专题105与安培力相关实验（解析版）-2023高考一轮复习知识点精讲和最新高考题模拟题同步训练

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2023 高考一轮知识点精讲和最新高考题模拟题同步训练

第十七章电学创新实验

专题 105 与安培力相关实验

第一部分知识点精讲

与安培力相关实验，重点考查电路设计、连接电路、安培力、平

衡条件及其相关的知识点。

第二部分最新高考题精选

1、（2016 全国理综 III 丙卷）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与两导轨垂直。

（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）

【参考答案】（1）如图所示（2）AC

【名师解析】为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，由动能定理可知，可以增大安培

力和安培力作用的位移（导轨长度）。由安培力公式 F=BIL 可知，适当增加两导轨间的距

离L，适当增大金属棒中的电流 I，所以正确选项为 AC。由于安培力公式中的 L为通电电

流部分导体的有效长度，而选项 B中换一根更长的金属棒，不能改变通电电流部分导体的

有效长度，所以选项 B错误。

考点：考查了研究安培力实验

2.（10 分）

（2012·新课标理综）图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀

强磁场。现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强

度大小、并判定其方向。所用部分器材已在图中给出，其中 D为位于纸面内的

U形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E为直流电源；R为电阻箱；为

电流表；S为开关。此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。[来（1）在图

中画线连接成实验电路图。

（2）完成下列主要实验步骤中的填空。

① 按图接线。

② 保持开关 S断开，在托盘内加入适量细沙，使 D处于平衡状态；然后用

天平称出细沙质量 m1。

③ 闭合开关 S，调节 R的值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，

使D________；然后读出___________________，并用天平称出____________。

④ 用米尺测量_______________。

（3）用测量的物理量和重力加速度 g表示磁感应强度的大小，可以得出

B=_________。

（4）判定磁感应强度方向的方法是：若____________，磁感应强度方向垂

直纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直纸面向里。

【参考答案】：（1）连接成的实验电路图如图。

（2）③重新处于平衡状态；电流表的示数I 此时细沙的质量 m2.

D④ 的底边长度 L

（3）g。

（4）m2.> m1.

【名师解析】：将电源、开关、电流表、电阻箱和 U形金属框连接成闭合电路。

设U形金属框质量 m，开关 S断开，有 m1g=mg。闭合开关 S，有

m2g=mg+BIL。联立解得：B= g。若 m2.> m1.，U形金属框所受安培力向

下，磁感应强度方向垂直纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直纸面向里。

【考点定位】此题考查电路实验、安培力及其相关知识。

3：(2009·四川理综)在弹性限度内，弹簧弹力的大小与弹簧伸长(或缩短)的长度

的比值，叫做弹簧的劲度系数。为了测量一轻弹簧的劲度系数，某同学进行了

如下实验设计：如图所示，将两平行金属导轨水

平固定在竖直向下的匀强磁场中，金属杆ab 与导

轨接触良好，水平放置的轻弹簧一端固定于 O点，

另一端与金属杆连接并保持绝缘。在金属杆滑动

的过程中，弹簧与金属杆、金属杆与导轨均保持垂直，弹簧的形变始终在弹性

限度内，通过减小金属杆与导轨之间的摩擦和在弹的形变较大时读数等方法，

使摩擦对实验结果的影响可忽略不计。

请你按要求帮助该同学解决实验所涉及的两个问题。

①帮助该同学完成实验设计。请你用低压直流电源（）、滑动变阻器( )、

电流表（）、开关（）设计一电路图，画在图中虚线框内，并正确连在导轨

的C、D两端。

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