2022届高考物理选择题专题强化训练：磁感应强度 磁场对通电直导线的作用 安培力 左手定则(广东使用)

这是一份2022届高考物理选择题专题强化训练：磁感应强度 磁场对通电直导线的作用 安培力 左手定则(广东使用)，共13页。试卷主要包含了单项选择题，双项选择题，多项选择题等内容，欢迎下载使用。

一、单项选择题（共22小题；共88分）
1. 在图所示磁场中，ab 是闭合电路的一段导体，ab 中的电流方向为 a→b，则 ab 受到的安培力的方向为
A. 向上B. 向下C. 向里D. 向外

2. 磁场中任一点的磁场方向，规定为小磁针在该点
A. 受磁场力的方向B. N 极受磁场力的方向
C. S 极受磁场力的方向D. 受磁场力作用转动的方向

3. 磁场对电流可以产生作用力，最先发现这一现象的科学家是
A. 库仑B. 安培C. 法拉第D. 特斯拉

4. 将长为 10 cm 且通有 4 A 电流的直导线放在匀强磁场中，调整直导线的方向，其受到的磁场力总在 0 到 0.4 N 之间变化，则磁场的磁感应强度大小为
A. 3 TB. 1 TC. 0.3 TD. 0.1 T

5. 如图所示，一通电直导线与匀强磁场方向垂直，导线所受安培力的方向是
A. 向上B. 向下C. 垂直纸面向里D. 垂直纸面向外

6. 下列装置中利用电磁感应原理工作的是
A. 电动机B. 发电机C. 电磁铁D. 电磁继电器

7. 如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在条形磁铁的左上方固定一根与磁场垂直的长直导线，当导线中通以图示方向的电流时
A. 磁铁对桌面的压力减小，且受到向左的摩擦力作用
B. 磁铁对桌面的压力减小，且受到向右的摩擦力作用
C. 磁铁对桌面的压力增大，且受到向左的摩擦力作用
D. 磁铁对桌面的压力增大，且受到向右的摩擦力作用

8. 一通电直导线用细线悬挂于匀强磁场中，磁场及电流方向如图。通电导线所受安培力的方向是
A. 水平向左B. 水平向右C. 竖直向上D. 竖直向下

9. 如图所示，在“研究影响通电导体棒所受磁场力的因素”实验中，要使导体摆动的幅度增大，以下操作中可行的是
A. 减少磁铁的数量B. 增大导体棒中的电流强度
C. 改变导体棒中的电流方向D. 将磁铁更换成磁性较弱的

10. 赤道上某处有一竖直方向的避雷针，当带有正电的乌云经过避雷针的上方时，避雷针开始放电，则地磁场对避雷针的作用力的方向为
A. 正东B. 正南C. 正西D. 正北

11. 如图所示，通电导线均置于匀强磁场中，其中导线不受安培力作用的是
A. B.
C. D.

12. 图中直导线 AB 固定且定位于蹄形磁铁 N 、 S 极连线的正下方，当通以如图所示的电流瞬间，在图示位置上从上往下看，则磁铁的运动情况将
A. 逆时针转动B. 顺时针转动
C. 静止不动D. 垂直纸面朝里运动

13. 如图所示，直导线处于足够大的磁场中，与磁感线成 θ=30∘ 角，导线中通过的电流为 I，为了增大导线所受的安培力，可采取的办法是
A. 减小电流 IB. 减小直导线的长度
C. 使导线在纸面内顺时针转 30∘ 角D. 使导线在纸面内逆时针转 60∘ 角

14. 如图为通电螺线管，A 为螺线管外一点，B 、 C 两点在螺线管的垂直平分线上，则下列说法正确的是
A. 磁感线最密处为 A，最疏处为 B 处
B. 磁感线最密处为 C，最疏处为 A 处
C. 静止在 B 处和 A 处的小磁针 N 极都指向左方
D. 静止在 B 处和 C 处的小磁针 N 极都指向右方

15. 关于磁感应强度，下到说法正确的是
A. 磁感应强度越大，线圈面积越大，则穿过线圈的磁通量也越大
B. 磁感应强度的方向就是置于该点的电流元所受的安培力的方向
C. 某电流元不受安培力，说明该处磁感应强度一定为零
D. 磁感应强度的大小和方向由某点磁场本身决定，与置于该点的电流元无关

16. 蹄形磁铁上方放置一通有方向如图电流 I 的轻质直导线 ab，则 ab 运动的情况是
A. a 端转向纸外，b 端转向纸里，同时向上运动
B. a 端转向纸外，b 端转向纸里，同时向下运动
C. a 端转向纸里，b 端转向纸外，同时向上运动
D. a 端转向纸里，b 端转向纸外，同时向下运动

17. 如图所示，两条柔软的导线与两根金属棒相连，组成竖直平面内的闭合电路，且上端金属棒固定，下端金属棒自由悬垂.如果穿过回路的磁场逐渐增强，则下方金属棒可能的运动情况是
A. 向左摆动B. 向右摆动C. 向下运动D. 向上运动

18. 如图所示，有两根长均为 L，质量均为 m 的细导体棒 a，b，其中 a 被水平放置在倾角为 45∘ 的光滑绝缘斜面上，b 被水平固定在斜面的右侧，且。a 、 b 在同一水平面上保持相互平行。当两棒通以大小均为 I 的电流时，a 恰好在斜面上保持静止，重力加速度为 g，下列关于 b 棒在 a 处产生的磁场的说法中，正确的是
A. 方向一定竖直向下B. 方向一定竖直向上
C. 大小一定为 mgIL D. 大小一定为 2mg2IL

19. 如图所示，ab 、 cd 两根导体棒平行放在光滑固定水平导轨上，形成一个闭合回路，当一条型磁铁下端为 N 极，保持竖直状态，从高处下落接近回路时
A. 磁铁下落的加速度大于重力加速度
B. 导体棒与轨道构成的回路没有感应电流
C. 导体棒 ab 中的感应电流方向从 b 到 a
D. 导体棒 ab 、 cd 将受到安培力相互相靠拢

20. 用粗细均匀的电阻丝折成等边三角形框架 abc，边长为 L，每边电阻均为 R，一电动势为 E，内阻为 R 的电源与框架的两个顶点 a 、 b 相连。磁感应强度为 B 的匀强磁场与三角形框架所在的平面垂直，如图所示。则整个三角形框架受到的安培力大小为
A. 0B. 3BEL5RC. 2BEL5RD. BEL2R

21. 如图甲所示，固定的水平金属导轨足够长且电阻不计。两阻值相同的导体棒 ab 、 cd 置于导轨上，棒与导轨垂直且始终保持良好接触。整个装置处在与导轨平面垂直向下的匀强磁场B中。导体棒 ab 运动的位移图象如图乙所示。导体棒 cd 始终静止在导轨上，以水平向右为正方向，则导体棒 cd 所受的静摩擦力 f 随时间变化的图象是
A. B.
C. D.

22. 如图所示，在一磁感应强度 B=0.5 T 的匀强磁场中，垂直于磁场方向水平放置着两根相距为 L=0.1 m 的平行金属导轨 MN 和 PQ，导轨电阻忽略不计，在两根导轨的端点 N 、 Q 之间连接一阻值 R=0.3 Ω 的电阻。导轨上正交放置着金属棒 ab，其电阻 r=0.2 Ω。当金属棒在水平拉力作用于以速度 v=4.0 m/s 向左做匀速运动时
A. ab 棒所受安培力大小为 0.02 NB. N 、 Q 间电压为 0.2 V
C. a 端电势比 b 端电势低D. 回路中感应电流大小为 1 A

二、双项选择题（共7小题；共28分）
23. 如图实验装置，磁铁固定在水平放置的电子测力计上，磁铁两极可视为水平匀强磁场，直铜条 AB 的两端通过导线与一电阻连接成闭合回路，若让铜条水平且垂直于磁场在磁场中竖直向下运动
A. 铜条所受安培力的方向竖直向上
B. 铜条所受安培力的方向竖直向下
C. AB 先下运动时，电子测力计示数增大
D. AB 向下运动时，电子测力计示数减少

24. 如图，金属棒 ab 、金属导轨和螺线管组成闭合回路，金属棒 ab 在匀强磁场 B 中沿导轨向右运动，则
A. ab 棒不受安培力作用
B. ab 棒所受安培力的方向向右
C. ab 棒向右运动速度越大，所受安培力越大
D. 螺线管产生的磁场，A 端为 S 极

25. 如图中回路竖直放在匀强磁场中，磁场的方向垂直于回路平面向外，导体 AC 可以贴着光滑竖直长导轨下滑．设回路的总电阻恒定为 R，当导体 AC 从静止开始下落后，下面叙述中正确的说法有
A. 导体下落过程中，感应电流方向从 C 流向 A
B. 导体下落过程中，安培力方向竖直向下
C. 导体下落过程中，机械能守恒
D. 导体下落过程中，重力势能转化为导体增加的动能和回路中增加的内能

26. 如图所示，在倾角为 α 的光滑“U”形金属导轨上，接触良好，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
A. 方向垂直斜面向上，B=mgsinαILB. 方向垂直斜面向下，B=mgsinαIL
C. 方向竖直向下，B=mgtanαILD. 方向竖直向上，B=mgtanαIL

27. 某一电动玩具的核心结构模型如图所示，将圆柱形强磁铁吸在干电池负极，在两磁铁正对的中间区域产生强磁场。金属线框上下两端带有金属转轴，转轴分别与电源的正负极都有良好的接触、不固定、无摩擦，这样整个线框就可以绕电池中心轴线旋转起来。下列判断中正确的是
A. 从上向下看，线框沿顺时针方向旋转
B. 从上向下看，线框沿逆时针方向旋转
C. 电池输出的电功率大于线框旋转的机械功率
D. 电池输出的电功率等于线框旋转的机械功率

28. 在水平光滑绝缘桌面上有一边长为 l 的正方形线框 abcd，被限制在沿 ab 方向的水平直轨道自由滑动。bc 边右侧有一直角三角形匀强磁场区域 efg，直角边 ef 等于 l，边 ge 小于 l，ef 边平行 ab 边，磁场方向竖直向下，其俯视图如图所示，线框在水平拉力 F 作用下向右匀速穿过磁场区，若图示位置为 t=0 时刻，设逆时针方向为电流的正方向，水平向右的拉力为正。则感应电流 i−t 和 F−t 图象正确的是（时间单位为 l/v，A、B 、C图象为线段，D为抛物线）
A. B.
C. D.

29. 如图，两根光滑金属导轨平行放置，导轨所在平面与水平面间的夹角为 θ，整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。质量为 m 的金属杆 ab 垂直导轨放置，当杆中通从 a 到 b 的电流I时，ab 刚好静止。则 ab 所受的安培力
A. 方向水平向右B. 方向沿导轨平面向上
C. 大小等于 mgsinθ D. 大小等于 mgtanθ

三、多项选择题（共1小题；共4分）
30. 如图，质量为 m 、长为 L 的直导线用两绝缘细线悬挂于 O 、 O′，并处于匀强磁场中．当导线中通以沿 x 正方向的电流 I，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为 θ。则磁感应强度方向和大小可能为
A. z 正向，mgILtanθ B. y 正向，mgIL
C. z 负向，mgILtanθ D. 沿悬线向下，mgILsinθ
答案
第一部分
1. C
【解析】根据左手定则：伸开左手，拇指与手掌垂直且共面，磁感线向下穿过手心，则手心朝上，四指指向电流方向，则指向纸外，拇指指向右侧，故导线受到的安培力向里，故ABD错误，C正确。
2. B
【解析】磁场中任一点的磁场方向，规定为小磁针在该点 N 极所受磁场力的方向，或者指小磁针在该点静止时的 N 极指向，故ACD错误，B正确。
3. B
4. B
5. C
【解析】根据左手定则可知，导线所受安倍力的方向是垂直纸面向里，选项C正确
6. B
【解析】电动机是把电能转化为机械能，选项A错误；电磁铁和电磁继电器都是利用的电流的磁效应，选项 CD错误；发动机利用电磁感应原理工作，选项B正确。
7. C
【解析】根据条形磁体磁感线分布情况得到直线电流所在位置磁场方向，在根据左手定则判断安培力方向，如图：
根据牛顿第三定律，电流对磁体的作用力向右下方；选取磁铁为研究的对象，磁铁始终静止，根据平衡条件，可知通电后支持力变大，静摩擦力方向向左；故C正确，ABD错误；故选C。
8. D
【解析】根据图示磁场与电流方向，由左手定则可得，安培力方向竖直向下，故ABC错误，D正确。
9. B
【解析】增大安培力即可使导体摆动的幅度增大，根据安培力的公式 F=BIL 可知，减小磁铁的数量，在磁场中有效长度减小，安培力减小；增大导体棒中的电流强度，安培力增大；改变导体棒中的电流方向，只会改变安培力的方向，不会改变安培力的大小；将磁铁更换成磁性较弱的，磁感应强度减小，安培力减小。故A、C、D错误，B正确。
10. A
【解析】地磁场的方向在赤道处从南向北，电流的方向竖直向下，根据左手定则，安培力的方向为向东。
11. C
【解析】电流的方向与磁场方向垂直，受安培力作用。故A错误；
电流的方向与磁场方向垂直，受安培力作用。故B错误；
电流的方向与磁场的方向平行，导线不受安培力作用。故C正确；
电流的方向与磁场方向垂直，导线受安培力作用。故D错误。
12. B
13. D
【解析】由安培力公式 F=BILsinθ 可知，减小电流 I，安培力 F 减小，故A错误；
由安培力公式 F=BILsinθ 可知，减小指导线的长度 L，安培力 F 减小，故B错误；
由安培力公式 F=BILsinθ 可知，使导线在纸面内顺时针转 30∘ 角，θ 减小为 0∘，安培力减小，故C错误；
由安培力公式 F=BILsinθ 可知，使导线在纸面内逆时针转 60∘ 角，θ 增大为 90∘，安培力增大，故D正确。
14. C
【解析】A选项、B选项由磁感线的疏密分布可知，磁感线最密的是 B 处，最疏的是 C 处，故A错误；故B错误；
C选项、D选项：根据右手螺旋定则可知，通电螺线管左端相当于磁场 N 极，右端相当于磁场 S 极，因外部的磁感线是从 N 极向 S 极，而内部则是从 S 极到 N 极的，因此小磁针在 B 处和 A 处 N 极都指向左方，在 C 处指向右方，故C正确；故D错误。
15. D
16. B
17. D
18. C
【解析】通电导体 a 处于通电导体 b 的磁场中，无法判断出出通电 b 棒在 a 处产生的磁场方向，故AB错误；
aʹ 恰好在斜面上保持静止，此时 a 棒受到的安培力一定是水平向右的，则水平向右的安培力、支持力与重力，处于平衡状态，因夹角为 45∘，则大小 B=mgIL，故C正确，D错误。
19. D
20. B
【解析】根据左手定则判断出各段受到的安培力的方向，如图
等效电路为 r 和 2r 并联，并联后总电阻为：2R⋅R2R+R=2R3
则路端电压 U=ER+2R3⋅2R3=25E
根据欧姆定律：I12=U2R=E5R
I3=UR=2E5R
则安培力 F1=F2=BI12L=BEL5R，F1，F2 的夹角为 120∘，根据平行四边形定则其合力大小为：BEL5R
F3=BI3L=2BEL5R
故三角形框架受到的安培力的合力大小为：BEL5R+2BEL5R=3BEL5R。
21. D
22. A
【解析】A. ab棒产生的感应电动势 E=BLv=0.5×0.1×4 V=0.2 V
感应电流为 I=ER+r=0.20.3+0.2=0.4 A
ab 棒所受安培力大小 F安=BIL=0.5×0.4×0.1 N=0.02 N，故A正确。
B. N、 Q 间电压为 U=IR=0.4×0.3 V=0.12 V，故B错误。
C. 由右手定则判断知，ab 棒中感应电流方向由 b 到 a,a 端相当于电源的正极，电势较高，故C错误。
D. 由上知，回路中感应电流大小为 0.4 A，故D错误。
第二部分
23. A， C
24. C， D
【解析】由右手定则可知，金属棒 ab 向右运动时，其中有向上的感应电流，螺线管 A 端为 S 极；由左手定则可知，金属棒 ab 受到向左的安培力作用。由法拉第电磁感应定律 E=BLv 可知，金属棒运动速度越大，感应电动势越大，由欧姆定律可知，感应电流越大，由安培力公式 F=BIL 可知，安培力越大，选项AB错误，CD 正确。
25. A， D
【解析】导体下落过程中，切割磁感线产生感应电流，根据右手定则判断知感应电流方向从 C 流向 A，故A正确．
根据左手定则可知，导体受到的安培力方向竖直向上，故B错误．
导体要克服安培力做功，所以其机械能不守恒，在不断减小，故C错误．
导体加速下落过程中，导体的重力势能减少，导体获得了动能，回路产生了电能，所以根据能量守恒定律得知：导体减少的重力势能转化为导体增加的动能和回路中增加的内能．故D正确．
26. A， D
【解析】外加匀强磁场的磁感应强度 B 的方向垂直斜面向上，则沿斜面向上的安培力、支持力与重力，处于平衡状态，则大小 B=mgsinαIL ，故A正确；
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；
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；
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=mgtanαIL ，故D正确。
27. A， C
【解析】根据图可知，线框中的电流右半部分顺时针方向，而左半部分为逆时针方向，依据左手定则，右半部分受到向外的安培力，而左半部分受到向里的安培力，因此从上向下看，线框沿顺时针方向旋转，故A正确，B错误；
因为电源消耗的总功率一部分转化为内能，另一部分转化为动能，所以电池输出的电功率大于线框旋转的机械功率。故C正确，D错误。
28. B， D
29. B， C
【解析】根据左手定则知导体棒受到的安培力沿导轨平面向上，A 错误，B正确；对导体棒受力分析，根据平衡条件得 F安=mgsinθ，C正确，D错误。
第三部分
30. B， C， D
【解析】磁感应强度方向为 z 正向，根据左手定则，直导线所受安培力方向沿 y 负方向，直导线不能平衡，所以A错误；
磁感应强度方向为 y 正向，根据左手定则，直导线所受安培力方向沿 z 正方向，根据平衡条件，当 BIL 刚好等于 mg 时，绳的拉力为零，所以 B=mgIL，所以B正确；
磁感应强度方向为 z 负方向，根据左手定则，直导线所受安培力方向沿 y 正方向，根据平衡条件 BILRcsθ=mgRsinθ，所以 B=mgILtanθ，所以C正确；
磁感应强度方向沿悬线向下，根据左手定则，直导线所受安培力方向垂直于绳子斜向上，根据平衡条件：F=mgsinθ，得：B=mgsinθIL，故D正确。