新高考物理三輪沖刺專項訓練壓軸題06 安培力（原卷版）

壓軸題06安培力1.本專題是磁場的典型題型之一，包括應用安培力的知識解決實際問題。高考中經(jīng)常選擇題中命題，在計算題中命題較少。2024年高考對于安培理的考查仍然是熱點。2.通過本專題的復習，不僅利于完善學生的知識體系，也有利于培養(yǎng)學生的物理核心素養(yǎng)。3.用到的相關知識有:右手螺旋定則，左手定則等。近幾年的高考命題中一直都是以壓軸題的形式存在，重點考查類型有通電導線在疊加磁場中的受力，安培力作用下的平衡問題和變速問題等?？枷蛞唬喊才嗔Φ那蠼獍才嗔τ嬎愕娜齻€要點(1)F＝IlB僅適用于通電導線與勻強磁場垂直的情況。(2)F＝IlBsinθ中，θ為電流方向與磁場方向的夾角。(3)在應用公式求安培力時，充分利用“等效長度”的概念，會使計算簡便。考向二：安培力的應用1．電動機電動機主要由磁鐵、線圈、換向器、電刷等構成。如圖所示是直流電動機的轉(zhuǎn)動原理圖。直流電動機是根據(jù)通電導體在磁場中會受到力的作用的原理來工作的。電動機的轉(zhuǎn)子上繞有線圈，通入電流，在定子的磁場里受到安培力，推動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。2．電流計(1)電流計的組成如圖所示，電流計由永久磁鐵、鐵芯、線圈、游絲、指針、刻度盤組成，最基本的部分是磁鐵和線圈。鐵芯、線圈和指針是一個整體，蹄形磁鐵內(nèi)置軟鐵是為了形成輻向分布的磁場，鐵芯轉(zhuǎn)動時游絲會發(fā)生形變。(2)電流計的工作原理①蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是均勻輻向分布的，不管通電線圈轉(zhuǎn)到什么位置，它的平面都跟磁感線平行。線圈所在處的磁感應強度的大小都相同。②當線圈中通有電流時，線圈受安培力作用而轉(zhuǎn)動，使游絲扭轉(zhuǎn)形變，從而對線圈的轉(zhuǎn)動產(chǎn)生阻礙。當安培力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動與游絲形變產(chǎn)生的阻礙達到平衡時，指針便停留在某一刻度。電流越大，安培力越大，指針偏轉(zhuǎn)角度越大。3.電流天平如圖所示，天平左盤放砝碼，右盤下懸掛線圈，線圈處于磁場中。當線圈沒有通電時，天平處于平衡狀態(tài)。線圈通電后，在磁場中的導線a、b、c段均受安培力作用。由左手定則和安培力公式可知，a、c段導線所受的安培力大小相等、方向相反，互相抵消，而b段導線所受的安培力方向向上，從而使天平的平衡被破壞。通過在右盤加砝碼(或移動游碼)使天平重新平衡，根據(jù)砝碼的質(zhì)量可推知線圈所受安培力的大小。進一步由線圈的匝數(shù)、電流的大小、磁場中導線的長度，還可確定磁感應強度的大小。考向三：安培力作用下導體的運動問題1.分析思路(1)明確導體所在位置的磁場分布情況。(2)利用左手定則判斷導體所受安培力的方向。(3)根據(jù)導體的受力情況確定導體的運動情況或運動趨勢。2.判斷方法電流元法把整段導線分為許多段直線電流元，先用左手定則判斷每段電流元受力的方向，然后判斷整段導線所受合力的方向，從而確定導線運動方向等效法環(huán)形電流可等效成小磁針，通電螺線管可等效成條形磁體或多個環(huán)形電流，反過來等效也成立特殊位置法通過轉(zhuǎn)動通電導線到某個便于分析的特殊位置(如轉(zhuǎn)過90°角)，然后判斷其所受安培力的方向，從而確定其運動方向結論法兩平行直線電流在相互作用過程中，無轉(zhuǎn)動趨勢，同向電流互相吸引，反向電流互相排斥；兩不平行的直線電流相互作用時，有轉(zhuǎn)到平行且電流方向相同的趨勢轉(zhuǎn)換研究對象法定性分析磁體在電流磁場作用下如何運動的問題，可先分析電流在磁體磁場中所受的安培力，然后由牛頓第三定律確定磁體所受電流磁場的作用，從而確定磁體所受合力及運動方向考向四:安培力作用下的平衡問題1.分析思路(1)選取研究對象，通常選通電導線或通電導體棒。(2)將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖，并在圖上標注角度、電流方向、磁場方向。(3)受力分析，其中安培力的方向用左手定則判斷(F安⊥B、F安⊥I)。(4)列平衡方程并求解。2.兩點注意(1)首先畫出通電導體所在處的磁感線的方向，再根據(jù)左手定則判斷安培力方向。(2)安培力大小與導體放置的角度有關，l為導體垂直于磁場方向的長度，即有效長度?？枷蛭澹喊才嗔ψ饔孟碌膭恿W問題(1)選擇觀察角度，將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖。(2)進行電路分析、受力分析。(3)根據(jù)牛頓第二定律結合運動學公式處理動力學問題。考向六：安培力作用下的功、能問題結合受力分析、電路分析，利用動能定理、能量守恒定律等處理安培力作用下的功、能問題。01安培力的求解1.如圖所示，力傳感器固定在天花板上，邊長為L的正方形勻質(zhì)導線框abcd用不可伸長的輕質(zhì)絕緣細線懸掛于力傳感器的測力端，導線框與磁感應強度的方向垂直，線框的bcd部分處于勻強磁場中，b、d兩點位于勻強磁場的水平邊界線上。若在導線框中通以大小為I、方向如圖所示的恒定電流，導線框處于靜止狀態(tài)時，力傳感器的示數(shù)為F1。只改變電流方向，其他條件不變，力傳感器的示數(shù)為F2。該勻強磁場的磁感應強度大小為()A.eq\f(F2－F1,4IL) B.eq\f(F1－F2,4IL)C.eq\f(\r(2)（F2－F1）,4IL) D.eq\f(\r(2)（F1－F2）,4IL)02安培力的應用2．電流天平是一種測量磁場力的裝置，如圖所示。兩相距很近的通電平行線圈Ⅰ和Ⅱ，線圈Ⅰ固定，線圈Ⅱ置于天平托盤上。當兩線圈中均無電流通過時，天平示數(shù)恰好為零。下列說法正確的是()A.當天平示數(shù)為負時，兩線圈中電流方向相同B.當天平示數(shù)為正時，兩線圈中電流方向相同C.線圈Ⅰ對線圈Ⅱ的作用力大于線圈Ⅱ?qū)€圈Ⅰ的作用力D.線圈Ⅱ的匝數(shù)越少，天平越靈敏03安培力作用下導體的運動問題3.一個可以自由運動的線圈L1和一個固定的線圈L2互相絕緣垂直放置，且兩個線圈的圓心重合，如圖所示。當兩線圈中通以圖示方向的電流時，從左向右看，線圈L1將()A.不動 B.順時針轉(zhuǎn)動C.逆時針轉(zhuǎn)動 D.向紙面里平動04安培力作用下的平衡4.質(zhì)量為m＝0.02kg的通電細桿ab置于傾角為θ＝37°的平行放置的導軌上，導軌間的距離d＝0.2m，桿ab與導軌間的動摩擦因數(shù)μ＝0.4，磁感應強度B＝2T的勻強磁場與導軌平面垂直且方向向下，如圖所示?，F(xiàn)調(diào)節(jié)滑動變阻器的觸頭，為使桿ab靜止不動，求：(1)通過ab桿電流大小的范圍(設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2)；(2)若ab桿中的電流為0.2A，且導軌是光滑的，其他條件不變，則要使ab桿靜止至少要施加一個多大的力？方向如何？05安培力作用下的動力學問題5.如圖所示，兩平行光滑導軌相距為d＝20cm，金屬棒MN的質(zhì)量為m＝10g，電阻R＝8Ω，勻強磁場的磁感應強度B＝0.8T，方向豎直向下，電源電動勢E＝10V，內(nèi)阻r＝1Ω，當開關S閉合時，MN恰好平衡，設導軌平面與水平面夾角θ＝45°，g取10m/s2。求：(1)金屬棒MN所受安培力的大?。?2)滑動變阻器R1接入電路中的阻值；(3)若滑動變阻器接入電路中的阻值為1Ω，則閉合開關的瞬間，求金屬棒的加速度大小。06安培力作用下的功、能問題6.(多選)光滑平行導軌水平放置，導軌左端與恒流電源(輸出電流不變)相連，右端與半徑為L＝20cm的兩段光滑圓弧導軌相接，一根質(zhì)量m＝60g、電阻R＝1Ω、長為L的導體棒ab用長也為L的絕緣細線懸掛，如圖所示，整個空間有豎直向下的勻強磁場，磁感應強度B＝0.5T，當閉合開關S后，導體棒沿圓弧擺動，擺到最大高度時，細線與豎直方向成θ＝53°角，擺動過程中導體棒始終與導軌接觸良好且細線處于張緊狀態(tài)，導軌電阻不計，sin53°＝0.8，g＝10m/s2，則()A.恒流電源提供的電流在導體棒ab中的方向為a→bB.恒流電源提供的電流為I＝3AC.導體棒在擺動過程中所受安培力F＝0.8ND.導體棒在擺動過程中電源提供的電能為0.048J一、單選題1．（23-24高三上·江西撫州·開學考試）如圖所示，由6根長度均為L的相同的金屬棒組成的正四面體線框ACDE放在勻強磁場中，磁場方向垂直CDE面向上，磁感應強度大小為B，將C、D兩點接入電路，從C點通入大小為I的恒定電流，正四面體保持不動，則下列判斷正確的是（）

A．CD邊受到的安培力大小為SKIPIF1<0B．整個線框受到的安培力的方向指向正四面體中心C．DE、CE兩條邊受到的安培力相同D．AE、AC、AD三條邊受到的安培力大小相同2．（23-24高三上·山東威?！て谥校┮桓L度為L質(zhì)量為m的粗細可忽略的導體棒A靜止緊靠在一個足夠長的絕緣半圓柱體底端，半圓柱體固定在水平面上，導體棒與柱體表面動摩擦因數(shù)為SKIPIF1<0，導體棒中通有垂直紙面向外的電流，其截面如圖，空間中加有沿柱體半徑向內(nèi)的輻向磁場，圓柱體表面磁場大小為B且處處相等，在導體棒中通變化的電流，使導體棒沿粗糙的圓柱體從底端緩慢向上滑動，導體棒與圓心的連線與水平方向所夾的銳角為SKIPIF1<0，在到達頂端的過程中。下列說法正確的是（）A．SKIPIF1<0時，導體棒所受的摩擦力最大B．SKIPIF1<0時，導體棒中電流最大C．導體棒所受重力與支持力的合力大小不變D．導體棒所受重力和安培力的合力方向與安培力方向的夾角變大3．（23-24高二下·重慶九龍坡·階段練習）如圖所示，水平桌面上固定放置一個絕緣光滑圓弧槽，長直導線MN平行于圓弧槽底邊放在圓弧槽上，導線中通有M→N的電流I，整個空間區(qū)域存在豎直向上的勻強磁場（圖中未畫出），MN靜止時，MO連線與豎直方向的夾角θ為SKIPIF1<0，圓弧槽對導線MN的支持力為FN，PP'與圓心O等高。下列說法正確的是（）A．若僅將磁場方向沿順時針緩慢旋轉(zhuǎn)45°過程中，則FN先增大后減小B．若僅將磁場方向沿逆時針緩慢旋轉(zhuǎn)45°過程中，則MO連線與豎直方向夾角的最大正切值為SKIPIF1<0C．若磁場的大小和方向可以改變，為使導線MN仍能在圖示位置處靜止，所需的最小磁感應強度的值為原來的SKIPIF1<0倍D．若僅將磁感應強度大小緩慢增大，導線MN將有可能沿圓弧槽緩慢運動到SKIPIF1<0上方4．（2024·江蘇·一模）在光滑桌面上將長為L的柔軟導線兩端點固定在間距可忽略不計的a、b兩點，導線通有圖示電流I，處在磁感應強度為B、方向豎直向下的勻強磁場中，則導線中的張力為（

）A．0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<05．（2024·廣東·二模）如圖1所示為磁電式電流表的結構圖，其基本組成部分是磁體和放在磁體兩級之間的線圈，線圈纏繞在鋁框上。極靴和中間軟鐵制成的圓柱形成輻向磁場，使磁場總沿半徑方向，如圖2所示。當線圈中有恒定電流時，安培力帶動線圈偏轉(zhuǎn)，在螺旋彈簧的共同作用下最終穩(wěn)定。下列說法正確的是（

）A．線圈受到的安培力的大小隨轉(zhuǎn)動發(fā)生改變B．線圈的磁通量始終為0C．線圈在轉(zhuǎn)動過程中不產(chǎn)生感應電動勢D．增加線圈匝數(shù)，可增加測量的靈敏度6．（23-24高三下·黑龍江·期末）如圖所示，絕緣水平面上，虛線SKIPIF1<0左側有垂直于水平面向上的勻強磁場、右側有垂直于水平面向下的勻強磁場，磁感應強度大小均為SKIPIF1<0，SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0為絕緣水平面上的三個固定點，SKIPIF1<0點在虛線上，SKIPIF1<0、SKIPIF1<0兩點在左右兩磁場中，兩根直的硬導線連接SKIPIF1<0和SKIPIF1<0間，軟導線連接在SKIPIF1<0間，SKIPIF1<0連線與SKIPIF1<0垂直，SKIPIF1<0、SKIPIF1<0到SKIPIF1<0的距離均為SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0三段導線電阻相等，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0。通過SKIPIF1<0、SKIPIF1<0兩點給線框通入大小為SKIPIF1<0的恒定電流，待SKIPIF1<0、SKIPIF1<0間軟導線形狀穩(wěn)定后線框受到的安培力大小為（）A．0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<07．（2024·湖北·一模）如圖所示，電阻均勻的圓環(huán)，固定于勻強磁場中，環(huán)平面與磁場方向垂直，PQ是直徑，劣弧MGN對應的圓心角為90°，當M、N與內(nèi)阻不計的直流電源相連，圓環(huán)所受的安培力大小為F1，當P、Q與該電源相連，圓環(huán)所受的安培力大小為F2，則兩力的比值SKIPIF1<0為（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<08．（2024·福建·一模）近年，我國階段性建成并成功運行了“電磁撬”，創(chuàng)造了大質(zhì)量電磁推進技術的世界最高速度紀錄，其原理如圖所示。兩平行長直金屬導軌固定在水平面，導軌間垂直安放金屬棒，且始終與導軌接觸良好，電流從一導軌流入，經(jīng)過金屬棒，再從另一導軌流回。已知平行導軌中的電流在兩導軌間產(chǎn)生的磁場可視為勻強磁場，磁感應強度B與電流I的關系式為SKIPIF1<0（k為常量且已知）。回路中的電流SKIPIF1<0SKIPIF1<0兩導軌內(nèi)側間距為k，金屬棒被推進的距離為SKIPIF1<0，金屬棒的質(zhì)量為SKIPIF1<0，不計任何摩擦與阻力，下列說法正確的是（）A．該“電磁撬”的原理為電磁感應B．金屬棒所在區(qū)域的磁場方向為垂直紙面向外C．金屬棒受到安培力的大小為1ND．金屬棒從靜止開始經(jīng)過推進后的速度大小為1m/s9．（2024·廣東韶關·二模）水平架設的三根絕緣直流輸電線纜彼此平行，某時刻電流方向如圖所示，電纜線M在最上方，兩根電纜線P、Q在下方，且位于同一水平高度處，PQM為等腰三角形，SKIPIF1<0，O點是P，Q連線的中點，電纜線上的M點、P點、Q點在同一豎直平面內(nèi)，忽略地磁場，下列說法正確的是（）A．輸電線纜M、P相互吸引B．輸電線纜M所受安培力的方向豎直向下C．輸電線纜M在O點處產(chǎn)生的磁場方向豎直向下D．O點處的磁場方向沿水平方向由Q指向P10．（2024·寧夏銀川·一模）特高壓直流輸電是國家重點能源工程，目前該技術已達世界先進水平，再次體現(xiàn)了中國速度，驚艷了全世界。如圖所示，兩根等高、相互平行的水平長直導線分別通有方向相同的電流I1和I2，已知SKIPIF1<0。a、b、c三點連線與兩根導線等高并垂直，b點位于兩根導線間的中點，a、c兩點與b點距離相等，d點位于b點正下方。已知通電直導線形成的磁場在空間某點處的磁感應強度SKIPIF1<0，k為比例系數(shù)，r為該點到導線的距離，I為導線中的電流強度。不考慮地磁場的影響，則（）A．兩輸電直導線間因安培力而互相排斥B．a(chǎn)、c兩點處的磁感應強度大小相等C．b、d兩點處的磁感應強度大小相等D．a(chǎn)、c兩點處的磁感應強度方向均豎直向下11．（23-24高三上·北京通州·期末）圖甲是磁電式電流表表頭的結構簡圖，線圈繞在一個與指針、轉(zhuǎn)軸相連的鋁框骨架上，蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場均勻輻向分布，同一圓周上磁感應強度大小處處相等，當線圈位于水平面內(nèi)，通有如圖乙所示方向的電流時，下列說法正確的是（）A．電流表表盤刻度不均勻B．a(chǎn)、b導線所受安培力方向相同C．線圈匝數(shù)增加，電流表表頭的滿偏電流減小D．磁鐵磁性增強，電流表表頭的滿偏電流增大12．（23-24高三上·云南保山·期末）如圖所示，由均勻電阻絲做成的正方形金屬線框abcd的邊長為L，每條邊的電阻均為r，處于磁感應強度的大小為B的勻強磁場中，磁場方向與線框平面垂直，b、d兩個頂點與電動勢為E、內(nèi)阻為r的電源相連，則線框abcd受到的安培力大小為（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<013．（2024·陜西西安·模擬預測）通電直導線ab的質(zhì)量為m、長為l，用兩根細線把導線水平吊起，導線上的電流為I，方向如圖所示。在豎直方向加一個方向向上的勻強磁場，導線處于平衡時懸線與豎直方向成SKIPIF1<0，已知：SKIPIF1<0，重力加速度為g。則磁感應強度B的大小為（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<014．（2024·四川宜賓·二模）水平架設的三根絕緣輸電線纜彼此平行，線纜上電流大小相等，方向如圖所示，位于三根線纜上的M點、P點、Q點在同一豎直平面內(nèi)，△PQM為等腰三角形，SKIPIF1<0，O點是P、Q連線的中點，忽略地磁場的影響，下列說法正確的是（）A．P點和Q點所在的兩條線纜相互排斥B．M點所在的線纜在O點處產(chǎn)生的磁場方向豎直向下C．O點處的磁場方向沿水平方向由Q點指向P點D．M點所在的線纜受到的安培力方向豎直向下15．（2024·黑龍江哈爾濱·一模）如圖甲所示，直導線P、Q分別被兩根等長且平行的絕緣輕繩懸掛于水平軸上，且P固定于水平軸正下方，兩組繩長也相同，其截面圖如圖乙所示，導線P通以垂直紙面向里的電流；導線Q電流方向未知，平衡時兩導線位于同一水平面，且兩組絕緣輕繩與豎直方向夾角均為SKIPIF1<0。已知Q的質(zhì)量為m，重力加速度為g。下列說法正確的是（

）A．導線Q中電流方向垂直紙面向里B．導線P、Q間的安培力大小為SKIPIF1<0C．僅使導線P中電流I緩慢增大且SKIPIF1<0不超過90°，導線Q對懸線的拉力大小逐漸增大D．當導線P中電流突然消失的瞬間，導線Q受到兩繩的拉力大小之和為SKIPIF1<016．（23-24高三下·江西·期末）電磁炮通過給導軌回路通以很大的電流，使拋射體在導軌電流產(chǎn)生的磁場的安培力作用下沿導軌加速運動，最終將拋射體以很高的速度發(fā)射出去。電磁炮的原理示意圖如圖所示，圖中電源可提供恒定的電流，拋射體處于垂直導軌向下的勻強磁場中，磁感應強度與回路中的電流成正比，要使拋射體離開軌道時的速度增大一倍，下列措施可行的（）A．僅使拋射體的質(zhì)量減半 B．僅使導軌長度變?yōu)樵瓉淼膬杀禖．僅使兩導軌間距變?yōu)樵瓉淼膬杀?D．僅使回路中的電流變?yōu)樵瓉淼膬杀?7．（2024·江蘇鎮(zhèn)江·模擬預測）如圖所示，寬為l的光滑導軌與水平面成α角，質(zhì)量為m、長為l的金屬桿水平放置在導軌上?？臻g存在著勻強磁場，當回路中電流為I時，金屬桿恰好能靜止。勻強磁場磁感應強度大小不可能是下列的（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<018．（23-24高三下·江蘇蘇州·開學考試）直導線折成夾角為60°的V形，并置于與其所在平面相垂直的勻強磁場中，線中通有如圖所示恒定電流I．現(xiàn)將該導線繞軸OO′由圖示位置向紙面外緩慢轉(zhuǎn)過90°，在該過程中導線所受的安培力（

）A．大小和方向均不變B．大小和方向均改變C．大小改變，方向不變D．大小不變，方向改變19．（23-24高三上·山東青島·期末）如圖所示，質(zhì)量為SKIPIF1<0、長為SKIPIF1<0的直導線SKIPIF1<0用兩絕緣細線懸掛于SKIPIF1<0、SKIPIF1<0，并處于與SKIPIF1<0垂直斜向下的勻強磁場中，磁場與豎直方向成SKIPIF1<0角。當導線中通以由SKIPIF1<0到SKIPIF1<0方向的電流SKIPIF1<0，且導線保持靜止時，懸線與豎直方向夾角為SKIPIF1<0，重力加速度為g，則磁感應強度大小為（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<020．（23-24高三上·河南·期末）質(zhì)量為SKIPIF1<0、長為SKIPIF1<0的直導線用兩根平行絕緣細線懸掛于SKIPIF1<0、SKIPIF1<0兩點，導線中通入圖示方向的電流SKIPIF1<0，由于空間存在勻強磁場，因此平衡時懸線與豎直方向的夾角為SKIPIF1<0，重力加速度大小為SKIPIF1<0，下列說法正確的是（）A．勻強磁場可能豎直向上B．勻強磁場可能與兩根細線所在平面垂直C．勻強磁場的磁感應強度大小可能為SKIPIF1<0D．勻強磁場的磁感應強度大小可能為SKIPIF1<021．（23-24高三下·河南周口·開學考試）如圖所示，通有大小恒為SKIPIF1<0、方向向右電流的長直導線SKIPIF1<0水平固定，通有大小也為SKIPIF1<0、沿逆時針方向恒定電流的矩形線框SKIPIF1<0通過輕彈簧懸掛，懸掛點為SKIPIF1<0邊的中點，線框靜止，SKIPIF1<0邊水平，SKIPIF1<0和線框在同一豎直面內(nèi)，SKIPIF1<0和SKIPIF1<0間距離為d，SKIPIF1<0和SKIPIF1<0間距離也為d，SKIPIF1<0長為2d，已知長直通電導線在距離導線為r的位置產(chǎn)生的磁感應強度為SKIPIF1<0（其中k為常數(shù)，I為長直通電導線中的電流），則下列判斷正確的是（）A．長直導線PQ受到的安培力方向向下B．長直導線PQ受到的安培力大小為SKIPIF1<0C．長直導線PQ受到的安培力大小為SKIPIF1<0D．將長直導線中電流增大，彈簧的長度會變短22．（2024·江西九江·二模）如圖所示，粗細均勻的金屬線框固定在在絕緣水平面上，其中MPN段為半徑為r的半圓、P為半圓弧的中點，MQN為等腰直角三角形，虛線MN左側有垂直于水平面向下的勻強磁場Ⅰ，右側有垂直于水平面向上的勻強磁場Ⅱ，兩磁場的磁感應強度大小均為B，MN與半圓的直徑重合，將P、Q兩端接入電路，從P點流入的電流大小為I，則下列判斷正確的是（）A．整個線框受到的安培力為0B．PQ上方線框受到的安培力方向平行與PQ向右C．PQ上方線框受到的安培力大小為SKIPIF1<0D．MN左側線框受到的安培力大于右側線框受到的安培力23．（2024·廣東·模擬預測）電流天平可以測量勻強磁場的磁感應強度。它的右臂豎直掛著矩形線圈，匝數(shù)為n，線圈的水平邊長為l，處于勻強磁場內(nèi)，磁感應強度B的方向垂直線圈平面向里。當沒有通電時，調(diào)節(jié)砝碼使兩臂達到平衡。當線圈中通過如圖所示方向的電流I時，要使兩臂重新達到平衡，在某一盤中增加了質(zhì)量為m的砝碼。重力加速度大小為g，下列說法正確的是（）A．增加的砝碼在右盤中，勻強磁場的磁感應強度大小為SKIPIF1<0B．增加的砝碼在右盤中，勻強磁場的磁感應強度大小為SKIPIF1<0C．增加的砝碼在左盤中，勻強磁場的磁感應強度大小為SKIPIF1<0D．增加的砝碼在左盤中，勻強磁場的磁感應強度大小為SKIPIF1<024．（23-24高三上·海南·期末）長為l、質(zhì)量為m的通電直導體棒放在傾角為SKIPIF1<0的光滑斜面上，并處在垂直斜面向上、磁感應強度為B的勻強磁場中，如圖所示。當電流為I時導體棒恰好處于平衡狀態(tài)，重力加速度為g。當電流的大小突然變?yōu)镾KIPIF1<0時，該導體棒的加速度大小為（

）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<025．（23-24高三上·湖南婁底·期末）如圖所示，傾斜軌道與水平面的夾角為SKIPIF1<0，傾斜軌道上放置一光滑的導電金屬導軌SKIPIF1<0，導軌間距為SKIPIF1<0，SKIPIF1<0間接有一直流電源，SKIPIF1<0段垂直于導軌放置一金屬棒，回路內(nèi)的電流為SKIPIF1<0，整個空間處在磁感應強度為SKIPIF1<0的豎直向上的勻強磁場中，金屬棒剛好處于靜止狀態(tài)，已知重力加速度為SKIPIF1<0，則（）A．SKIPIF1<0端接電源的正極 B．金屬棒受到的安培力大小為SKIPIF1<0C．金屬棒的質(zhì)量為SKIPIF1<0 D．金屬棒的質(zhì)量為SKIPIF1<026．（23-24高三上·安徽池州·期末）如圖所示，長度相等的兩根通電長直導線a、b垂直于紙面平行放置，質(zhì)量分別為SKIPIF1<0、SKIPIF1<0，通有相反方向的電流。先將a固定在O點正下方的地面上，b通過一端系于O點的絕緣細線懸掛，b靜止時a、b間的距離為x1。其他條件不變，僅將a、b位置對調(diào)一下，a靜止時a、b間的距離為x2。已知通電長直導線周圍磁場的磁感應強度大小滿足SKIPIF1<0，式中k是常數(shù)，I是導線中電流，r是該點到直導線的距離。若SKIPIF1<0，則兩根直導線質(zhì)量比為（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<027．（2024·安徽六安·模擬預測）如圖甲所示，直導線a、b分別被兩根等長且平行的絕緣輕繩懸掛于垂直于紙面的水平軸上，且a固定于水平軸正下方，兩組繩長不同，其截面圖如圖乙所示，導線b通以垂直紙面向里的電流；導線a電流方向未知，平衡時兩導線位于同一水平面，且兩組絕緣輕繩夾角（SKIPIF1<0，已知b的質(zhì)量為m，重力加速度為g，則（）A．導線a中電流方向垂直紙面向里B．導線a、b間的安培力大小為SKIPIF1<0C．僅使導線a中電流I緩慢增大且SKIPIF1<0不超過90?，導線b對懸線的拉力大小一直不變D．當導線a中電流突然消失的瞬間，導線b的加速度大小為g28．（2024·重慶·一模）如圖，abcd四邊形閉合線框，a、c、d三點分別在三個正交軸上，坐標值均等于L，ab邊與x軸平行，整個空間處于平行于+y方向豎直向上的勻強磁場中，通入電流I方向如圖所示。則關于四邊形的四條邊所受到的安培力的大?。ǎ〢．a(chǎn)b邊與bc邊受到的安培力大小相等B．cd邊受到的安培力最大C．cd邊與ad邊受到的安培力大小相等D．a(chǎn)d邊受到的安培力最大29．（2024·浙江·高考真題）磁電式電表原理示意圖如圖所示，兩磁極裝有極靴，極靴中間還有一個用軟鐵制成的圓柱。極靴與圓柱間的磁場都沿半徑方向，兩者之間有可轉(zhuǎn)動的線圈。a、b、c和d為磁場中的四個點。下列說法正確的是（）A．圖示左側通電導線受到安培力向下 B．a(chǎn)、b兩點的磁感應強度相同C．圓柱內(nèi)的磁感應強度處處為零 D．c、d兩點的磁感應強度大小相等二、多選題30．（22-23高三上·江西新余·期末）如圖所示，有一根長度為L，質(zhì)量為m長金屬棒，金屬棒接到恒流源電路中，電流為I，方向垂直紙面向里，用輕質(zhì)絕緣絲線將金屬棒水平懸掛在O點，現(xiàn)整個空間加上豎直向下的勻強磁場（圖中未畫出磁場）磁場的磁感應強度大小SKIPIF1<0，把金屬棒從最低點圖示位置由靜止釋放，重力加速度為g，則（）A．金屬棒回到圖中最低點時對絲線的拉力可能大于重力B．絲線偏離豎直方向的夾角最大不會超過90°C．金屬棒向左擺到最高點的過程中，機械能先增加后減少D．在金屬棒擺動過程中，絲線上最大拉力為4mg31．（23-24高二上·黑龍江哈爾濱·開學考）如圖所示為兩條平行的光滑絕緣導軌，左側與電源相連，其中兩導軌的水平部分與半圓部分相切于C、E兩點。現(xiàn)將一導體棒垂直導軌放置，外加勻強磁場，磁場方向垂直于導體棒，與導軌平面的夾角SKIPIF1<0斜向左上方。開始時導體棒靜止于圖中A點，當電建S閉合后，導體棒由靜止開始運動，運動過程中導體棒始終與接觸的兩條導軌垂直，并恰能到達導軌半圓部分最高點D點。已知兩導軌的間距SKIPIF1<0，半圓部分的軌道半徑SKIPIF1<0，磁場的磁感應強度大小SKIPIF1<0，導體棒中的電流SKIPIF1<0，導體棒的質(zhì)量SKIPIF1<0，重力加速度g取10SKIPIF1<0。則下列說法正確的是（

）A．導體棒在A點的加速度大小為10SKIPIF1<0B．導體棒在D點的速度大小為SKIPIF1<0m/sC．A、C兩點間距離為SKIPIF1<0mD．導體棒離開軌道后將做平拋運動，并落在A點左側32．（2024·廣東廣州·一模）如圖是特高壓輸電線路上使用的六分裂阻尼間隔棒簡化圖。間隔棒將六根相同平行長直導線分別固定在正六邊形的頂點a、b、c、d、e、f上，O為正六邊形的中心。已知通電長直導線周圍的磁感應強度B大小與電流I、距離r的關系式為SKIPIF1<0（式中k為常量）。設a、b間距為L，當六根導線通有等大同向電流SKIPIF1<0時，其中a處導線對b處導線的安培力大小為F，則（

）A．a(chǎn)處導線在O點產(chǎn)生的磁感應強度大小為SKIPIF1<0B．六根導線在O點產(chǎn)生的磁感應強度大小為SKIPIF1<0C．a(chǎn)處導線所受安培力方向沿aO指向O點D．a(chǎn)處導線對d處導線的安培力大小為SKIPIF1<033．（23-24高二下·安徽安慶·開學考試）如圖所示，三根通電長直導線a、b、c平行水平放置，其橫截面恰好位于等邊三角形的三個頂點，導線a、b固定在同一豎直面內(nèi)，導線a中的電流方向垂直紙面向里，導線b中的電流方向垂直紙面向外，已知導線a、b中的電流在導線c處產(chǎn)生的磁場的磁感應強度大小均為B0；導線c中的電流方向垂直紙面向里，電流大小為I，長度為L，質(zhì)量為m，在粗糙水平面上處于靜止狀態(tài)，重力加速度為g，下列說法正確的是（）A．導線c所受安培力的大小為2BIL,方向豎直向上B．導線c受到地面的靜摩擦力為零C．導線c對水平面的壓力大小為mg-B0ILD．若僅將b中的電流反向，則導線c所受安培力的大小為SKIPIF1<0B0IL，方向向左34．（23-24高三下·重慶·期末）如圖所示，邊長為L的均勻正三角形導線框abc置于水平桌面上，勻強磁場磁感應強度大小為B，方向垂直紙面（桌面）向里?，F(xiàn)將大小為Ⅰ的恒定電流自a點流入，b點流出，線框仍靜止，下列說法正確的是（）A．a(chǎn)b邊受到水平向北的安培力B．a(chǎn)c邊和cb邊受到的安培力相同C．導線框受到的總安培力為BILD．線框?qū)ψ烂娴哪Σ亮?35．（2024·山東淄博·一模）如圖所示是小齊同學設計的一個能夠測量電流的裝置，其上部是一根粗細均勻橫截面積為S的豎直細管，下部是一截面為正方形（邊長為L）的容器。該容器左右兩壁為導體，其他各面是絕緣的，其底部與大氣相通。容器內(nèi)有一個正方形的金屬活塞，其邊長也為L，可在容器內(nèi)無摩擦滑動。活塞下面有一輕質(zhì)彈簧支撐著，已知彈簧的勁度系數(shù)為k，活塞上部充有密度為ρ的絕緣油（測量過程中細管內(nèi)始終有絕緣油）。容器的左右兩壁與一電路連接，整個裝置放在水平向里、磁感應強度為B的勻強磁場中。電鍵K閉合前，活塞處于靜止狀態(tài)，重力加速度為g，彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，則（）A．閉合電鍵K后，豎直細管中油柱的上表面會向上移動B．閉合電鍵K后，豎直細管中油柱的上表面會向下移動C．若油柱穩(wěn)定后上表面變化的高度為x，則回路中的電流為SKIPIF1<0D．若油柱穩(wěn)定后上表面變化的高度為x，則回路中的電流為SKIPIF1<036．（2024·陜西·模擬預測）特高壓直流輸電是國家重點能源工程。如圖所示，高壓輸電線上使用“SKIPIF1<0正方形間隔棒”，支撐導線SKIPIF1<0的目的是固定各導線間距，防止導線互相碰撞，圖中導線SKIPIF1<0水平且恰好處在正四棱柱的四條棱上，SKIPIF1<0的幾何中心為SKIPIF1<0點，SKIPIF1<0點到導線的距離相等且遠小于導線的長度。忽略地磁場，當四根導線通有等大、同向的電流時，下列說法正確的是（）A．SKIPIF1<0點的磁感應強度為零B．SKIPIF1<0點的磁感應強度為零C．SKIPIF1<0與SKIPIF1<0相互吸引D．SKIPIF1<0與SKIPIF1<0相互排斥37．（2024·全國·一模）如圖所示，粗細均勻的金屬棒MN兩端由等長的輕質(zhì)絕緣細線水平懸掛，處于豎直向上的勻強磁場中。棒中通有從M到N的電流，平衡時兩細線與豎直方向的夾角均為SKIPIF1<0，則以下情況中會使金屬棒平衡時與豎直方向夾角SKIPIF1<0變大的是（）A．僅增大金屬棒的質(zhì)量 B．僅增大通過金屬棒的電流C．僅增大勻強磁場的磁感應強度 D．僅讓兩輕質(zhì)細線增加相同的長度38．（23-2