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专题 10.1 磁场的描述及安培力
一、单选题
1．如图所示，小磁针正上方的直导线与小磁针平行，当导线中通有图示电流时，小磁针会发生偏转。首
先观察到这个实验现象的物理学家和观察到的现象是（ ）
A．麦克斯韦，小磁针的N极垂直纸面向里转动
B．开普勒，小磁针的S极垂直纸面向里转动
C．牛顿，小磁针静止不动
D．奥斯特，小磁针的N极垂直纸面向里转动
2．如图，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相
同的电流。a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O
点的距离均相等。关于a、b、c、d、O几点处的磁场，下列说法正确的是（ ）
A．O点处的磁感应强度最大
B．O点的磁感应强度为零
C．a、b两点处的磁感应强度相同
D．c、d两点处的磁感应强度相同
3．通电螺线管磁场分布如图所示。图中A、B、C、D四个位置各点磁场方向与图中磁针所在位置的磁场
方向一致的是（ ）
A．A位置 B．B位置 C．C位置 D．D位置4．图甲为地球周围地磁场的磁感线分布示意图，地磁轴与地轴之间约成11.5°的交角。假想在地球赤道上
方存在半径略大于地球半径的圆形单匝线圈，如图乙所示。在线圈中通以图示的电流，则它所受地磁场的
安培力方向最接近于（ ）
A．垂直地面向上 B．垂直地面向下
C．向南 D．向北
5．如图，在圆心为O的圆周上固定着三根互相平行的长直导线A、B、C，三导线中通入的电流大小相同，
其中导线A中的电流垂直于圆平面向外，导线B、C中的电流垂直于圆平面向里，三导线在圆周上的点与
圆心O的连线互成120°角，圆平面内还存在一个方向与该平面平行、大小为B 的匀强磁场（未画出），O
0
点的磁感应强度为零。如果撤去匀强磁场和导线A，则O点的磁感应强度的大小和方向分别为（ ）
A． ，垂直于AO方向向左 B． ，沿AO方向向下
C． ，垂直于AO方向向左 D． ，沿AO方向向下
6．下图表示磁感强度B，电流强度I和磁场对电流的作用力F三者方向的相互关系中，正确的是（ ）
A． B．
C． D．7．如图所示，厚度均匀的木板放在水平地面上，木板上放置两个相同的条形磁铁，两磁铁N极正对。在
两磁铁竖直对称轴上的C点固定一垂直于纸面的长直导线，并通以垂直纸面向里的恒定电流，木板和磁铁
处于静止状态，设两磁铁和木板的总重力为G，则（ ）
A．导线受到的安培力水平向左 B．导线受到的安培力竖直向上
C．木板对地面的压力小于G D．木板受到地面的摩擦力水平向右
8．如图所示，间距为 的平行导轨所在平面与水平面之间的夹角为 ，匀强磁场的磁感应强度方向垂
直平行导轨斜面向上，大小随时间变化的规律为 。将一根长为 、质量为 的导体棒垂
直放置在导轨上，导体棒中通有大小为 、方向从 到 的电流。 和 时刻，导体棒刚好都能处
于静止状态。取 ，已知 ，则（ ）
A．平行导轨的倾角
B．导体棒对平行导轨的压力大小为
C．导体棒与平行导轨间的最大静摩擦力大小为
D． 时，导体棒所受的摩擦力为0
二、填空题
9．匀强磁场中有一段长为 的直线，它与磁场方向垂直。当通过 的电流时，它受到 的磁场力，
则磁场的磁感应强度是___________T电流加倍时，磁场的磁感应强度是___________T。
1．（2022·上海徐汇·三模）如图，小磁针放置在水平面内的O点，四个距O点相同距离的螺线管A、B、
C、D，其中心轴均通过O点，且与坐标轴的夹角均为 。设小磁针的N极从y轴顺时针转动的角度为 ，
在四个螺线管没有通电的情况下 。若四个螺线管中分别通有 的电流，方向如图所示，则
为（ ）A． B． C． D．
2．（2022·上海市市西中学二模）如图所示，完全相同的甲、乙两个通电圆环同轴平行放置，甲的圆心为
O，乙的圆心为O，在两环圆心的连线上有a、b、c三点，其中aO＝Ob＝bO＝Oc，此时b点的磁感应
1 2 1 1 2 2
强度大小为B，c点的磁感应强度大小为B。现将甲撤去，则a点的磁感应强度大小为（ ）
1 2
A．B－ B．B－ C．B－B D．B
2 1 1 2 1
3．（2022·广东·深圳市光明区高级中学模拟）空间存在垂直纸面的匀强磁场（未画出），磁感应强度为 ，
将一通有顺时针方向恒定电流的圆形导体环 放置于纸面内（如图甲），此时圆心 处的磁感应强度为零。
若将磁场中的导体环 替换为半径相同的半圆形导体弧 ，通以逆时针方向、同样大小的恒定电流（如图
乙），则以下说法正确的是（ ）
A．空间匀强磁场的磁感应强度方向垂直纸面向里
B．乙图圆心 处的磁感应强度为
C．乙图半圆形导体弧 在圆心 处产生磁场的磁感应强度为
D．乙图圆心 处的磁感应强度方向垂直纸面向外
4．（2022·山东省实验中学模拟）如图所示，M、N两根通电长直导线垂直放置，通有大小相同的电流，
方向已标出。O点距两直导线的距离相等，此时测得O点的磁感应强度大小为B，现将通电长直导线M逆
0
时针转动90°（从上往下看），则此时O点的磁感应强度大小为（ ）A． B． C． D．
5．（2022·北京·人大附中三模）把两小段通电导线垂直磁场方向分别放入某磁场中的A、B两点，在A点
的通电导线受到的磁场力较大，且两通电导线所受安培力方向不同，则（ ）
A．A点的磁感应强度一定大于B点的磁感应强度
B．A点的磁感应强度可能小于B点的磁感应强度
C．两点的磁感应强度方向一定相同
D．两点的磁感应强度方向一定不同
6．（2022·湖北省罗田县第一中学模拟）如图所示，质量为m、半径为r、有缺口的半圆形金属圆环用金属
线a，b连接并悬吊，半圆环直径AC水平，静止在磁感应强度大小为B的水平匀强磁场中，磁场方向垂直
于环面向外，竖直金属线a，b间的距离为r，通过金属线a，b给半圆环通以大小为I的电流，半圆环仍保
持静止，重力加速度为g，则金属线a上的拉力为（ ）
A． B．
C． D．
7．（2022·湖南湘西·三模）在纸面内固定三根间距相等的竖直长直导线a、b、c，导线a、b、c中通过的
电流相等、方向如图所示。若在三根导线所在空间内加上磁感应强度方向垂直导线的匀强磁场后，导线b
所受安培力的合力方向水平向左，则下列说法正确的是（ ）A．所加磁场的磁感应强度方向垂直纸面向外
B．所加磁场的磁感应强度方向垂直纸面向里
C．加上磁场后，导线a所受安培力的合力方向一定水平向左
D．加上磁场后，导线c所受安培力的合力方向一定水平向右
8．（2022·辽宁·沈阳市第一二〇中学高三模拟）如图所示为某种电磁泵模型的示意图，泵体是长为 ，宽
与高均为 的长方体。泵体处在方向垂直向外、磁感应强度为B的匀强磁场中，泵体的上下表面接电压为
U的电源（内阻不计），理想电流表示数为I。若电磁泵和水面高度差为h，液体的电阻率为 ，在t时间
内抽取液体的质量为m，不计液体在流动中和管壁之间的阻力，取重力加速度为g，则（ ）
A．泵体上表面应接电源正极
B．电磁泵对液体产生的推力大小为
C．电源提供的电功率为
D．质量为m的液体离开泵体时的动能
一、单选题
1．（2021·全国·高考真题）两足够长直导线均折成直角，按图示方式放置在同一平面内，EO与 在一
条直线上， 与OF在一条直线上，两导线相互绝缘，通有相等的电流I，电流方向如图所示。若一根无
限长直导线通过电流I时，所产生的磁场在距离导线d处的磁感应强度大小为B，则图中与导线距离均为d
的M、N两点处的磁感应强度大小分别为（ ）A．B、0 B．0、2B C．2B、2B D．B、B
2．（2021·浙江·高考真题）如图所示是通有恒定电流的环形线圈和螺线管的磁感线分布图。若通电螺线管
是密绕的，下列说法正确的是（ ）
A．电流越大，内部的磁场越接近匀强磁场
B．螺线管越长，内部的磁场越接近匀强磁场
C．螺线管直径越大，内部的磁场越接近匀强磁场
D．磁感线画得越密，内部的磁场越接近匀强磁场
3．（2020·北京·高考真题）如图所示，在带负电荷的橡胶圆盘附近悬挂一个小磁针。现驱动圆盘绕中心轴
高速旋转，小磁针发生偏转。下列说法正确的是（ ）
A．偏转原因是圆盘周围存在电场
B．偏转原因是圆盘周围产生了磁场
C．仅改变圆盘的转动方向，偏转方向不变
D．仅改变圆盘所带电荷的电性，偏转方向不变
4．（2020·浙江·高考真题）特高压直流输电是国家重点能源工程。如图所示，两根等高、相互平行的水平
长直导线分别通有方向相同的电流 和 ， 。a、b、c三点连线与两根导线等高并垂直，b点位于两
根导线间的中点，a、c两点与b点距离相等，d点位于b点正下方。不考虑地磁场的影响，则（ ）A．b点处的磁感应强度大小为0
B．d点处的磁感应强度大小为0
C．a点处的磁感应强度方向竖直向下
D．c点处的磁感应强度方向竖直向下
5．（2022·湖南·高考真题）如图（a），直导线MN被两等长且平行的绝缘轻绳悬挂于水平轴OO′上，其所
在区域存在方向垂直指向OO′的磁场，与OO′距离相等位置的磁感应强度大小相等且不随时间变化，其截
面图如图（b）所示。导线通以电流I，静止后，悬线偏离竖直方向的夹角为θ。下列说法正确的是（ ）
A．当导线静止在图（a）右侧位置时，导线中电流方向由N指向M
B．电流I增大，静止后，导线对悬线的拉力不变
C．tanθ与电流I成正比
D．sinθ与电流I成正比
6．（2022·浙江·高考真题）利用如图所示装置探究匀强磁场中影响通电导线受力的因素，导线垂直匀强磁
场方向放置。先保持导线通电部分的长度L不变，改变电流I的大小，然后保持电流I不变，改变导线通电
部分的长度L，得到导线受到的安培力F分别与I和L的关系图象，则正确的是（ ）A． B． C． D．
7．（2021·江苏·高考真题）在光滑桌面上将长为 的软导线两端固定，固定点的距离为 ，导线通有电
流I，处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中，导线中的张力为（ ）
A． B． C． D．
8．（2021·广东·高考真题）截面为正方形的绝缘弹性长管中心有一固定长直导线，长管外表面固定着对称
分布的四根平行长直导线，若中心直导线通入电流 ，四根平行直导线均通入电流 ， ，电流方向
如图所示，下列截面图中可能正确表示通电后长管发生形变的是（ ）
A． B． C． D．
二、多选题
9．（2022·全国·高考真题）安装适当的软件后，利用智能手机中的磁传感器可以测量磁感应强度B。如图，
在手机上建立直角坐标系，手机显示屏所在平面为xOy面。某同学在某地对地磁场进行了四次测量，每次
测量时y轴指向不同方向而z轴正向保持竖直向上。根据表中测量结果可推知（ ）
测量序号 Bx/μT By/μT Bz/μT
1 0 21 - 45
2 0 - 20 - 46
3 21 0 - 45
4 - 21 0 - 45A．测量地点位于南半球
B．当地的地磁场大小约为50μT
C．第2次测量时y轴正向指向南方
D．第3次测量时y轴正向指向东方
10．（2021·福建·高考真题）如图，四条相互平行的细长直导线垂直坐标系xOy平面，导线与坐标平面的
交点为a、b、c、d四点。已知a、b、c、d为正方形的四个顶点，正方形中心位于坐标原点O，e为 的
中点且在y轴上；四条导线中的电流大小相等，其中过a点的导线的电流方向垂直坐标平面向里，其余导
线电流方向垂直坐标平面向外。则（ ）
A．O点的磁感应强度为0
B．O点的磁感应强度方向由O指向c
C．e点的磁感应强度方向沿y轴正方向
D．e点的磁感应强度方向沿y轴负方向
11．（2018·全国·高考真题）如图，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L、L，L 中的电流方向向左，
1 2 1
L 中的电流方向向上；L 的正上方有a、b两点，它们相对于L 对称。整个系统处于匀强外磁场中，外磁
2 1 2
场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外。已知a、b两点的磁感应强度大小分别为 B 和 B，方
0 0 0
向也垂直于纸面向外。则（ ）
A．流经L 的电流在b点产生的磁感应强度大小为 B
1 0
B．流经L 的电流在a点产生的磁感应强度大小为 B
1 0
C．流经L 的电流在b点产生的磁感应强度大小为 B
2 0D．流经L 的电流在a点产生的磁感应强度大小为 B
2 0
12．（2019·江苏·高考真题）如图所示，在光滑的水平桌面上，a和b是两条固定的平行长直导线，通过的
电流强度相等．矩形线框位于两条导线的正中间，通有顺时针方向的电流，在a、b产生的磁场作用下静止．
则a、b的电流方向可能是
A．均向左
B．均向右
C．a的向左，b的向右
D．a的向右，b的向左
13．（2022·湖北·高考真题）如图所示，两平行导轨在同一水平面内。一导体棒垂直放在导轨上，棒与导
轨间的动摩擦因数恒定。整个装置置于匀强磁场中，磁感应强度大小恒定，方向与金属棒垂直、与水平向
右方向的夹角θ可调。导体棒沿导轨向右运动，现给导体棒通以图示方向的恒定电流，适当调整磁场方向，
可以使导体棒沿导轨做匀加速运动或匀减速运动。已知导体棒加速时，加速度的最大值为 g；减速时，
加速度的最大值为 g，其中g为重力加速度大小。下列说法正确的是（ ）
A．棒与导轨间的动摩擦因数为
B．棒与导轨间的动摩擦因数为
C．加速阶段加速度大小最大时，磁场方向斜向下，θ=60°
D．减速阶段加速度大小最大时，磁场方向斜向上，θ=150°
14．（2021·重庆·高考真题）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 水平固定，圆线圈P与 、N共轴且平行等距。初始时，线圈 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
15．（2021·浙江·高考真题）如图所示，有两根用超导材料制成的长直平行细导线a、b，分别通以 和
流向相同的电流，两导线构成的平面内有一点p，到两导线的距离相等。下列说法正确的是（ ）
A．两导线受到的安培力
B．导线所受的安培力可以用 计算
C．移走导线b前后，p点的磁感应强度方向改变
D．在离两导线所在的平面有一定距离的有限空间内，不存在磁感应强度为零的位置
