

C.适当增大电流强度D.使电流反向

【分析】通电导线在磁场中的受到安培力作用，由公式F=BIL求出安培力大小，由左手

定则来确定安培力的方向.

解：棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N,

根据左手定则可得，安培力的方向竖直向上，由于此时悬线上有拉力，为了使拉力等于

零，则安培力必须增加。所以适当增加电流强度，或增大磁场

故选：C«

【点评】学会区分左手定则与右手定则，前者是判定安培力的方向，而后者是判定感应

电流的方向.

6.通电直导线放在匀强磁场中，磁感应强度B的方向如图所示。“⑤”表示导线中电流I

的方向垂直于纸面向里，“。”表示导线中电流I的方向垂直于纸面向外。图中标出了导

线所受安培力F的方向，其中正确的是（）

第4页共37页

【分析】左手定则的内容：伸开左手，使大拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在

同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向

就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。根据左手定则的内容判断安培力的方向。

解：A、A选项电流方向垂直纸面向里，磁场水平向左，根据左手定则，安培力方向竖直

向上。故A错误，B正确。

C、C选项电流方向垂直纸面向外，磁场水平向左，根据左手定则，安培力方向竖直

向下。故C、D错误。

故选：B»

【点评】解决本题的关键掌握左手定则判定安培力的方向。

7.如图所示，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，

棒中通以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为仇如果仅改变下列某一

个条件，。角的相应变化情况是（）

A.两悬线等长变短，。角变大

B.棒中的电流变大，。角变大

C.金属棒质量变大，。角变小

D.磁感应强度变大，。角变小

【分析】对通电导线受力分析，求出夹角的关系表达式，然后根据表达式分析答题。

解：导体棒受力如图所示，tane=-L=%；

mgmg

A、两悬线等长变短，此时受力不变，则8角不变，故A错误；

第5页共37页

B、棒中电流I变大，安培力变大，可知。角变大，故B正确;

C、金属棒质量变大，。角变小，故C正确；

D、磁感应强度变大，。角变大，故D错误；

故选：Bo

【点评】本题考查安培力以及共点力平衡条件的应用，关键是对金属棒进行受力分析、

应用平衡条件，根据安培力公式分析即可正确解题。

8.将一长度为10cm的通电直导线垂直放入某一匀强磁场中，导线中通入电流为2A,此匀

强磁场的磁感应强度大小为2T,则通电直导线受到的安培力大小为()

A.F=0.2NB.F=0.4NC.F=2ND.F=40N

【分析】已知导线和磁场相互垂直，根据安培力公式F=BIL即可求出安培力的大小。

解：由题意可知，B与I相互垂直，导线长度L=10cm=0.1m；

则安培力为：F=BIL=2X2X0.1=0.4N»

故B正确，ACD错误。

故选:Bo

【点评】安培力的大小：(1)当磁感应强度B的方向与导线方向成。角时，F=BILsin0；

(2)当磁场和电流垂直时，安培力最大，为F=BIL；(3)当磁场和电流平行时，安

培力等于零。

9.如图所示，在倾角为a的光滑斜面上，放置一根长为L,质量为m的导体棒.在导体棒

中通以电流I时，欲使导体棒静止在斜面上，下列外加匀强磁场的磁感应强度B的大小

和方向正确的是()

第6页共37页

A.B=mgW，方向沿斜面向上

IL

B.8=晔馍0,方向垂直斜面向下

IL

C.B=mgtanQ,方向竖直向下

IL

D.B=mg"吧方向竖直向上

IL

【分析】通电导线在磁场中的受到安培力作用，由公式F=BIL求出安培力大小，由左手

定则来确定安培力的方向

解：A、方向沿斜面向上，受到的安培力垂直与斜面向下，不可能处于静止状态，故A

错误；

B、外加匀强磁场的磁感应强度B的方向垂直斜面向下，则沿斜面向下的安培力、支持

力与重力，所以棒不可能处于平衡状态，故B错误；

C、外加匀强磁场的磁感应强度B的方向竖直向下，则水平向左的安培力、支持力与重

力，所以棒不可能处于平衡状态，故C错误；

D、外加匀强磁场的磁感应强度B的方向竖直向上，则水平向右的安培力、支持力与重

力，处于平衡状态，则大小B=mg^J；故D正确；

故选：D。

【点评】学会区分左手定则与右手定则，前者是判定安培力的方向，而后者是判定感应

电流的方向

10.如图所示，一根有质量的金属棒MN,两端用细软导线连接后悬挂于a、b两点.棒的

中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N,此时悬线

上有拉力，为了使拉力等于零，可（）

aUhq

A/1------------------'N

福

A.适当减小磁感应强度B.使磁场反向

C.适当增大电流强度D.使电流反向

【分析】通电导线在磁场中的受到安培力作用，由公式F=BIL求出安培力大小，由左手

定则来确定安培力的方向.

解：棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N,

第7页共37页

根据左手定则可得，安培力的方向竖直向上，由于此时悬线上有拉力，为了使拉力等于

零，则安培力必须增加。所以适当增加电流强度，或增大磁场；

而使电流或磁场反向时，只能使安培力反向，拉力将一定增大；故只有C正确，ABD错

误；

故选：C»

【点评】本题考查安培力在共点力平衡中的应用；要学会区分左手定则与右手定则，前

者是判定安培力的方向，而后者是判定感应电流的方向.

11.在下面四个图中，标出了磁场的方向、通电直导线中电流I的方向，以及通电直导线所

受安培力F的方向。其中正确的是（）

【分析】根据左手定则，让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所

指的方向就是导线受的安培力的方向。

解：根据左手定则可得，

A、图中安培力的方向是向下的，故A错误；

B、图中电流的方向和磁场方向平行，不受安培力的作用。故B错误；

C、图中安培力的方向是竖直向下的，故C正确；

D、图中安培力的方向是垂直向外的，故D错误。

故选：Co

【点评】根据左手定则直接判断即可，比较简单。

12.如图所示，在匀强磁场中放置通有相同电流的三条导线甲、乙、丙，三条导线的形状不

同，但每条导线的两端点间的距离相同，且导线均与磁场方向垂直，关于三条导线所受

磁场力合力大小的比较，下列说法中正确的是（）

第8页共37页

XXXXXXXXX

BOD

XL^,JX

X・・•・x

/

XXXXXXXXX

甲乙丙

A.甲导线受力最大B.乙导线受力最大

C.丙导线受力最大D.三条导线受力一样大

【分析】将电流分成n段，将每一段电流元IL沿着水平和竖直方向正交分解，水平分量

相等，竖直分量的合矢量为零，在结合安培力公式分析即可.

解：采用微元法，将电流分成n段，将每一段电流元IL沿着水平和竖直方向正交分解,

水平分量相等，竖直分量的合矢量为零，故安培力的大小相同。

故选：D。

【点评】本题关键是采用微元法分析，本题的结果可以作为结论记住，基础问题.

13.一根长为0.4m的电流为2A的通电导线，放在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中，受到

的安培力大小不可能是（）

A.0.6NB.0.4NC.0.2ND.0

【分析】当通电导线与磁场垂直时，导线所受的磁场力最大；当导线与磁场平行时，导

线所受磁场力最小.由安培力公式求出导线所受磁场力的范围再选择.

解：当通电导线与磁场垂直时，导线所受的磁场力最大，为：

Fmax=BIL=0.5X2X0.4N=0.4N

当导线与磁场平行时，导线所受磁场力最小为零。

则导线所受磁场力的范围为0〜0.4N。

故BCD可能，A不可能。

本题选择不可能的，故选：Ao

【点评】本题只要掌握安培力大小的计算公式F=BILsina,就能正确解答，基本题.

14.下列各图中，正确的是（)

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XXXX•♦•_•

/♦Bv\B

XXXx：.心

XXXX一,/

C.XXXXD.••••

【分析】AB、通电导线周围存在磁场，根据右手螺旋定则可判定电流方向与磁场方向的

关系；

CD、带电粒子在磁场中运动时受到洛伦兹力方向根据左手定则判断，由磁感线方向确定

手心方向，由电荷运动方向确定四指指向，由大拇指指向来判断洛伦兹力的方向.

解：A、伸开右手，大拇指所指电流的方向，即垂直纸面向外，弯曲的四指则指磁场方向，

即逆时针方向，故A错误；

B、伸开右手，弯曲的四指为电流的方向，大拇指则所指磁场方向，所以磁场方向应该向

右，故B错误；

C、根据左手定则，磁感线垂直纸面向里穿过手心，四指指向正电荷运动的反方向向右，

大拇指指向洛伦兹力的方向，判断出来洛伦兹力垂直纸面向上，故C正确；

D、根据左手定则，磁感线向外穿过手心，四指指向负电荷运动的反方向向上，大拇指指

向洛伦兹力的方向，判断出来洛伦兹力向左，故D错误；

故选：C,

【点评】通电螺线管外部磁感线是从N极到S极，而内部磁感线是从S极到N极.磁感

线是不相交，但闭合.磁感线某点的切线方向表示磁场方向.注意线的绕向决定四指的

方向.同时注意通电直导线时大拇指所指的是电流方向，而环形导线时，弯曲四指所指

的是电流方向；

本题还考查基本定则的运用能力.运用左手判断洛伦兹力方向时，要注意四指指向正电

荷的运动方向或负电荷运动的反方向.

15.在赤道上空，水平放置一根通以由西向东的电流的直导线，则此导线（）

A.受到竖直向下的安培力B.受到竖直向上的安培力

C.受到由南向北的安培力D.受到由西向东的安培力

【分析】赤道上空地磁场的方向由南向北，根据左手定则判断通电导线所受的安培力方

向。

解：赤道上空地磁场的方向由南向北，根据左手定则：伸开左手，拇指与手掌垂直且共

面，磁感线向北穿过手心，则手心朝南。四指指向电流方向，则由西向东，拇指指向安

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培力方向：竖直向上。

故选：B»

【点评】本题考查左手定则的应用能力，关键要了解地磁场的分布情况：地磁场的北极

在地球的南极附近，地磁场的南极在地球的北极附近。

16.图中B表示磁感强度，I表示通电长直导线中的电流，F表示磁场对导线的作用力.它

们三者的方向间的关系，正确的是（）

XBXxx

X-XIXkX

D.xx1*xx

【分析】根据图示电流、磁场、力的方向,应用左手定则分析答题.

解：A、由左手定则可知，电流所受安培力竖直向上，磁感强度、电流、安培力三者间的

方向关系正确，故A正确；

B、根据图示由左手定则可知，安培力水平向左，图示磁感强度、电流、安培力三者间的

方向关系错误，故B错误；

C、根据图示由左手定则可知，安培力竖直向下，图示磁感强度、电流、安培力三者间的

方向关系错误，故C错误；

D、根据图示由左手定则可知，安培力水平向左，图示磁感强度、电流、安培力三者间的

方向关系错误，故D错误;

故选:Ao

【点评】本题考查了左手定则的应用，掌握左手定则并灵活应用，即可正确解题.

17.如图所示，一带负电的粒子（不计重力）进入磁场中，图中的磁场方向、速度方向及带

电粒子所受的洛仑兹力方向标示正确的是（）

第11页共37页

XXXX

xxx

J・I•巴

Xo]XXvx.

C.JxixxxD.•・・/

【分析】因带电粒子是带负电的，所以应用左手定则时，四指所指的方向与运动方向相

反.应用左手定则可判断个选项的正误.

解：

A、带负点的粒子向右运动，掌心向外，四指所指的方向向左，大拇指所指的方向是向下,

选项A错误。

B、带负点粒子的运动方向与磁感应线平行，此时不受洛伦兹力的作用。选项B错误。

C、带负点的粒子向右运动掌心向外，四指所指的方向向左，大拇指所指的方向是向下，

选项C正确。

D、带负电的粒子向上运动，掌心向里四指应向下，大拇指的方向向左，选项D错误。

故选：C»

【点评】在应用左手定则时，首先要判断运动的带电粒子所带的电性，若是正电，四指

的方向与粒子运动方向一致，若是负电，四指所指的方向与粒子的运动方向相反.此处

是非常容易出错的.

18.将通电直导线放入磁场中，电流方向、磁场方向及导线的受力方向如图所示，其中错误

的是（）

XXXX.............................

XXnxX.QjZ不.

x■反..

C.*xX&D......................B.

【分析】通电导线在磁场中受安培力作用，由左手定则可以判断安培力的方向；

左手定则内容：伸开左手，拇指与手掌垂直且共面，磁感线穿过手心，四指指向电流方

向，大拇指所指的方向就是安培力的方向.

解：A、如图所示，磁场与电流方向平行，不受安培力作用，故A错误；

B、如图所示，由左手定则可知，安培力垂直于磁感线（导线）竖直向下，故B正确；

C、如图所示，由左手定则可知，安培力水平向右，故C正确；

D、如图所示，由左手定则可知，安培力垂直于导线斜向右上方，故D正确；

第12页共37页

本题选择错误的，故选：A»

【点评】左手定则中涉及物理量及方向较多，在应用过程中容易出现错误，要加强练习,

增加熟练程度.判断通电导线的安培力方向，既要会用左手定则，又要符合安培力方向

的特点：安培力方向既与电流方向垂直，又与磁场方向垂直.

19.下面的各图显示了磁场对通电直导线的作用力.其中正确的是（）

B

A.

C.

【分析】根据左手定则来判断即可，让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向,

这时拇指所指的方向就是导线受的安培力的方向.

解：A、磁场向上，电流向里，根据左手定则可得，安培力的方向水平向右，所以A错

、口

妖；

B、磁场向左，电流向外，根据左手定则可得，安培力的方向向下，所以B错误；

C、磁场向里，电流向左，根据左手定则可得，安培力的方向向下，所以C正确；

D、磁场向外，电流向外，它们的方向相同，不受安培力的作用，所以D错误。

故选：Co

【点评】掌握住左手定则的内容，直接判断即可，比较简单，同时要注意与右手定则的

区别，注意磁场方向、电流方向以及安培力的方向之间的关系.

20.一段直导线悬挂在蹄形磁铁的两极间，通以如图所示的电流后，该直导线所受安培力的

方向是（）

A.向上B.向下C.向左D.向右

第13页共37页

【分析】通电直导线在磁场中受到的安培力方向利用左手定则判断.让磁感线穿过左手

手心，四指指向电流方向，拇指指向安培力方向.

解：根据左手定则：伸开左手，拇指与手掌垂直且共面，磁感线穿过掌心，四指指向电

流方向，则大拇指的方向指向右，则安培力的方向向右，故A、B、C错误，D正确。

故选：D。

【点评】左手定则中涉及物理量及方向较多，在应用过程中容易出现错误，要加强练习，

增加熟练程度.

21.某同学画的表示磁场B、电流I和安培力F的相互关系如图所示，其中正确的是（）

【分析】熟练应用左手定则是解决本题的关键，在应用时可以先确定一个方向，然后逐

步进行，如可先让磁感线穿过手心，然后通过旋转手，让四指和电流方向一致或让大拇

指和力方向一致，从而判断出另一个物理量的方向，用这种程序法，防止弄错方向。

解：根据左手定则可知，A图中安培力方向应该向下，B图中安培力应该垂直于磁场斜

向下，C图中磁场方向和电流方向在同一直线上，不受安培力作用，D图中安培力方向

斜向左下方垂直于电流方向，故ABC错误，D正确。

故选：D。

【点评】左手定则中涉及物理量及方向较多，在应用过程中容易出现错误，要加强练习，

增加熟练程度。

22.如图所示，表示磁场对直线电流的作用，其中不正确的是（）

第14页共37页

【分析】磁场对直线电流的作用称为安培力，用左手定则判断方向.将四个选项逐一代

入检验，选择符合题意的选项.

解：A、伸开左手，拇指与手掌垂直且共面，磁感线向里穿过手心，则手心朝外。四指指

向电流方向：斜向右上方，拇指指向安培力方向：斜向左上方。根据左手定则判断可知

是正确的。故A正确。

B、伸开左手，拇指与手掌垂直且共面，磁感线向外穿过手心，则手心朝里。四指指

向电流方向：向右，拇指指向安培力方向：向下。根据左手定则判断可知是正确的。故

B正确。

C、伸开左手，拇指与手掌垂直且共面，磁感线向右穿过手心，则手心朝左。四指指

向电流方向：向里，拇指指向安培力方向：向下。根据左手定则判断可知是不正确的。

故C错误。

D、伸开左手，拇指与手掌垂直且共面，磁感线向上穿过手心，则手心朝下。四指指

向电流方向：向外，拇指指向安培力方向：向左。根据左手定则判断可知是正确的。故

D正确。

本题选错误的，故选C

【点评】通电直导线在磁场中受到的安培力方向利用左手定则判断.对于左手定则的应

用，要搞清两点：一是什么时候用；二是怎样用.

23.如图所示的下列各图中，表示通电直导线在匀强磁场中所受磁场力的情况，其中磁感应

强度B、电流I、磁场力F三者之间的方向关系不正确的是（）

.XX/X

.rxxx

Bx

C._D.x&xxx

【分析】本题考查左手定则的应用，正确掌握左手定则的内容即可顺利判出.

解：左手定则的内容为伸开左手，让四指与大拇指相互垂直，磁场垂直穿过掌握，四指

指向电流方向，大拇指所指的方向为电流受力的方向；

根据左手定则判断受力方向：

A、受力向左，故A中关系错误；

第15页共37页

B、受力向右，故B中关系正确；

C、受力向上，故C中关系正确；

D、受力垂直于电流向上，故D中关系正确；

本题选不正确的，故选A。

【点评】本题需要掌握左手定则的内容，同时还要注意图中符号的含义，正确掌握电流

及磁场的方向.

24.电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图所示，利用这种装置可以把质量为m=2.0g

的弹体（包括金属杆EF的质量）加速到4km/s,若这种装置的轨道宽为d=2m,长L=

100m,电流I=10A,轨道摩擦不计且金属杆EF与轨道始终接触良好，则下列有关轨道

间所加匀强磁场的磁感应强度和磁场力的最大功率结果正确的是（）

8

A.B=18T,Pm=1.08X10WB.B=8T,Pm=6.4Xlo5w

66

C.B=18T,Pm=2.16X10WD.B=0.6T,Pm=3,6X10W

【分析】金属杆受到安培力作用，做加速运动，使弹体获得了速度，根据动能定理和安

培力公式求解匀强磁场的磁感应强度，根据功率公式求出磁场力的最大功率。

解：对弹体，由动能定理得：BldL=.l-mv2-0,

代入数据解得：B=8T,

磁场力的最大功率：P=BIdv=8X10X2X4X103=6.4Xio5w,故B正确，ACD错误；

故选:B,

【点评】本题安培力是恒力，涉及到力空间的累积效应，运用动能定理研究是常用的思

路，注意安培力作用下位移大小是轨道的长度，不是宽度，同时单位的换算

25.在某一匀强磁场中，通以电流3A、长0.2m的一根直导线，与磁场垂直放置时受到的安

培力是6X10-2N,则（）

A.匀强磁场的磁感应强度大小为10一31

B.匀强磁场的磁感应强度大小为10T

C.如果该导线的长度和电流都减小一半，则该导线受到的安培力大小仍为6义10

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D.如果该导线的长度和电流都减小一半，则该导线受到的安培力大小为1.5X10-2N

【分析】当电流和磁场的方向垂直的时候，安培力最大，最大值为F=BIL,根据安培力

的公式来计算磁感应强度的大小.

解：AB、电流3A、长0.2m,与磁场垂直放置时受到的安培力是6X10-2^

所以磁感应强度的大小B=6X10-2=0.1T,所以AB错误；

3X0.2

CD、如果该导线的长度和电流都减小一半，则该导线受到的安培力大小为F=BIL=0.l

X0.1X1.5N=1.5X10-2N,所以C错误，D正确。

故选：D。

【点评】本题是安培力的分析和计算问题.安培力大小的一般计算公式是F=BILsina,a

是导体与磁场的夹角，当B、1、L互相垂直的时候安培力最大为F=BIL.

26.关于磁电式电流表，下列说法错误的是（）

A.磁电式电流表是根据通电线圈在磁场中受安培力的作用而制成的

B.磁电式电流表的优点是灵敏度高，可以测出很弱的电流

C.根据磁电式电流表的指针偏转方向，可以知道被测电流的方向

D.磁电式电流表内部的蹄形磁铁和铁芯间的磁场是匀强磁场，安培力的方向与线圈平面

垂直，故其表盘的刻度是均匀的

【分析】首先分析出其制成原理，即通电线圈在磁场中受力转动，线圈的转动可以带动

指针的偏转；然后找出与电流表的原理相同的选项即可.同时由左手定则来确定安培力

的方向.

解：A、C、电流表由于蹄形磁铁和铁芯间的磁场是辐向均匀分布的，因此不管铜电线圈

转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行。

因此，磁力矩与线圈中电流成正比（与线圈位置无关）。当铜电线圈转动时，螺旋弹簧将

被扭动，产生一个阻碍线圈转动的阻力矩，其大小与线圈转动的角度成正比，当磁力矩

与螺旋弹簧中的阻力矩相等时，线圈停止转动，此时指针偏向的角度与电流成正比，故

电流表的刻度是均匀的。当线圈中的电流方向改变时，安培力的方向随着改变，指针的

偏转方向也随着改变，所以，根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向。故A正

确，C正确；

B、磁电式电流表的优点是灵敏度高，可以测出很弱的电流，故B正确；

D、蹄形磁铁和铁芯间的磁场是辐向均匀分布的，不是匀强磁场，故D错误；

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本题选错误的，故选D。

【点评】在学过的测量工具或设备中，每个工具或设备都有自己的制成原理；对不同测

量工具的制成原理，是一个热点题型，需要重点掌握.

27.如图所示，环形导线中通有顺时针方向的电流I,则该环形导线中心处的磁场方向为

()

A.水平向右B.水平向左

C.垂直于纸面向里D.垂直于纸面向外

【分析】由右手螺旋定则可判断电流周围磁场的分布。

解：图中电流为环形电流，由右手螺旋定则可得：弯曲四指指向电流方向，大拇指方向

为内部磁场方向，所以内部磁场应垂直于纸面向里。

故选：Co

【点评】右手螺旋定则在应用过程中容易出现错误，要加强练习，增加熟练程度。

28.有a、b、c、d四个小磁针，分别放置在通电螺线管的附近和内部。当小磁针静止时，

小磁针指向如图所示，其中是正确的()

【分析】利用安培定则判断出通电螺线管周围磁场方向，注意螺线管内部和外部磁场方

向不同，然后根据小磁针静止时N极所指的方向和磁感线的方向一致，从而判断出小磁

针静止时方向。

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解：根据安培定则可知通电螺线管N极在右端，因此右侧磁场方向水平向右，小磁针c

位置不对；上方磁场方向水平向左，所以小磁针d位置正确；左侧水平向右，a位置不对；

内部水平向右，b位置不对，故ABC错误，D正确。

故选：D。

【点评】本题比较简单，考查了通电螺线管周围磁场方向，注意磁感线是闭合曲线，外

部从N极到S极，内部从S极到N极。

29.如图，与纸面垂直的两互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点，并通有大小相等、

方向相反的电流。a、O、b在M、N的连线上，0为MN的中点，c、d位于MN的中垂

线上，且a、b、c、d到0点的距离均相等。关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是

()

M",N

A.a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相同

B.c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相反

C.O点处的磁感应强度为零

D.五个点中只有a、b、。三点的磁感应强度方向相同

【分析】根据右手螺旋定则确定两根导线在a、b、c、d四点磁场的方向，根据平行四边

形定则进行合成。

解：A、M在a处产生的磁场方向竖直向下，在b处产生的磁场方向竖直向下，N在a

处产生的磁场方向竖直向下，b处产生的磁场方向竖直向下，根据场强的叠加知，a、b

两点处磁感应强度大小相等，方向相同。故A正确。

B、M在c处产生的磁场方向垂直于cM偏下，在d出产生的磁场方向垂直dM偏下，N

在c处产生的磁场方向垂直于cN偏下，在d处产生的磁场方向垂直于dN偏下，根据平

行四边形定则，知c处的磁场方向竖直向下，d处的磁场方向竖直向下，且合场强大小相

等。故B错误。

C、根据右手螺旋定则，M处导线在。点产生的磁场方向竖直向下，N处导线在。点产

生的磁场方向竖直向下，合成后磁感应强度不等于0.故C错误。

D、由以上的分析可知，图中五个点磁感应强度的方向都是向下，方向相同。故D错误。

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故选：Ao

【点评】解决本题的关键掌握右手螺旋定则判断电流与其周围磁场方向的关系，会根据

平行四边形定则进行合成。

30.有四条垂直于纸面的长直固定导线。电流方向如图所示，其中abc三条导线到d导线的

距离相等，三条导线与d的连线互成120度角。四条导线的电流大小为都为I,其中a导

线对d导线的安培力为F.现突然把c导线的电流方向改为垂直于纸面向外，电流大小不

变。此时d导线所受安培力的合力为（）

专

I

必

■•

A.0B.FC.V3FD.2F

【分析】依据左手定则，即可判定异向电流相斥，结合矢量的合成法则，及三角知识，

即可求解.

解：a导线对d导线的安培力为F,三条导线与d的连线互成120。，因此在c导线的电

流方向改变之前，d导线所受安培力的合力为零；

当c导线的电流方向改变之后，则有：a、b导线对d导线的安培力夹角为120。，大小

为E因此此两个安培力的合力为F,方向指向c导线，

而c导线对d导线的安培力大小为F,方向指向c导线，那么此时三导线对d导线所受安

培力的合力为2F,故ABC错误，D正确；

故选：D。

【点评】考查矢量的合成法则内容，掌握同向电流相吸，异向电流相斥的应用，理解左

手定则的运用，同时与右手定则的区别.

31.在做“奥斯特实验”时，下列操作中现象最明显的是（）

A.沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的延长线上

B.沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的正下方

C.电流沿南北方向放置在磁针的正上方

D.电流沿东西方向放置在磁针的正上方

【分析】根据地磁场的方向，小磁针静止时，南北指向，当通电后，发生转动，即可确

定电流周围存在磁场，从而即可求解。

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解：小磁针，只有地磁场的作用下，处于南北方向，

A、当使磁针在导线的延长线上时，没有磁场作用，故现象不明显，故A错误；

B、当沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的正下方，若电流的方向沿东西方向，由右手

螺旋定则可知，小磁针不会转动，故B错误；

C、当导线沿南北方向放置在磁针的正上方，可知，小磁针会向东西方向偏，故C正确；

D、当沿东西方向放置在磁针的正上方，仍不会偏转，故D错误；

故选：Co

【点评】考查地磁场的方向，掌握小磁针静止时，能确定磁场的方向，注意通电导线产

生磁场使得小磁针偏离原来的方向是解题的关键。

32.长直导线AB附近有一带电的小球，由绝缘细线悬挂在M点，当AB中通以如图所示

的恒定电流时，下列说法正确的是（）

A.小球不受磁场作用

B.小球受磁场力作用，方向与导线垂直指向纸外

C.小球受磁场力作用，方向与导线垂直向左

D.小球受磁场力作用，方向与导线垂直指向纸里

【分析】通电直导线周围存在磁场，当带电小球静止，或速度方向与磁场方向平行时，

不受洛伦兹力作用.

解：根据右手螺旋定则知，小球所处的磁场方向垂直纸面向里，但是小球处于静止状态,

不受洛伦兹力作用。故A正确，B、C、D错误。

故选:Ao

【点评】解决本题的关键知道带电微粒处于静止或速度的方向与磁场的方向平行时，不

受洛伦兹力.

33.欧姆在探索通过导体的电流和电压、电阻关系时，因无电源和电流表，他利用金属在冷

水和热水中产生电动势代替电源，用小磁针的偏转检测电源，具体做法是在地磁场作用

下在水平静止的小磁针上方，平行于小磁针水平放置一直导线，当该导线中通有电流时,

小磁针会发生偏转；当通过该导线电流为I时，小磁针偏转了30°,问当他发现小磁针

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偏转了60°,通过该直导线的电流为（直导线在某点产生的磁场与通过直导线的电流成

正比（）

A.21B.31C.ID.无法确定

【分析】本题磁场的合成，磁感应强度为矢量，合成时遵循平行四边形定则.

解：当通过电流为I,根据题意可知：地磁场、电流形成磁场、合磁场之间的关系为:

BH

Rb合

当夹角为30°时，有：Bi=kI=B地tan30°①

当夹角为60°时，有B2=kli=Bjfttan60°②

由①②解得：h=3L故ACD错误，B正确。

故选：Bo

【点评】本题要明确磁感应强度是矢量，合成的法则是平行四边定则，能顺利应用平行

四边形定则解决问题.

34.两个相同的圆形扁平线圈，能在一个光滑绝缘的圆柱体上自由滑动，设大小不同的电流

按图中所示的方向分别通入两个线圈，则两线圈的运动情况是（）

A.都绕圆柱体转动

B.彼此相向平动，且电流大的加速度的值较大

C.彼此背向平动，且电流大的加速度的值较大

D.彼此相向平动，且具有相同的加速度值

【分析】本题的关键是明确两电流间的相互作用规律“同相电流相互吸引，异向电流相

互排斥”，并结合牛顿第三定律和牛顿第二定律即可求解.

解：根据电流间相互作用规律“同向电流相互吸引，异向电流相互排斥”可知，两圆环

应相互吸引，即彼此相向运动，再根据牛顿第二定律和牛顿第三定律可知，两圆环的加

速度大小相等，所以D正确，ABC错误。

故选：D。

【点评】要熟记电流间相互作用规律“同向电流相互吸引，异向电流相互排斥”，并掌握

牛顿运动定律的应用，注意加速度的大小与电流大小无关.

35.如图所示，两个完全相同的线圈套在一个光滑绝缘的水平杆上，且能自由移动，若两线

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圈=中通以9大小不=等的同5向电流=，则下列判断中正确的是（）

A.都绕水平杆转动

B.以大小相等的加速度相向运动

C.以大小不等的加速度背向运动

D.无法确定其运动情况

【分析】本题的关键是明确两电流间的相互作用规律“同相电流相互吸引，异向电流相

互排斥”，并结合牛顿第三定律和牛顿第二定律即可求解.

解：根据电流间相互作用规律”通向电流相互吸引，异向电流相互排斥”可知，两圆环

应相互吸引，即彼此相向运动，再根据牛顿第二定律和牛顿第三定律可知，两圆环的加

速度大小相等，所以B正确，ACD错误。

故选：B„

【点评】要熟记电流间相互作用规律“通向电流相互吸引，异向电流相互排斥”.

36.如图所示，三根长直通电导线中的电流大小相同，通过b、d导线的电流方向为垂直纸

面向里，c导线的电流方向为垂直纸面向外，a点为b、d两点连线的中点，ac垂直bd,

且ab=ad=ac,则a点的磁场方向为（）

b（§）----------IJ-------------@d

I

I

I

d）c

A.垂直纸面向外B.垂直纸面向里

C.沿纸面由a指向bD.沿纸面由a指向d

【分析】根据右手螺旋定则判断各个电流在a点的磁场方向，根据平行四边形定则进行

合成，确定a点的磁场方向。

解：根据右手螺旋定则知，b导线在a点产生的磁场方向竖直向下，d导线在a点产生的

磁场方向竖直向上，c导线在a点产生的磁场方向水平向左。因为b、d导线在a点产生

的磁场大小相等，方向相反，所以最终的磁场方向为c导线在a点产生的磁场方向，沿

纸面由a指向b。故C正确，A、B、D错误。

故选：Co

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6c

【点评】解决本题的关键掌握右手螺旋定则判断电流周围的磁场，知道磁感应强度是矢

量，合成遵循平行四边形定则。

二.多选题（共8小题）

37.如图所示，在倾角为a的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L,质量为m的直导体

棒.在导体棒中的电流1垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，下列外加匀强磁

场的磁感应强度B的大小和方向正确的是，重力加速度为8（）

A.B=mg.出土，方向垂直斜面向上

IL

B.B=mg.注山，方向沿着斜面向下

IL

c.方向水平向左

IL

D.方向水平向右

IL

【分