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1、五年2018-2022高考物理真题按知识点分类汇编21-安培力（含解析）一、单选题1.（2022 北京高考真题）如图所示平面内，在通有图示方向电流/的长直导线右侧，固定一矩形金属线框必cd,a d 边与导线平行。调节电流/使得空间各点的磁感应强度随时间均匀增加，则（）a b口d cA.线框中产生的感应电流方向为a-人 f c f d f aB.线框中产生的感应电流逐渐增大C.线框a d 边所受的安培力大小恒定D.线框整体受到的安培力方向水平向右2.（2022江苏 高考真题）如图所示，两根固定的通电长直导线“、人相互垂直，a 平行于纸面，电流方向向右，人 垂直于纸面，电流方向向里，则导线。所受安
2、培力方向（）：aIIb）rA.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D.左半部分垂直纸面向里，右半部分垂直纸面向外3.（2022 湖南统考高考真题）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0 0,上，其所在区域存在方向垂直指向0 0,的磁场，与 O。，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（6）所示。导线通以电流/,静止后,悬线偏离竖直方向的夹角 为 心 下 列 说法正确的是（）B.电流/增大，静止后，导线对悬线的拉力不变C.tand与电流/成正比D.sin。与电流/成正比4.（2022.浙江 统考高考真题）利用
3、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/的大小，然后保持电流/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/和L 的关系图象，则正确的是（）5.（2022.浙江.统考高考真题）如图所示，将一通电螺线管竖直放置，螺线管内部形成方向竖直向上、磁感应强度大小8=公的匀强磁场，在内部用绝缘轻绳悬挂一与螺线管共轴的金属薄圆管，其电阻率为夕、高度为限半径为人 厚度为则（）试卷第2 页，共 10页B.圆管的感应电动势大小为叱h7rdlik C.圆 管 的热功率大小为曾二2PD.轻绳对圆管的拉力随时间减小6.（2
4、021江苏高考真题）在光滑桌面上将长为;rL 的软导线两端固定，固定点的距离为2 L,导线通有电流/,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.BIL B.2BIL C.兀BIL D.2兀BIL7.（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乙，四根平行直导线均通入电流乙，电流方向如图所示，下列截面图中可能正确表示通电后长8.（2020.海南统考高考真题）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/时，导线所受安培力的方向
5、为（）上C.向左D.向右9.（202。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人 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（）2 日 13口A.1、3 线圈静止不动,2、4 线圈沿着对角线向内运动B.I、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10.（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
6、时针方向电流时，铜线所受安培力的方向（）试卷第4 页，共 10页XX前X左（X/XX XX XX XX X后x X节X XA.向前B.向后C.向左D.向右11.（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 如 导 体 棒 受 到 的 安 培 力 大 小 为 F,则 线 框 受 到 的 安 培 力 的 大 小 为（）A.2尸B.1.5FC.0.5FD.012.（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厂的大小
7、与通过导线的电流/的关系图象正确的是（）13.（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&方向垂直于斜面向上，通有电流/的金属细杆水平静止在斜面上.若电流变为0.5/,磁感应强度大小变为3 B,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14.（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 H,线 圈 I 固定，线圈H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
8、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n 的作用力大于线圈n 对线圈I 的作用力D.线 圈 I 对线圈n 的作用力与托盘对线圈n 的作用力是一对相互作用力15.（2018 浙江高考真题）处于磁场B 中的矩形金属线框可绕轴OO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 的方向正确的是试卷第6 页，共 10页D.二、多选题1 6.（2 0 2 2 湖北统考高考真题）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6 可调
9、。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3 g;减速时，加速度的3最大值为后g，其中g为重力加速度大小。下列说法正确的是（）B.棒与导轨间的动摩擦因数为正3C.加速阶段加速度大小最大时，磁场方向斜向下，族6 0 D.减速阶段加速度大小最大时，磁场方向斜向上，小 1 5 0。1 7.（2 0 2 1.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，在线圈尸处产生沿半径方向的
10、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.若尸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18.（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、分别通以80A和 100A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-80APb-0.2/7 2B=5xT-0,2m x 0.2m-Tx1 2.A【详解】当导
11、线的方向与磁场方向垂直时所受的安培力尸=B，则描述导线受到的安培力F的大小与通过导线的电流/的关系图象一条过原点的直线。故选A o1 3.A【分析】本题是一道关于安培力的共点力的平衡问题及牛顿第二定律相关知识【详解】最初金属细杆受到三个力作用，且合力为零，如图所示由平衡可知，安培力F =B1 L =mg s i n 0答案第5页，共 1 2 页若电流变为0.5/,磁感应强度大小变为3B,则安培力=3 B x x L =1,5 mg s i n 0根据牛顿第二定律F 1 m g s i n 0=m a故金属细杆以4 =0.5 g s i n，的加速度沿着斜面加速上滑，故A正确，BCD错误.故选A
12、 o1 4.A【详解】当两线圈电流相同时，表现为相互吸引，电流方向相反时，表现为相互排斥，故当天平示数为正时，两者相互排斥，电流方向相反，当天平示数为负时，两者相互吸引，电流方向相同，A正确B错误；线 圈I对线圈n的作用力与线圈n对线圈I的作用力是一对相互作用力，等大反向，c错误；静止时，线圈I I平衡，线 圈I对线圈n的作用力与托盘对线圈n的作用力是一对平衡力，D错误.【点睛】本题的原理是两通电直导线间的相互作用规律：两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用.电流方向相同时，将会吸引;电流方向相反时，将会排斥.1 5.D【详解】由图可知：磁场的方向水平向左，由左手定则可知：左边受到的安
13、培力方向竖直向上，右边受到的安培力方向竖直向下，故D正确，A、B、C错误;故选D.1 6.B C【详解】设磁场方向与水平方向夹角为仇，力9 0。;当导体棒加速且加速度最大时，合力向答案第6页，共1 2页右最大，根据左手定则和受力分析可知安培力应该斜向右上方，磁场方向斜向右下方，此时有尸s i n，|一(mg-Fcos4)=ma1令根据数学知识可得则有s i n(q+a)=F(历/1同理磁场方向与水平方向夹角为0 2,仇 9 0。，当导体棒减速，且加速度最大时，合力向左最大，根据左手定则和受力分析可知安培力应该斜向左下方，磁场方向斜向左上方，此时有F sin(mg+F cos&)=有“1+2卜皿
14、旦+)=nui2-/.img所以有s i“。加带等当加速或减速加速度分别最大时，不等式均取等于，联立可得带入1cos a=r=际可得a=3 0,此时4=%=60答案第7页，共1 2页加速阶段加速度大小最大时，磁场方向斜向右下方，有0=4=60减速阶段加速度大小最大时，磁场方向斜向左上方，有=-0,=120故 BC正确，AD错误。故选BCo17.BC【详解】A B.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，若尸处磁场方向沿半径向外，由左手定则可知，可在尸中通入负向电流，故 A 错误，B 正确；C D.若 P 处磁场方向沿半径向内，由左手定则可知
15、，可在P 中通入正向电流，故 C 正确，D 错误。故选BCo18.BCD【详解】A.两导线受到的安培力是相互作用力，大小相等，故 A 错误；B.导线所受的安培力可以用尸=忆3 计算，因为磁场与导线垂直，故 B 正确；C.移走导线前，匕的电流较大，则p 点磁场方向与产生磁场方向同向，向里，移走后，p 点磁场方向与a 产生磁场方向相同，向外，故 C 正确；D.在离两导线所在的平面有一定距离的有限空间内，两导线在任意点产生的磁场均不在同一条直线上，故不存在磁感应强度为零的位置。故 D 正确。故选BCD19.BD【详解】A.金属棒。第一次穿过磁场时受到安培力的作用，做减速运动，由于速度减小，感应电流减
16、小，安培力减小，加速度减小，故金属棒做加速度减小的减速直线运动，故 A错误；B.根据右手定则可知，金属棒a 第一次穿过磁场时回路中有逆时针方向的感应电流，故 B正确；C.电路中产生的平均电动势为答案第8 页，共 12页-BL dE =-=-z A r平均电流为7 =A2 R金属棒受到的安培力为F =BI d规定向右为正方向，对金属棒小根据动量定理得-Bld-A f =mava-解得对金属棒第一次离开磁场时速度va=1.5 m/s金属棒第一次穿过磁场区域的过程中，电路中产生的总热量等于金属棒a机械能的减少量,即联立并带入数据得2 =0.6 8 7 5 J由于两棒电阻相同，两棒产生的焦耳热相同，则
17、金属棒人上产生的焦耳热Q =0.3 4 3 7 5 J故 C错误；D.规定向右为正方向，两金属棒碰撞过程根据动量守恒和机械能守恒得瓶3=隙/；,+叫居1 2 1 ,2 1 2=5%匕+万网必联立并带入数据解得金属棒a 反弹的速度为va=-0.5 m/s设金属棒。最终停在距磁场左边界X 处，则从反弹进入磁场到停下来的过程，电路中产生的平均电动势为A O1 B(L-x)d f A?平均电流为答案第9页，共 1 2 页一 EI=2R金属棒。受到的安培力为F=Bld规定向右为正方向，对金属棒4,根据动量定理得-B I d-A r =0 叫 产：联立并带入数据解得x =0.8 m故 D正确。故选B D
18、o2 0.竿k2NBllr(2)成 佃+5 2)dk；4NBIr【详解】（1）由题意当线圈中通入微小电流/时，线圈中的安培力为F=NB11根据胡克定律有F=NBIl=k x,A冈 I=N7BIl设此时细杆转过的弧度为仇则可知反射光线转过的弧度为2 仇 又因为d A x,/d则s i n(9 (9,s i n2 6 B 2 9答案第1 0 页，共 1 2 页所以有A x =d Os=2。联立可得(2)因为测量前未调零，设没有通电流时偏移的弧长为-当初始时反射光点在。点上方,通电流/后根据前面的结论可知有当电流反向后有I NBI lr,另=-Sdk联立可得/,二或(号+与)-4 NBlr同理可得初
19、始时反射光点在0点下方结果也相同，故待测电流的大小为一 A NBlr22 1.(1)2 m/s (2)凤mis(3)-C【详解】(1)安培力F =B I L,加速度 =%,m m速度 H =j 2 a(%-x J =2机/s ；(2)在区间-0.2 m,安培力F =5 xI L,如图所示答案第1 1页，共1 2页(3)根 据 动 量 定 理 可 得=,电荷量 Q =C U =C B L v，在x =-0.2 机处的速度匕=匕=2 m/s ,联立解得。=晟=:：；CB七 十 m 72 2.(1)后;吟 萼 出(1 B(3)2 asm(g sin 0-a)dBa【详解】(1)匀加速直线运动B=2as解得口 =缶 7(2)安培力F行I d B金属棒所受合力尸=mgsiw，-七牛顿运动定律F=ma解得/=变四”dBV(3)运动时间”一 电 荷 量。=a解得 0 =/7 加 gsin6-4)7-dBa点睛：本题是通电金属棒在磁场中匀加速运动的问题，考生易误认为是电磁感应问题而用电磁感应规律求解.答案第12页，共 12页