2025屆高考物理一輪復習：磁場基礎(chǔ)訓練（附答案解析 ）

2025屆高考物理一輪復習—磁場基礎(chǔ)訓練

一、單選題（本大題共5小題）

1.如圖所示，在圓形邊界的磁場區(qū)域，氣核和笊核先后從P點沿圓形邊

界的直徑入射，從射入磁場到射出磁場，氣核和笊核的速度方向分別偏

轉(zhuǎn)了90°和120°角，已知光核：H在磁場中運動的時間為“，軌跡半徑為R,

則（）

/xXXx\

pjXXXX\

\XXXX/

\XXXX/

'、、

X__X_，

A.笊核fH在該磁場中運動的時間為3fo

B.笊核aH在該磁場中運動的時間為4%

C.圓形磁場的半徑為2R

D.笊核在該磁場中運動的軌跡半徑為手7?

2.如圖所示，垂直紙面向里的勻強磁場分布在邊長為L的等邊三角形ABC內(nèi)，

。是AB邊的中點，一簇相同的帶負電的粒子僅在磁場的洛倫茲力作用下，從。

點沿紙面以平行于BC邊方向、大小不同的速率射入三角形內(nèi)，不考慮粒子重力

及粒子間的相互作用，已知粒子在磁場中運動的周期為T,則下列說法中正確的

是（）

A.粒子垂直BC邊射出時，運動半徑R為日L

B.速度小的粒子一定比速度大的粒子在磁場中運動時間長

C.粒子可能從A8邊射出，且在磁場中運動時間為切

6

D.粒子可能從C點射出，且在磁場中運動的時間為如

3.為縮短固定翼飛行器著陸后的滑行距離，有人構(gòu)想在機身和跑道上安裝設

備，使飛行器在安培力作用下短距著陸，如圖所示，在機身上安裝長為10m、匝

數(shù)為50匝的矩形線圈，線圈通以100A的電流，跑道上有大小為0.3T的磁場，

通過傳感器控制磁場區(qū)域隨飛機移動，使矩形線圈始終處于圖示磁場中，忽略電

磁感應的影響，線圈所受安培力的大小和方向是（）

???XXX

八??I?XXX

跑道10m???Xxx跑道

???XXX

?*""?>XXX

A.15000N,向左B.15000N,向右

C.30000N,向左D.30000N,向右

4.如圖，在截面為圓的絕緣長管內(nèi)表面兩相互垂直的直徑兩端分別固定有四根

輕質(zhì)平行長直導線a、b、c、d,導線中通有大小相等的電流/,電流方向如圖所

示。每根長直導線單獨存在時，在圓心。處產(chǎn)生磁場的磁感應強度大小均為

B=k-=B（4為常量，r為圓心到導線的距離），則此時。處的磁感應強度大

r0

小為（）

A.3B0B.2B0C.B°D.0

5.兩足夠長直導線均折成直角，按圖示方式放置在同一平面內(nèi)，E。與。在

一條直線上，PO'與。/在一條直線上，兩導線相互絕緣，通有相等的電流/,

電流方向如圖所示。若一根無限長直導線通過電流/時，所產(chǎn)生的磁場在距離導

線d處的磁感應強度大小為8,則圖中與導線距離均為d的M、N兩點處的磁感

應強度大小分別為（)

Q

ddN

d\O'W

0IP

E

A.B、0B.0、2B

C.28、2BD.B、B

二、多選題（本大題共3小題）

6.如圖所示，臺秤上放一光滑平板，其左邊固定一擋板，一輕質(zhì)彈簧將擋板和

一條形磁鐵連接起來，現(xiàn)在磁鐵上方中心偏左位置固定一導體棒，當導體棒中通

以如圖所示的電流后，以下說法正確的是（）

A.彈簧長度將變長B.彈簧長度將變短

C.臺秤讀數(shù)變小D.臺秤讀數(shù)變大

7.回旋加速器的核心部分是與高頻交流電源兩極相連接的兩個。形金屬盒，兩

盒的狹縫間加有周期性變化的電場，使粒子在通過狹縫時每次都能得到加速。如

圖所示，。形盒半徑為R,若用該回旋加速器加速質(zhì)子（：H）時，勻強磁場的磁

感應強度為8,高頻交流電頻率為人則（）

A.質(zhì)子被加速后的最大速度不可能超過2%加

B.質(zhì)子被加速后的最大速度與加速電場的電壓大小有關(guān)

C.只要R足夠大，質(zhì)子的速度可以被加速到任意值

D.8不變，要使該回旋加速器也能用于加速a粒子（；He）,應將交流電的

頻率調(diào)整為57

8.如圖（a）所示，揚聲器中有一線圈處于磁場中，當音頻電流信號通過線圈

時，線圈帶動紙盆振動，發(fā)出聲音。俯視圖（b）表示處于輻射狀磁場中的線圈

中（）

A.當電流沿順時針方向時,線圈所受安培力的方向垂直于紙面向里

B.當電流沿順時針方向時,線圈所受安培力的方向垂直于紙面向外

C.當電流沿逆時針方向時,線圈所受安培力的方向垂直于紙面向里

D.當電流沿逆時針方向時,線圈所受安培力的方向垂直于紙面向外

三、實驗題（本大題共2小題）

9.某實驗小組用圖示電路測量勻強磁場的磁感應強度。實驗器材如下：邊長為

￡、匝數(shù)為"的正方形線圈（a、人為引出端）一個天平一臺，各種質(zhì)量祛碼若

干，直流電源一個，靈敏電流計一個，定值電阻一個，開關(guān)、導線等若干實驗步

驟如下：

在天平的（填“左盤”或“右盤”）中放入合適質(zhì)量的祛碼，使天平平衡；

（2）斷開開關(guān)S,將a與d連接、6與c連接，再次閉合開關(guān)S,這時需要在天

平的（選填“左盤”“右盤”）中放入質(zhì)量為△根的祛碼，使天平再次平衡；

（3）已知重力加速度大小為g,則磁感應強度的大小為廬（用上述物理量表

示）。

10.如圖，導線框與電源、滑動變阻器、電流表、開關(guān)組成閉合回路，將導線框

用彈簧測力計懸掛起來，導線框下端置于一磁鐵兩極之間，與磁場方向垂直放

置。接通電路，緩慢調(diào)節(jié)滑動變阻器，觀察并記錄電流表讀數(shù)/和彈簧測力計讀

數(shù)凡甲乙兩個同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分別描繪出的圖像如圖所示，則甲同學實驗中

安培力方向,乙同學實驗中安培力方向（填“向上”或“向

下”）。丙同學的圖像下部不似乙的線性，可能的原因是。

四、解答題（本大題共2小題）

11.如圖，質(zhì)量為根、電荷量為q的某帶正電粒子（重力不計，可視為質(zhì)點）從

A處靜止釋放，經(jīng)過電壓為U（未知）、極板間距離為d的加速電場加速后，恰

好沿圖中B位置進入一種靜電分析器并沿虛線運動，最終從C位置離開靜電分析

器。已知靜電分析器內(nèi)分布有輻向電場，其虛線處場強大小為綜，方向指向圓

心，粒子僅在電場力作用下做勻速圓周運動，其軌跡對應的半徑為R,線段

恰為小球運動軌跡的直徑，不計一切阻力。求：

（1）粒子離開加速電場時的速度大小；

（2）加速電場電壓U的大??；

（3）粒子從A到C運動的總時間。

靜電分析器

加速電場

12.某一具有速度選擇器的質(zhì)譜儀原理如圖所示，A為粒子加速器，加速電壓為

G;B為速度選擇器，磁場與電場正交，磁感應強度為耳，兩板間距離為d；C

為偏轉(zhuǎn)分離器，磁感應強度為層。今有一質(zhì)量為優(yōu)、電荷量為e的正粒子(不計

重力)，經(jīng)加速后，該粒子恰能通過速度選擇器，粒子進入分離器后做勻速圓周

運動。求：

(1)粒子的速度v為多少？

(2)速度選擇器兩板間電壓4為多少？

(3)粒子在層磁場中做勻速圓周運動的半徑R為多大？

2

XxxXXX

參考答案

1.【答案】D

【詳解】兩核在磁場中運動的時間f=：T=粵，氣核恒與笊核汨比荷之比為

27rqBx'

2：1、圓心角之比為3：4,可得笊核在該磁場中運動的時間為廠=*o，故A、B

錯誤；由題意，作出兩核在磁場中的運動軌跡示意圖

設圓形磁場的半徑為「，笊核fH在磁場中運動的軌跡半徑為R2，氣核和笊

核彳H的軌跡圓圓心分別為Q、。2，由幾何關(guān)系可得r=R,tan30。="，可得

R24R，故C錯誤，D正確。

2.【答案】D

【詳解】粒子垂直BC邊射出時，運動軌跡如圖（a）

根據(jù)幾何關(guān)系知半徑為半乙，A錯誤；

若帶電粒子運動軌跡與8C邊相切，剛好從BC邊射出磁場，可知圓心角為

180°,粒子在磁場中經(jīng)歷時間為I，若帶電粒子從C點射出，由幾何關(guān)系可知

從C點射出磁場時，速度與AC相切，故粒子可以從C點射出。由圖（b）可

知，入射速度的弦切角a=30°,故圓心角為60°,粒子在磁場中經(jīng)歷時間為

-T,若帶電粒子從4B邊射出磁場，可知圓心角為240°,粒子在磁場中經(jīng)歷時

6

間為|7,B錯誤，D正確；

設粒子在磁場中運動時間為3運動軌跡的圓心角為9,T=—,則六27,所以

qB27r

可知粒子速度和運動時間無確定的關(guān)系，C錯誤。

3.【答案】C

【詳解】由左手定則可知，線圈受安培力向左，大小為

F=2nBIL=2x50x0.3xl00x10N=30000N,選C。

4.【答案】B

【分析】本題以通電直導線產(chǎn)生的磁場為背景，考查磁感應強度的疊加。

【詳解】由題意可知，a、6導線在。點產(chǎn)生的磁感應強度等大反向，合磁感應

強度是零，4導線在。點產(chǎn)生的磁感應強度大小相等，方向相同，合磁感應

強度是2瓦，因此四根固定平行直導線在圓心。處產(chǎn)生磁場的磁感應強度大小為

2B°,ACD錯誤，B項正確。選B。

5.【答案】B

【詳解】兩直角導線可以等效為如圖所示的兩直導線，由安培定則可知，兩直導

線在M處的磁感應強度方向分別為垂直紙面向里、垂直紙面向外，故M處的磁

感應強度大小為零；兩直導線在N處的磁感應強度方向均垂直紙面向里，故N處

的磁感應強度大小為28；綜上分析B正確。

MN

X?XX

V----------FOP

EO'Q

6.【答案】BC

【詳解】AB.以導體棒為研究對象分析受力，根據(jù)左手定則判斷得知，其所受安

培力方向為斜向右下方，根據(jù)牛頓第三定律可知，磁鐵受到的安培力方向斜向左

上方，平板光滑，故磁鐵向左運動，彈簧被壓縮，長度變短，所以A錯誤，B正

確；

CD.磁鐵受到斜向左上方的安培力，所以其對臺秤的壓力減小，臺秤讀數(shù)變小，

故C正確，D錯誤。

故選BC。

7.【答案】AD

【詳解】A.質(zhì)子被加速后的最大速度

丫=泮~=2兀母

故A正確;

BD.由

qvB=---

R

可得

m

可知最大速度與加速電場的電壓大小無關(guān)，聯(lián)立A中的速度可得

于=qB

27rm

所以要使該回旋加速器也能用于加速a粒子（；He）,應將交流電的頻率調(diào)整為

-/

2

故B錯誤，D正確；

C.任何物體的速度不會超過光速，故C錯誤。

故選ADo

8.【答案】BC

【詳解】AB.將環(huán)形導線分割成無限個小段，每一小段看成直導線，則根據(jù)左手

定則，當電流沿順時針方向時，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向外，A錯

誤；B正確；

CD.同理，當電流沿逆時針方向時，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向里，C

正確；D錯誤。選BC。

9-【答案】靈敏電流計的讀數(shù)左盤；右盤；黑

【詳解】（1）［1］實驗中閉合開關(guān)S,應記錄靈敏電流計的讀數(shù)/；

［2］由左手定則可知閉合開關(guān)后線框所受的安培力向下，應在天平的左盤中放入

合適質(zhì)量的祛碼，才能使天平平衡；

（2）［3］斷開開關(guān)S,將a與d連接、6與c連接，再次閉合開關(guān)S,由左手定則

可知閉合開關(guān)后線框所受的安培力向上，應在天平的右盤中放入合適質(zhì)量的祛

碼，才能使天平平衡；

（3）［4］斷開開關(guān)S,將a與d連接、力與c連接，再次閉合開關(guān)S,這時需要在

天平的右盤中放入質(zhì)量為△加的祛碼使天平再次平衡，由平衡條件可知

2BINL=Amg,解得8=9里

2NIL

10.【答案】向下；向上；電流較大時線框向上運動，線框所在處磁場發(fā)生變化

導致

【詳解】［1］當安培力方向向下時，據(jù)平衡條件可得尸="吆+5〃，隨著電流/的

增大，彈簧測力計讀數(shù)尸增大，當安培力方向向上時，據(jù)平衡條件可得

F=mg-BIL,隨著電流/的增大，彈簧測力計讀數(shù)尸減小，則甲同學實驗中安

培力方向向下，乙同學實驗中安培力方向向上。

［3］對比乙、丙同學的圖像可知，丙同學實驗中安培力方向向上，圖像下部不似

乙的線性，可能的原因是電流較大時線框向上運動，線框所在處磁場發(fā)生變化導

致。

【詳解】（1）粒子進入靜電分析器后，在指向圓心的電場力作用下做勻速圓周

運動，有

qE°=m—

解得

V=

(2)粒子重力不計，在加速電場中只受電場力作用，會做勻加速直線運動，末

速度為"，有

12

qU=—mv-0

解得

2