2025版高考物理考点题型归纳总结（含答案）考点52　磁场及磁场对电流的作用

第十章磁场考点52磁场及磁场对电流的作用强基固本对点练知识点1安培定则的应用和磁场的叠加1.已知通电长直导线在周围空间某位置产生的磁感应强度大小与电流强度成正比，与该位置到长直导线的距离成反比．如图所示，现有通有电流大小相同的两根长直导线分别固定在正方体的两条边dh和hg上，彼此绝缘，电流方向分别由d流向h、由h流向g，则关于a、b、c、e、f五点，下列说法正确的是()A．f、a点磁感应强度相同B．c、e两点磁感应强度大小之比为2∶1C．c点磁感应强度最大D．c点磁感应强度方向与ac平行2．如图为两形状完全相同的金属环A、B平行竖直的固定在绝缘水平面上，且两圆环的圆心O1、O2的连线为一条水平线，其中M、N、P为该连线上的三点，相邻两点间的距离满足MO1＝O1N＝NO2＝O2P.当两金属环中通有从左向右看逆时针方向的大小相等的电流时，经测量可得M点的磁感应强度大小为B1、N点的磁感应强度大小为B2，如果将右侧的金属环B取走，P点的磁感应强度大小应为()A．B2－B1B．B1－eq\f(B2,2)C．B1＋eq\f(B2,2)D．eq\f(B1,3)知识点2安培力的分析和计算3.如图所示，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向斜向右上方，与水平方向的夹角为45°.一个四分之三金属圆环ab置于匀强磁场中，圆环的半径为r，圆心为O，两条半径Oa和Ob相互垂直，Oa沿水平方向，Ob沿竖直方向．c点将圆环等分为两部分，当圆环中通以电流I时，则圆环ac受到的安培力大小为()A．BIrB．eq\f(3,4)πBIrC．eq\f(1,2)BIrD．eq\f(\r(2),2)BIr4.边长L的硬轻质正三角形导线框abc置于竖直平面内，ab边水平，绝缘细线下端c点悬挂重物，匀强磁场大小为B垂直纸面向里．现将a、b接在恒定电流的正负极上，当ab边的电流强度为I，重物恰好对地无压力，则重物重力的大小为()A．BILB．2BILC．eq\f(3BIL,2)D．eq\f(2BIL,3)5.如图所示，水平导轨接有电源，导轨上固定有三根导体棒a、b、c，c为直径与b等长的半圆，长度关系为c最长，b最短，将装置置于竖直向下的匀强磁场中，在接通电源后，三根导体棒中有等大的电流通过，则三根导体棒受到的安培力大小关系为()A．Fa＞Fb＞FcB．Fa＝Fb＝FcC．Fb＜Fa＜FcD．Fa＞Fb＝Fc知识点3安培力作用下的平衡和加速问题6.如图所示，竖直平面内有三根轻质细绳，绳1水平，绳2与水平方向成60°角，O为结点，绳3的下端拴接一质量为m、长度为l的导体棒，棒垂直于纸面静止，整个空间存在竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场．现向导体棒通入方向垂直纸面向里、大小由零缓慢增大到I0的电流，可观察到导体棒缓慢上升到与绳1所处的水平面成30°角时保持静止．已知重力加速度为g.在此过程中，下列说法正确的是()A．绳1受到的拉力先增大后减小B．绳2受到的拉力先增大后减小C．绳3受到的拉力最大值为eq\r(3)mgD．导体棒中电流I0的值为eq\f(\r(3)mg,lB)7.(多选)某同学设计了一种天平，其装置如图所示．两相同的同轴圆线圈M、N水平固定，圆线圈P与M、N共轴且平行等距．初始时，线圈M、N通以等大反向的电流后，在线圈P处产生沿半径方向的磁场，线圈P内无电流且天平平衡．设从上往下看顺时针方向为正向．当左托盘放入重物后，要使线圈P仍在原位置且天平平衡，可能的办法是()A．若P处磁场方向沿半径向外，则在P中通入正向电流B．若P处磁场方向沿半径向外，则在P中通入负向电流C．若P处磁场方向沿半径向内，则在P中通入正向电流D．若P处磁场方向沿半径向内，则在P中通入负向电流培优提能模拟练8.[2024·江苏省无锡市、江阴市等四校联考]科考队进入某一磁矿区域后，发现指南针静止时，N极指向为北偏东60°，如图虚线所示．设该位置地磁场磁感应强度的水平分量为B，磁矿所产生的磁感应强度水平分量最小值为()A．eq\f(B,2)B．eq\f(\r(3)B,2)C．BD．eq\r(3)B9．[2024·陕西省延安市一模]甲是磁电式电流表的结构简图，线圈绕在一个与指针、转轴相连的铝框骨架上，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，同一圆周上磁感应强度大小处处相等，如图乙．当线圈通以如图乙所示方向电流时，下列说法正确的是()A.a、b导线所受安培力相同B．线圈将按逆时针方向(正视)转动C．换磁性更强的磁铁会增大电流表的量程D．增加线圈匝数会减小电流表的量程10.[2024·云南省昆明市三中期中考试]如图所示为一等腰直角三角形ABC，D为BC边的中点，A、B、C三点处分别有一根垂直于ABC所在平面的长直导线．当三根导线中通有大小相等，方向如图所示的电流时，D点处的磁感应强度大小为B0.仅将B点处的导线中的电流反向，D点处的磁感应强度大小为()A．B0B．eq\r(5)B0C．2B0D．eq\r(2)B011．[2023·河北省保定市部分高中模拟]如图甲所示，边长为l、质量为m的等边三角形导线框abc用绝缘细线悬挂于天花板上，bc边水平，导线框中通有沿逆时针方向、大小为I的恒定电流，线框部分处在水平虚线MN、PQ间的垂直于线框平面向外的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，MN与PQ间的距离为正三角形abc高的一半，重力加速度为g，则下列说法正确的是()A．图甲中，绝缘细线的拉力大小为mg－eq\f(1,2)BIlB．图甲中，绝缘细线的拉力大小为mg－eq\f(\r(3),2)BIlC．将匀强磁场上移到图乙中所示位置，绝缘细线的拉力会变小D．将匀强磁场上移到图乙中所示位置，绝缘细线的拉力会变大

考点52磁场及磁场对电流的作用1．答案：C解析：由对称性可知，f、a点磁感应强度大小相等，但是方向不相同，A错误；设每根直导线的电流为I，则B＝eq\f(kI,r)，若正方体棱长为L,则c点磁感应强度大小Bc＝eq\f(2kI,L)，e点磁感应强度大小Be＝eq\f(\r(2)kI,L)，大小之比为eq\r(2)∶1，B错误；a、b、c、e、f五个点中c点距离两通电导线距离都是最近的位置，且两根通电导线在c点的磁场方向相同，都沿着b→c方向，则合成后磁感应强度最大，C正确，D错误．2．答案：B解析：对于图中单个环形电流，根据安培定则，其在中轴线上的磁场方向均是向左，故M点的磁场方向也是向左的，设A环形电流在M点的磁感应强度为BAM，B环形电流在M点的磁感应强度为BBM，测量可得M点的磁感应强度大小为B1，则有B1＝BAM＋BBM，而N点的磁感应强度大小为B2，则有BAM＝eq\f(1,2)B2，将右侧的金属环B取走，P点的磁感应强度大小应为BP＝B1－eq\f(1,2)B2，B正确．3．答案：D解析：根据几何关系，可知通电圆环在磁场中的有效长度为L＝eq\r(2)r；根据安培力公式可得，圆环ab受到的安培力大小为F＝eq\r(2)BIr，又圆环ac和圆环cb所受安培力大小相等，方向相同，所以圆环ac受到的安培力大小为F′＝eq\f(F,2)＝eq\f(\r(2),2)BIr，D正确．4．答案：C解析：根据平衡条件得mg＝BIL＋eq\f(1,2)BIL，解得mg＝eq\f(3BIL,2)，C正确．5．答案：D解析：设a、b两棒的长度分别为La和Lb，c的直径为d.由于导体棒都与匀强磁场垂直，则a、b、c三棒所受安培力的大小分别为：Fa＝BILa；Fb＝BILb＝BId；c棒所受安培力与长度为d的直导体棒所受安培力的大小相等，则Fc＝BId；因为La＞d，则Fa＞Fb＝Fc，D正确．6．答案：D解析：对整体受力分析，重力大小和方向不变，绳1、2弹力方向不变，根据左手定则，安培力水平向右逐渐增大，由平衡条件得，水平方向F1＝F2cos60°＋BIl，竖直方向F2sin60°＝mg，电流逐渐变大，则F1增大、F2不变，A、B错误；当电流增大到I0时，安培力与重力的合力最大，即绳3的拉力最大，即sin30°＝eq\f(mg,F3)，最大值为F3＝2mg，C错误；对导体棒受力分析得tan30°＝eq\f(mg,BI0l)，得I0＝eq\f(\r(3)mg,Bl)，D正确．7．答案：BC解析：当左托盘放入重物后，要使线圈P仍在原位置且天平平衡，则需要线圈P需要受到竖直向下的安培力，若P处磁场方向沿半径向外，由左手定则可知，可在P中通入负向电流，故A错误，B正确；若P处磁场方向沿半径向内，由左手定则可知，可在P中通入正向电流，C正确，D错误．8．答案：B解析：磁矿所产生的磁场水平分量与图中虚线垂直时，磁矿所产生的磁感应强度水平分量最小，为B′min＝Bsin60°＝eq\f(\r(3),2)B，B正确．9．答案：D解析：由左手定则可知，a、b导线受到的安培力大小相等、方向相反，A错误；由左手定则可知，a导线受到的安培力向上，b导线受到的安培力向下，线圈按顺时针方向(正视)转动，B错误；换磁性更强的磁铁或增加线圈匝数，会使得在相同电流情况下线圈所受安培力增大，电流表的量程减小，C错误，D正确．10．答案：B解析：由安培定则可知，三根导线中的电流在D点产生的磁感应强度如图所示，由几何关系可知，A、B、C三点到D点的距离相等，三根导线中电流大小相等，因此导线中的电流在D点产生的磁感应强度大小相等，则有BA＝BB＝BC，因BB、BC大小相等，方向相反，合磁感应强度是零，因此则有BA＝B0，则有BA＝BB＝BC＝B0，将B点处的导线中的电流反向，可知B点处的导线中的电流在D点产生的磁感应强度大小不变，方向与磁感应强度BC相同，即B′B＝BC，