《2025年高考调研高考总复习讲义高中物理人教版》

1. (2023·江苏)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(C)

A.$0$
B.$BIl$
C.$2BIl$
D.$\sqrt{5}BIl$

答案： 1.答案 C
解析 因bc段与磁场方向平行，则不受安培力；ab段与磁场方向垂直，则受安培力为$F_{ab} = BI \cdot 2l = 2BIl$，则该导线受到的安培力为$2BIl$.故选C项.

2. (2022·江苏)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(C)


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
D.左半部分垂直纸面向里，右半部分垂直纸面向外

答案：
2.答案 C
解析 根据安培定则，可判断出导线a左侧部分的空间磁场方向斜向右上，右侧部分的磁场方向斜向左下方，根据左手定则可判断出左半部分垂直纸面向外，右半部分垂直纸面向里.

故选C项.

3. (2022·湖南)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$\theta$。下列说法正确的是(D)

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.$\tan\theta$与电流$I$成正比
D.$\sin\theta$与电流$I$成正比

答案： 3.答案 D
解析 当导线静止在图a右侧时，导体棒MN在重力、拉力和安培力的作用下处于平衡状态，由平衡条件可知，导体棒所受安培力指向右侧，又安培力与磁场方向垂直，所以安培力垂直于轻绳指向右上方，由左手定则可知，导线中电流方向由M指向N，A项错误；由平衡条件有轻绳拉力$F = \sqrt{(mg)^2 - (BIL)^2}$，又$BIL = mg\sin\theta$，得$\sin\theta = \frac{BIL}{mg}$，分析易知B、C两项错误，D项正确.

4. (2022·全国乙卷)(多选)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(BC)



A.测量地点位于南半球
B.当地的地磁场大小约为$50\mu T$
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

答案： 4.答案 BC
解析 地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近，根据测量数据可知，$B_z$为负值，测量地点位于北半球，A项错误；利用第1次测量的数据可得当地的地磁场大小为$B = \sqrt{B_y^2 + B_z^2} \approx 50 \mu T$，B项正确；第2次测量时$B_y$为负值，y轴正向指向南方，C项正确；第3次测量时$B_x$为正值，x轴正向指向北方，y轴正向指向西方，D项错误.

5. （2023·北京）2022年，我国阶段性建成并成功运行了“电磁撬”，创造了大质量电磁推进技术的世界最高速度纪录。一种两级导轨式电磁推进的原理如图所示。两平行长直金属导轨固定在水平面，导轨间垂直安放金属棒。金属棒可沿导轨无摩擦滑行，且始终与导轨接触良好，电流从一导轨流入，经过金属棒，再从另一导轨流回，图中电源未画出。导轨电流在两导轨间产生的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度$B$与电流$i$的关系式为$B = ki$（$k$为常量）。金属棒被该磁场力推动。当金属棒由第一级区域进入第二级区域时，回路中的电流由$I$变为$2I$。已知两导轨内侧间距为$L$，每一级区域中金属棒被推进的距离均为$s$，金属棒的质量为$m$。求：

（1）金属棒经过第一级区域时受到安培力的大小$F$；
（2）金属棒经过第一、二级区域的加速度大小之比$a_1:a_2$；
（3）金属棒从静止开始经过两级区域推进后的速度大小$v$。

答案： 5.答案
(1)$kI^2L$
(2)$1:4$
(3)$\sqrt{\frac{10kI^2Ls}{m}}$
解析
(1)由题意可知第一级区域中磁感应强度大小为$B_1 = kI$
金属棒经过第一级区域时受到安培力的大小为$F = B_1IL = kI^2L$.
(2)根据牛顿第二定律可知，金属棒经过第一级区域的加速度大小为$a_1 = \frac{F}{m} = \frac{kI^2L}{m}$
第二级区域中磁感应强度大小为$B_2 = 2kI$
金属棒经过第二级区域时受到安培力的大小为$F' = B_2 \cdot 2IL = 4kI^2L$
金属棒经过第二级区域的加速度大小为$a_2 = \frac{F'}{m} = \frac{4kI^2L}{m}$
则金属棒经过第一、二级区域的加速度大小之比为$a_1:a_2 = 1:4$.
(3)金属棒从静止开始经过两级区域推进后，根据动能定理可得$Fs + F's = \frac{1}{2}mv^2 - 0$
解得金属棒从静止开始经过两级区域推进后的速度大小为$v = \sqrt{\frac{10kI^2Ls}{m}}$.