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专题 15 磁场与安培力
考点一 左手定则
1．（2024•南京期末）如图所示，用一段导线围成半径为R的圆弧AB，圆心为O，导线中通有顺时针
方向的电流，在导线所在的平面（纸面）内加某一方向的匀强磁场，导线受到的安培力最大且方
向垂直纸面向外。则下列说法正确的是（ ）
A．磁场方向垂直AB向下
B．若仅将导线绕О点在纸面内顺时针转过 ，安培力变为原来的
C．若仅将导线绕О点在纸面内顺时针转过 ，安培力的大小不变
D．若仅将磁场方向变为垂直纸面向外，安培力的大小和方向均发生变化
2．（2024•承德期末）若在未来科学家发现了磁单极子，其周围存在均匀辐射磁场且磁感应强度大小
满足 ，r为空间某点与磁单极子的距离。如图所示，质量为m、半径为R的圆环通有恒定的
电流I时恰好能水平静止在N极磁单极子正上方H处，已知重力加速度大小为g，则（ ）
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学科网（北京）股份有限公司A．静止时圆环中没有电流
B．静止时圆环沿其半径方向有扩张的趋势
C．若将圆环向上平移一小段距离后由静止释放，则圆环下落到初始静止位置时加速度最大
D．静止时圆环中的电流
3．（2024•宁波期末）如图所示，在等臂电流天平的右托盘下固定一矩形线圈，线圈匝数为n，底边
cd长为L，调平衡后放在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，线圈平面与磁场
垂直。重力加速度为g。左、右托盘分别放置质量为 、 的砝码，线圈中通如图所示方向的电
流I，天平平衡。若拿掉右侧质量为 的砝码，为使天平再次平衡，关于线圈中的电流 ，下列选
项正确的是（ ）
A． ，逆时针
B． ，顺时针
C． ，逆时针
D． ，顺时针
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学科网（北京）股份有限公司4．（2024•广州期末）如图所示，一块蹄形磁铁放在水平台秤上，水平放置的纯铜棒AB用绝缘细线
悬挂在两个正对的磁极之间。当闭合开关，下列说法正确的是（ ）
A．可以观察到台秤示数变小
B．闭合电键瞬间AB向上跳起
C．金属棒AB受到水平向左的安培力
D．蹄形磁铁与台秤间一定产生摩擦力
5．（2024·广州期末）（多）如图，用轻质导线将一根硬直金属棒与电源、开关连接，并将金属棒与
平行地搁在正方体的上表面，正方体处在匀强磁场中。闭合开关，发现金属棒竖直向上跳起，
由此可知，该区域的磁场方向可能是（ ）
A．垂直 平面 B．平行 平面 C．平行 平面D．垂直 平面
6．（2024·福建高考真题）（多）如图，用两根不可伸长的绝缘细绳将半径为 的半圆形铜环竖直悬
挂在匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为 ，方向垂直纸面向外，铜环两端 、 处于同一水平
线。若环中通有大小为 、方向从 到 的电流，细绳处于绷直状态，则（ ）
A．两根细绳拉力均比未通电流时的大 B．两根细绳拉力均比未通电流时的小
C．铜环所受安培力大小为 D． 铜环所受安培力大小为
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学科网（北京）股份有限公司考点二 磁电式电表原理
7．（2024·通州期末）图甲是磁电式电流表表头的结构简图，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，当线圈
位于水平面内，通有如图乙所示方向的电流时，下列说法正确的是（ ）
A．电流表表盘刻度不均匀
B．a、b导线所受安培力方向相同
C．线圈匝数增加，电流表表头的满偏电流减小
D．磁铁磁性增强，电流表表头的满偏电流增大
8．（2024·内江期末）关于下列四幅图中的现象或原理解释合理的是（ ）
A．图甲中人接触带电金属球，头发散开属于感应起电
B．图乙中用酒精灯给串联接入电路的灯丝加热，发现小灯泡L变亮
C．图丙中相互靠近的两导线中通有异向电流
D．图丁中磁电式电流表的工作原理是磁场对线框的安培力作用
9．（2024·石家庄期末）实验室使用的电流表是磁电式仪表，这种电流表的构造如图所示。蹄形磁铁
和铁芯间的磁场均匀辐向分布。假设长方形线圈的匝数为 ，平行于纸面的边长度为 ，垂直于纸
面的边 长度为 ，且垂直于纸面的边所在处磁场的磁感应强度大小为 。当线圈中通入电流 ，
线圈以角速度 绕垂直纸面的中心轴 转动到水平位置时，下列说法正确的是（ ）
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学科网（北京）股份有限公司A．穿过该线圈的磁通量为
B．该线圈左侧边 所受的安培力方向竖直向上
C．该线圈左侧边 所受的安培力大小为
D．该线圈左侧边 转动的线速度大小为
10．（2024·成都期末）下列说法不正确的是（ ）
A．电流表能直接测量国际单位制中规定的基本物理量
B．磁电式电流表利用了安培力的作用
C．由 知，电容C与电容器所带电荷量Q成正比，与其两端的电压U成反比
D．安培认为在原子、分子内部总存在着一种环形电流——分子电流
11．（2024·曲靖期末）如图所示是磁电式电表的结构示意图。磁电式电表由固定的蹄形磁铁（图中
只画出了一部分）、极靴、圆柱形铁芯、绕在铝框上的铜质线圈、下端带有平衡锤的指针等组
成。指针与铝框固定在一起，可绕转轴转动。则（ ）
A．铝框转动时框内没有感应电流
B．圆柱形铁芯使得极靴间形成匀强磁场
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学科网（北京）股份有限公司C．比较电表接线柱连线与不连线时指针相对表盘的运动情况，可判断电表内部是否存在断路的
故障
D．用电表测量时线圈左右两侧所受安培力方向不随线圈同步转动
12．（2024·浙江期末）两个相同的电流表 和 如图所示连接，晃动 表，当指针向左偏转时，静
止的 表的指针也向左偏转，原因是（ ）
A．两表都是“发电机”
B． 表是“电动机”， 表是“发电机”
C． 表和 表之间存在互感现象
D． 表产生的电流流入 表，产生的安培力使 表指针偏转
13．（2024·四川期末）（多）如图1所示为磁电式电流表的结构图，其基本组成部分是磁体和放在磁
体两级之间的线圈，线圈缠绕在铝框上。极靴和中间软铁制成的圆柱形成辐向磁场，使磁场总沿
半径方向，如图2所示。当线圈中有恒定电流时，安培力带动线圈偏转，在螺旋弹簧的共同作用
下最终稳定。下列说法正确的是（ ）
A．线圈在转动过程中不产生感应电动势
B．线圈左右两边所受到的安培力相同
C．增加线圈匝数，可增加测量的灵敏度
D．线圈左右两边所在位置的磁感应强度的大小相等
考点三 安培力的计算
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学科网（北京）股份有限公司14．（2024·内蒙古期末）研究磁铁对通电导线作用力的装置如图所示。当轻质细导线中通入电流
时，细导线下端的金属棒受到水平方向的磁场力，平衡时细导线偏离竖直方向的角度为 。已知
金属棒的质量为 ，两细导线间的距离为 ，把磁极之间的磁场看作匀强磁场，重力加速度大小
为 ，下列说法正确的是（ ）
A．金属棒受到的磁场力大小为
B．金属棒受到的磁场力大小为
C．金属棒所在位置磁场的磁感应强度大小为
D．金属棒所在位置磁场的磁感应强度大小为
15．（2024·南京期末）水平地面上放条形磁铁，磁铁 极上方吊着导线与磁铁垂直，导线中通入向
纸内的电流（如图所示），且磁铁始终保持静止。则下列结论正确的是（ ）
A．弹簧的弹力变小
B．地面受到磁铁的压力不受影响
C．地面受到磁铁的压力变小
D．条形磁铁受到桌面的摩擦力向左
16．（2024·保定期末）下列关于磁场的相关判断和描述正确的是（ ）
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学科网（北京）股份有限公司A．甲图中导线所通电流与受力后导线弯曲的图示符合物理事实
B．乙图中表示条形磁铁的磁感线从N极出发，到S极终止
C．丙图中导线通电后，其正下方小磁针的旋转方向符合物理事实
D．丁图中环形导线通电后，其中心位置小磁针的旋转方向符合物理事实
17．（2024·东莞期末）如图所示为电流天平，可用来测定磁感应强度。天平的右臂上挂有一匝数为
的矩形线圈，线圈下端悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，当线圈中通有顺时针方向的
电流 时，发现天平的左端低右端高，下列调整方案有可能使天平水平平衡的是（ ）
A．仅减小电流大小 B．仅改变电流方向
C．仅将磁场反向 D．仅增加线圈的匝数
18．（2024·济宁期末）（多）如图所示，平行金属导轨倾角为 ，下端与电源相连，匀强磁场垂直于
导轨平面向上，一导体棒垂直于导轨放置，并处于静止状态。下列做法可能使导体棒运动的是（
）
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学科网（北京）股份有限公司A．仅增大电源电动势 B．仅将电源正负极对调
C．仅增大匀强磁场的磁感应强度 D．仅将匀强磁场的方向反向
19．（2024·临沂期末）（多）将粗细均匀、边长为L的正三角形铜线框用两根不可伸长的绝缘线a、
b悬挂于天花板上，置于垂直线框平面向外的大小为B的磁场中，现用细导线给三角形线框通有
大小为I的电流，则（ ）
A．通电后两绳拉力变大
B．通电后两绳拉力变小
C．三角形线框安培力大小为BIL
D．三角形线框安培力大小为2BIL
20．（2024·锦州期末）如图甲所示，匀质导体棒MN通以由M到N的恒定电流，用两根等长的平行
绝缘、轻质细线悬挂在 点静止于匀强磁场中，细线与竖直方向的夹角为 ，磁场方向与绝缘
细线平行且向上。现使磁场方向顺时针缓慢转动（由M到N观察），同时改变磁场的磁感应强度
大小，保持细线与竖直方向的夹角 不变，该过程中每根绝缘细线拉力F大小与磁场转过角度
的正切值关系如图乙所示。重力加速度g取 ，磁场变化过程中MN中的电流不变。下列说
法正确的是（ ）
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学科网（北京）股份有限公司A．导体棒的质量为0.5kg B．
C．导体棒所受安培力可能为4.5N D． 可能为90°
21．（2024·衡阳期末）如图甲所示，直导线a、b分别被两根等长且平行的绝缘轻绳悬挂于水平轴
上，两组绳长不同，其截面图如图乙所示，初始时刻a固定于水平轴正下方，导线b通以垂直纸
面向里的电流，导线a电流方向未知，平衡时两导线位于同一水平面，且两组绝缘轻绳夹角
，现让a绕水平轴沿逆时针缓慢向上转动，同时改变a中电流大小，保证夹角 不
变，直到连接导线a的轻绳水平，下列说法正确的是（ ）
A．a导线中电流方向垂直纸面向里
B．a导线中电流I增大，b导线对悬线的拉力不变
C．a导线中电流I先减小后增大，b导线对悬线的拉力一直减小
D．初末状态a、b间相互作用力大小之比为
22．（2024·宁波期末）长度为L、质量为m的导体棒A粗细可忽略。如图所示，一个绝缘且足够长的
半圆柱体固定于水平面，导体棒A仅靠水平面与半圆柱体。导体棒A与半圆柱体表面间的动摩擦
因数为 。空间内有沿半圆柱体半径向内的辐向磁场，半圆柱体表面的磁感应强度大小均为B。
导体棒A通垂直纸面向外的变化电流，使得导体棒A沿半圆柱体缓慢向上滑动。设导体棒A与圆
心O的连线与水平方向的夹角为 。在导体棒A运动过程中，下列说法正确的是（ ）
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学科网（北京）股份有限公司A．导体棒A所受的摩擦力为静摩擦力
B． 时，导体棒A所受的安培力最大
C．半圆柱体对导体棒A的作用力方向与安培力方向的夹角逐渐减小
D．半圆柱体对导体棒A的作用力逐渐增大
23．（2024·大庆期末）如图所示，水平桌面上有一正三角形线框abc重为G，线框由粗细相同的同种
材料制成，边长为L，线框处在与桌面成60°斜向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，ac边与
磁场垂直。现a、c两点接到直流电源上，流过ac边的电流为I，线框静止在桌面上，则线框受到
桌面的支持力比G少（ ）
A． BIL B． BIL C．BIL D．2BIL
24．（2024·德阳期末）（多）如图所示，间距为 的两平行导轨水平放置，长度为 、质
量为 的导体棒 垂直放在导轨上且接触良好，导体棒与导轨间的动摩擦因数为 .整
个装置置于匀强磁场中，磁感应强度大小恒为 、方向与金属棒垂直且与水平向右方向的夹角为
可调.现给导体棒通以 至 方向的恒定电流，电流强度大小为 ，在调节 的过程中，发
现导体棒恰好能始终保持静止状态.已知导体棒的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当地的重力加速
度大小为 ，则下列说法正确的是（ ）
A．磁感应强度大小为
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学科网（北京）股份有限公司B．磁感应强度大小为
C．若所通电流加倍，当 时导体棒加速度达到最大
D．若所通电流加倍，则导体棒加速时能达的最大加速度大小为5m/s2
25．（2024·绵阳期末）（多）如图所示区域同时存在匀强磁场B 和B （图中只画出了B ），B 方向
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平行于纸面向右，磁感应强度为1T。长1m的直导线中通有1A的恒定电流，平行于纸面与B 成
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60°角时，受到的安培力为零，导线垂直纸面时，受到的安培力大小为2N。则匀强磁场B 的磁感
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应强度大小可能为（ ）
A．1T B． C．2T D．
26．（2024·朝阳期末）我国电磁推进技术研发遥遥领先，创造了大质量电磁推进技术的世界最高速
度纪录。某兴趣小组设计了一种火箭电磁弹射装置，简化原理如图所示，它由两根竖直金属导
轨、承载火箭装置（简化为与火箭绝缘的金属杆PQ）和电源组成闭合回路。电源能自动调节其
输出电压确保回路电流恒定，方向如图中所示。弹射装置处于垂直导轨平面向里的匀强磁场中，
磁感应强度大小与电流成正比，比例系数为k（k为常量）。火箭稳定静止在绝缘停靠平台后，接
通电源，当火箭上升到导轨顶端时与金属杆分离，完成弹射。已知火箭与金属杆的总质量为M，
分离时速度为v ，金属杆电阻为R，回路电流为I，导轨间距为 ，重力加速度为g。金属杆与
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导轨接触良好，不计空气阻力和摩擦，不计导轨电阻和电源的内阻。在火箭弹射过程中，求：
（1）金属杆所受的安培力F。
（2）金属杆PQ产生的电动势E与运动时间t的关系。
（3）电源输出电压U与运动时间t的关系及整个弹射过程电源输出的能量W。
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