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专题09 磁场
考点
十年考情（2015-2024）
命题趋势
考点1 磁现象
磁场
（10 年10
考）
2023·福建·高考真题、2023·浙江·高考真题、2022·
江苏·高考真题、2022·浙江·高考真题、2022·福建·
高考真题、2022·广东·高考真题、2022·全国·高考
真题、2021·全国·高考真题、2021·浙江·高考真
题、2021·福建·高考真题、2020·北京·高考真题、
2020·浙江·高考真题、2020·上海·高考真题、2020·
浙江·高考真题、2019·江苏·高考真题、2019·浙江·
高考真题、2018·全国·高考真题、2018·浙江·高考
真题、2017·浙江·高考真题、2017·江苏·高考真
题、2017·全国·高考真题、2016·上海·高考真题、
2016·海南·高考真题、2016·北京·高考真题、2015·
全国·高考真题、2015·上海·高考真题
本章主要考查电流的磁效应、安
培力、带电粒子在磁场中运动的
问题，主要涉及各种电流产生的
磁场、安培力的大小和方向、带
电粒子在洛伦兹力作用下的运
动，主要体现在以下几方面:
(1)电流磁效应主要结合安培力
的大小和方向、静电力平衡、安
培力做功等问题考查。
(2)匀强磁场中带电粒子做圆周
运动，主要涉及群发粒子的收集
比例问题。
(3)带电粒子在复合场的运动主
要涉及叠加和不叠加两种形式，
主要考查轨迹多解问题和霍尔效
应、磁流体发电机等。
考点2 安培力
（10 年10
考）
2024·重庆·高考真题、2024·福建·高考真题、2024·
浙江·高考真题、2023·北京·高考真题、2023·江苏·
高考真题、2023·河北·高考真题、2023·海南·高考
真题、2022·湖南·高考真题、2022·浙江·高考真
题、2022·湖北·高考真题、2021·江苏·高考真题、
2021·广东·高考真题、2021·广东·高考真题、2021·
重庆·高考真题、2021·浙江·高考真题、2020·海南·
高考真题、2020·上海·高考真题、2020·浙江·高考
真题、2019·海南·高考真题、2019·全国·高考真
题、2019·浙江·高考真题、2018·海南·高考真题、
2018·浙江·高考真题、2018·江苏·高考真题、2017·
浙江·高考真题、2017·全国·高考真题、2016·海南·
高考真题、2016·全国·高考真题、2015·全国·高考
真题、2015·重庆·高考真题、2015·浙江·高考真
题、2015·上海·高考真题
考点01 磁现象 磁场
一、单选题
1．（2023·浙江·高考真题）某兴趣小组设计的测量大电流的装置如图所示，通有电流I 的螺绕环在霍尔元
件处产生的磁场
，通有待测电流
的直导线
垂直穿过螺绕环中心，在霍尔元件处产生的磁场
。调节电阻R，当电流表示数为
时，元件输出霍尔电压
为零，则待测电流
的方向和大小分
别为（ ）
1
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A．a→b，
B．a→b，
C．
，
D．
，
2．（2022·江苏·高考真题）如图所示，两根固定的通电长直导线a、b 相互垂直，a 平行于纸面，电流方向
向右，b 垂直于纸面，电流方向向里，则导线a 所受安培力方向（ ）
A．平行于纸面向上
B．平行于纸面向下
C．左半部分垂直纸面向外，右半部分垂直纸面向里
3．（2022·浙江·高考真题）下列说法正确的是（ ）
A．恒定磁场对静置于其中的电荷有力的作用
B．小磁针N 极在磁场中的受力方向是该点磁感应强度的方向
C．正弦交流发电机工作时，穿过线圈平面的磁通量最大时，电流最大
D．升压变压器中，副线圈的磁通量变化率大于原线圈的磁通量变化率
4．（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
5．（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（ ）
2
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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
6．（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
7．（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
，I 1> I 2。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
8．（2020·上海·高考真题）如图所示，线框abcd 通有恒定电流的长直导线线框从位置I 按照以下四种方式
运动，磁通S 变化的绝对值最大的是（ ）
3
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A．平移到位置II
B．以bd 为转轴转到位置II
C．以MN 为转轴转到位置Ⅲ
D．平移到以MN 为对称轴的位置III
9．（2020·上海·高考真题）如图，在通电螺线管中央轴线上a，b、c 三点和外侧的d 点中，磁感应强度最
大的是（ ）
A．a
B．b
C．c
D．d
10．（2020·浙江·高考真题）以下物理量为矢量，且单位是国际单位制基本单位的是（ ）
A．电流、A
B．位移、m
C．功、J
D．磁感应强度、T
11．（2019·浙江·高考真题）发现电流磁效应的物理学家是（ ）
A．法拉第
B．奥斯特
C．库仑
D．安培
12．（2018·浙江·高考真题）在城市建设施工中，经常需要确定地下金属管线的位置，如图所示，有一种
探测方法是，首先给金属长直管线通上电流，再用可以测量磁场强弱、方向的仪器进行以下操作：①用测
量仪在金属管线附近的水平地面上找到磁场的最强的某点，记为a；②在a 点附近的地面上，找到与a 点
磁感应强度相同的若干点，将这些点连成直线EF；③在地面上过a 点垂直于EF 的直线上，找到磁场方向
与地面夹角为45°的b、c 两点，测得b、c 两点距离为L，由此可确定金属管线（ ）
A．平行于EF，深度为
4
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B．平行于EF，深度为L
C．垂直于EF，深度为
D．垂直于EF，深度为L
13．（2017·浙江·高考真题）如图所示，把一根通电的硬直导线ab 用轻绳悬挂在通电螺线管正上方，直导
线中的电流方向由a 向b.闭合开关S 瞬间，导线a 端所受安培力的方向是( )
A．向上
B．向下
C．垂直纸面向外
D．垂直纸面向里
14．（2017·江苏·高考真题）如图所示，两个单匝线圈a、b 的半径分别为r 和2r.圆形匀强磁场B 的边缘恰
好与a 线圈重合，则穿过a、b 两线圈的磁通量之比为( )
A．1 1∶
B．1 2∶
C．1 4∶
D．4 1∶
15．（2017·全国·高考真题）如图所示，在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中，两长直导线P 和Q 垂直于
纸面固定放置，两者之间的距离为l.在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I 时，纸面内与两导线
距离均为l 的a 点处的磁感应强度为零．如果让P 中的电流反向、其他条件不变，则a 点处磁感应强度的
大小为( )
A．0
B．
C．
D．2B0
16．（2016·上海·高考真题）如图，一束电子沿z 轴正向流动，则在图中y 轴上A 点的磁场方向是（ ）
5
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A．+x 方向
B．﹣x 方向
C．+y 方向
D．﹣y 方向
17．（2016·海南·高考真题）如图，一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直平面内，环的圆心
与两导线距离相等，环的直径小于两导线间距。两导线中通有大小相等、方向向下的恒定电流，若
（ ）
A．金属环向上运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向
B．金属环向下运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向
C．金属环向左侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为逆时针方向
D．金属环向右侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为逆时针方向
18．（2016·北京·高考真题）中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角，“以磁石磨针
锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图。结
合上述材料，下列说法不正确的是（ ）
A．地理南、北极与地磁场的南、北极不重合
B．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近
C．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
D．地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用
二、多选题
19．（2023·福建·高考真题）地球本身是一个大磁体，其磁场分布示意图如图所示。学术界对于地磁场的
形成机制尚无共识。一种理论认为地磁场主要源于地表电荷随地球自转产生的环形电流。基于此理论，下
列判断正确的是（ ）
6
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A．地表电荷为负电荷
B．环形电流方向与地球自转方向相同
C．若地表电荷的电量增加，则地磁场强度增大
D．若地球自转角速度减小，则地磁场强度增大
20．（2022·福建·高考真题）奥斯特利用如图所示实验装置研究电流的磁效应。一个可自由转动的小磁针
放在白金丝导线正下方，导线两端与一伏打电池相连。接通电源瞬间，小磁针发生了明显偏转。奥斯特采
用控制变量法，继续研究了导线直径、导线材料、电池电动势以及小磁针位置等因素对小磁针偏转情况的
影响。他能得到的实验结果有（ ）
A．减小白金丝直径，小磁针仍能偏转
B．用铜导线替换白金丝，小磁针仍能偏转
C．减小电源电动势，小磁针一定不能偏转
D．小磁针的偏转情况与其放置位置无关
21．（2022·广东·高考真题）如图所示，水平地面（
平面）下有一根平行于y 轴且通有恒定电流I 的长
直导线。P、M 和N 为地面上的三点，P 点位于导线正上方，
平行于y 轴，
平行于x 轴。一闭合的
圆形金属线圈，圆心在P 点，可沿不同方向以相同的速率做匀速直线运动，运动过程中线圈平面始终与地
面平行。下列说法正确的有（ ）
A．N 点与M 点的磁感应强度大小相等，方向相同
B．线圈沿PN 方向运动时，穿过线圈的磁通量不变
C．线圈从P 点开始竖直向上运动时，线圈中无感应电流
D．线圈从P 到M 过程的感应电动势与从P 到N 过程的感应电动势相等
22．（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
Bx/μT
By/μT
Bz/μT
7
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号
1
0
21
- 45
2
0
- 20
- 46
3
21
0
- 45
4
- 21
0
- 45
A．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
23．（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
24．（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L1、L2，L1中的电流方向向左，
L2中的电流方向向上；L1的正上方有a、b 两点，它们相对于L2对称。整个系统处于匀强外磁场中，外磁
场的磁感应强度大小为B0，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
B0和
B0，方
向也垂直于纸面向外。则（ ）
8
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A．流经L1的电流在b 点产生的磁感应强度大小为
B0
B．流经L1的电流在a 点产生的磁感应强度大小为
B0
C．流经L2的电流在b 点产生的磁感应强度大小为
B0
D．流经L2的电流在a 点产生的磁感应强度大小为
B0
25．（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
26．（2015·全国·高考真题）指南针是我国古代四大发明之一。关于指南针，下列说明正确的是（ ）
A．指南针可以仅具有一个磁极
B．指南针能够指向南北，说明地球具有磁场
C．指南针的指向会受到附近铁块的干扰
D．在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时指南针不偏转
三、实验题
27．（2015·上海·高考真题）在“用DIS 研究通电螺线管的磁感应强度”实验中
（1）在对螺线管通电 （选填“前”或“后”）必须对磁传感器进行调零．
（2）（单选题）实验时，将磁传感器探管前端插至通电螺线管轴线中点时，磁传感器读数为5mT．减小
通电螺线管的电流后，将探管从螺线管的另一端插入，当探管前端再次到达螺线管轴线中点时，磁传感器
的读数可能为( )
A．5mT B．-5mT C． 3mT D．-3mT
四、填空题
9
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28．（2015·上海·高考真题）如图，两根通电长直导线a、b 平行放置，a、b 中的电流强度分别为I 和2I，
此时a 受到的磁场力大小为F，若以该磁场力的方向为正，则b 受到的磁场力大小为 ．当在a、b 的
正中间再放置一根与a、b 平行共面的通电长直导线c 后，a 受到的磁场力大小变为2F，则此时b 受到的磁
场力大小为 ．
考点02 安培力
一、单选题
1．（2024·浙江·高考真题）磁电式电表原理示意图如图所示，两磁极装有极靴，极靴中间还有一个用软铁
制成的圆柱。极靴与圆柱间的磁场都沿半径方向，两者之间有可转动的线圈。a、b、c 和d 为磁场中的四
个点。下列说法正确的是（ ）
A．图示左侧通电导线受到安培力向下
B．a、b 两点的磁感应强度相同
C．圆柱内的磁感应强度处处为零
D．c、d 两点的磁感应强度大小相等
2．（2023·北京·高考真题）如图所示，在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场中，固定一
内部真空且内壁光滑的圆柱形薄壁绝缘管道，其轴线与磁场垂直。管道横截面半径为a，长度为l（
）。带电粒子束持续以某一速度v 沿轴线进入管道，粒子在磁场力作用下经过一段圆弧垂直打到管壁上，
与管壁发生弹性碰撞，多次碰撞后从另一端射出，单位时间进入管道的粒子数为n，粒子电荷量为
，不
计粒子的重力、粒子间的相互作用，下列说法不正确的是（ ）
A．粒子在磁场中运动的圆弧半径为a
B．粒子质量为
C．管道内的等效电流为
D．粒子束对管道的平均作用力大小为
3．（2023·江苏·高考真题）如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B．L 形导线通以恒定电流I，放置在磁场
10
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中．已知ab 边长为2l，与磁场方向垂直，bc 边长为l，与磁场方向平行．该导线受到的安培力为（ ）
A．0
B．BIl
C．2BIl
D．
4．（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
5．（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．
6．（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．
7．（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
11
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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．
8．（2020·海南·高考真题）如图，在一个蹄形电磁铁的两个磁极的正中间放置一根长直导线，当导线中通
有垂直于纸面向里的电流I 时，导线所受安培力的方向为（ ）
A．向上
B．向下
C．向左
D．向右
9．（2020·上海·高考真题）如图所示，接有直流电源E 的光滑金属导轨水平放置。电阻不可忽略的导体棒
ab 静止于导轨上，当电键S 闭合的瞬间，导体棒（ ）
A．向左移动
B．向右移动
C．上下弹跳
D．保持不动
10．（2020·浙江·高考真题）如图所示，在光滑绝缘水平面上，两条固定的相互垂直彼此绝缘的导线通以
大小相同的电流I。在角平分线上，对称放置四个相同的正方形金属框。当电流在相同时间间隔内增加相
同量，则（ ）
12
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A．1、3 线圈静止不动，2、4 线圈沿着对角线向内运动
B．1、3 线圈静止不动，2、4 线圈沿着对角线向外运动
C．2、4 线圈静止不动，1、3 线圈沿着对角线向内运动
D．2、4 线圈静止不动，1、3 线圈沿着对角线向外运动
11．（2019·海南·高考真题）如图，一段半圆形粗铜线固定在绝缘水平桌面（纸面）上，铜线所在空间有
一匀强磁场，磁场方向竖直向下，当铜线通有顺时针方向电流时，铜线所受安培力的方向（ ）
A．向前
B．向后
C．向左
D．向右
12．（2019·全国·高考真题）如图，等边三角形线框LMN 由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场
中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点M、N 与直流电源两端相接，已知导体棒MN 受到的安培
力大小为F，则线框LMN 受到的安培力的大小为（ ）
A．2F
B．1.5F
C．0.5F
D．0
13．（2019·浙江·高考真题）在磁场中的同一位置放置一条直导线，导线的方向与磁场方向垂直，则下列
描述导线受到的安培力F 的大小与通过导线的电流I 的关系图象正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
13
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14．（2018·海南·高考真题）如图，一绝缘光滑固定斜面处于匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B，方
向垂直于斜面向上，通有电流I 的金属细杆水平静止在斜面上．若电流变为0.5I，磁感应强度大小变为
3B，电流和磁场的方向均不变，则金属细杆将（ ）
A．沿斜面加速上滑
B．沿斜面加速下滑
C．沿斜面匀速上滑
D．仍静止在斜面上
15．（2019·浙江·高考真题）电流天平是一种测量磁场力的装置，如图所示．两相距很近的通电平行线圈
Ⅰ和Ⅱ，线圈Ⅰ固定，线圈Ⅱ置于天平托盘上．当两线圈均无电流通过时，天平示数恰好为零．下列说法
正确的是（ ）
A．当天平示数为负时，两线圈电流方向相同
B．当天平示数为正时，两线圈电流方向相同
C．线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力大于线圈Ⅱ对线圈Ⅰ的作用力
D．线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力与托盘对线圈Ⅱ的作用力是一对相互作用力
16．（2017·浙江·高考真题）如图所示，两平行直导线
和
竖直放置，通以方向相反大小相等的电流，
a、b 两点位于两导线所在的平面内，则（ ）
14
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A．b 点的磁感应强度为零
B．
导线在a 点产生的磁场方向垂直纸面向里
C．
导线受到的安培力方向向右
D．同时改变了导线的电流方向，
导线受到的安培力方向不变
17．（2018·浙江·高考真题）处于磁场B 中的矩形金属线框可绕轴
转动，当线框中通以电流I 时，如图
所示，此时线框左右两边受到安培力F 的方向正确的是
A．
B．
C．
D．
18．（2017·浙江·高考真题）如图所示，把一根通电的硬直导线ab 用轻绳悬挂在通电螺线管正上方，直导
线中的电流方向由a 向b.闭合开关S 瞬间，导线a 端所受安培力的方向是( )
A．向上
B．向下
C．垂直纸面向外
D．垂直纸面向里
19．（2017·上海·高考真题）如图，一导体棒ab 静止在U 型铁芯的两臂之间．电键闭合后导体棒受到的安
培力方向（ ）
A．向上
B．向下
C．向左
D．向右
二、多选题
20．（2024·福建·高考真题）将半径为r 的铜导线半圆环AB 用两根不可伸长的绝缘线a、b 悬挂于天花板上，
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AB 置于垂直纸面向外的大小为B 的磁场中，现给导线通以自A 到B 大小为I 的电流，则（ ）
A．通电后两绳拉力变小
B．通电后两绳拉力变大
C．安培力为
D．安培力为
21．（2023·河北·高考真题）如图，绝缘水平面上四根完全相同的光滑金属杆围成矩形，彼此接触良好，
匀强磁场方向竖直向下。金属杆2、3 固定不动，1、4 同时沿图箭头方向移动，移动过程中金属杆所围成
的矩形周长保持不变。当金属杆移动到图位置时，金属杆所围面积与初始时相同。在此过程中（ ）
A．金属杆所围回路中电流方向保持不变
B．通过金属杆截面的电荷量随时间均匀增加
C．金属杆1 所受安培力方向与运动方向先相同后相反
D．金属杆4 所受安培力方向与运动方向先相反后相同
22．（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°
23．（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
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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
24．（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
25．（2017·全国·高考真题）如图，三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距，均通有电流I，L1
中电流方向与L2中的相同，与L3中的相反，下列说法正确的是（ ）
A．L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直
B．L3所受磁场作用力的方向与 L1、L2所在平面垂直
C．L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为
D．L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为
26．（2016·海南·高考真题）如图（a）所示，扬声器中有一线圈处于磁场中，当音频电流信号通过线圈时，
线圈带动纸盆振动，发出声音。俯视图（b）表示处于辐射状磁场中的线圈（线圈平面即纸面），磁场方
向如图中箭头所示。在图（b）中（ ）
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A．当电流沿顺时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里
B．当电流沿顺时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外
C．当电流沿逆时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里
D．当电流沿逆时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外
三、实验题
27．（2016·全国·高考真题）某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验。两根金属导轨ab 和a1b1固
定在同一水平面内且相互平行，足够大的电磁铁（未画出）的N 极位于两导轨的正上方，S 极位于两导轨
的正下方，一金属棒置于导轨上且两导轨垂直。
（1）在图中画出连线，完成实验电路。要求滑动变阻器以限流方式接入电路，且在开关闭合后，金属棒
沿箭头所示的方向移动。
（2）为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，有人提出以下建议：
A．适当增加两导轨间的距离
B．换一根更长的金属棒
C．适当增大金属棒中的电流
其中正确的是 （填入正确选项前的标号）
四、解答题
28．（2024·重庆·高考真题）小明设计了如图所示的方案，探究金属杆在磁场中的运动情况，质量分别为
2m、m 的金属杆P、Q 用两根不可伸长的导线相连，形成闭合回路，两根导线的间距和P、Q 的长度均为
L，仅在Q 的运动区域存在磁感应强度大小为B、方向水平向左的匀强磁场。Q 在垂直于磁场方向的竖直面
内向上运动，P、Q 始终保持水平，不计空气阻力、摩擦和导线质量，忽略回路电流产生的磁场。重力加速
度为g，当P 匀速下降时，求
（1）P 所受单根导线拉力的大小；
（2）Q 中电流的大小。
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29．（2023·海南·高考真题）如图所示，U 形金属杆上边长为
，质量为
，下端插入导
电液体中，导电液体连接电源，金属杆所在空间有垂直纸面向里
的匀强磁场。
（1）若插入导电液体部分深
，闭合电键后，金属杆飞起后，其下端离液面高度
，设杆
中电流不变，求金属杆离开液面时的速度大小和金属杆中的电流有多大；
（2）若金属杆下端刚与导电液体接触，改变电动势的大小，通电后金属杆跳起高度
，通电时间
，求通过金属杆截面的电荷量。
30．（2015·全国·高考真题）如图，一长为10cm 的金属棒ab 用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁
场中；磁场的磁感应强度大小为0.1T，方向垂直于纸面向里；弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘，金属棒
通过开关与一电动势为12V 的电池相连，电路总电阻为2Ω．已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5cm；
闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3cm，重力加速度大小取
10m/s2．判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向,并求出金属棒的质量．
31．（2019·浙江·高考真题）如图所示，在间距L=0.2m 的两光滑平行水平金属导轨间存在方向垂直于纸面
（向内为正）的磁场，磁感应强度为分布沿y 方向不变，沿x 方向如下：
导轨间通过单刀双掷开关S 连接恒流源和电容C=1F 的未充电的电容器，恒流源可为电路提供恒定电流
I=2A，电流方向如图所示．有一质量m=0.1kg 的金属棒ab 垂直导轨静止放置于x0=0.7m 处．开关S 掷向1，
棒ab 从静止开始运动，到达x3=－0.2m 处时，开关S 掷向2．已知棒ab 在运动过程中始终与导轨垂直．求：
（提示：可以用F－x 图象下的“面积”代表力F 所做的功）
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（1）棒ab 运动到x1=0.2m 时的速度v1；
（2）棒ab 运动到x2=－0.1m 时的速度v2；
（3）电容器最终所带的电荷量Q．
32．（2018·江苏·高考真题）如图所示，两条平行的光滑金属导轨所在平面与水平面的夹角为θ，间距为
d．导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向与导轨平面垂直．质量为m 的金属棒被固定在导轨
上，距底端的距离为s，导轨与外接电源相连，使金属棒通有电流．金属棒被松开后，以加速度a 沿导轨
匀加速下滑，金属棒中的电流始终保持恒定，重力加速度为g．求下滑到底端的过程中，金属棒：
（1）末速度的大小v；
（2）通过的电流大小I；
（3）通过的电荷量Q．
33．（2015·重庆·高考真题）音圈电机是一种应用于硬盘、光驱等系统的特殊电动机，如图是某音圈电机
的原理示意图，它由一对正对的磁极和一个正方形刚性线圈构成，线圈边长为L，匝数为n，磁极正对区
域内的磁感应强度方向垂直于线圈平面竖直向下，大小为B，区域外的磁场忽略不计．线圈左边始终在磁
场外，右边始终在磁场内，前后两边在磁场内的长度始终相等，某时刻线圈中电流从P 流向Q，大小为I.
(1)求此时线圈所受安培力的大小和方向；
(2)若此时线圈水平向右运动的速度大小为v，求安培力的功率．
34．（2015·浙江·高考真题）小明同学设计了一个电磁天平，如图1 所示，等臂天平的左臂为挂盘，右臂
挂有矩形线圈，两臂平衡．线圈的水平边长L=0.1m，竖直边长H=0.3m，匝数为
．线圈的下边处于匀强
磁场内，磁感应强度
，方向垂直线圈平面向里．线圈中通有可在0~2.0A 范围内调节的电流I．挂
盘放上待测物体后，调节线圈中电流使得天平平衡，测出电流即可测得物体的质量．（重力加速度取
）
（1）为使电磁天平的量程达到0.5kg，线圈的匝数
至少为多少；
（2）进一步探究电磁感应现象，另选
匝、形状相同的线圈，总电阻
，不接外电流，两臂
平衡，如图2 所示，保持
不变，在线圈上部另加垂直纸面向外的匀强磁场，且磁感应强度B 随时间均匀
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变大，磁场区域宽度
．当挂盘中放质量为0.01kg 的物体时，天平平衡，求此时磁感应强度的变化
率ΔB
Δt 。
五、填空题
35．（2015·上海·高考真题）如图，两根通电长直导线a、b 平行放置，a、b 中的电流强度分别为I 和2I，
此时a 受到的磁场力大小为F，若以该磁场力的方向为正，则b 受到的磁场力大小为 ．当在a、b 的
正中间再放置一根与a、b 平行共面的通电长直导线c 后，a 受到的磁场力大小变为2F，则此时b 受到的磁
场力大小为 ．
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