2025年高考物理一輪復(fù)習：磁場中基本概念和規(guī)律的理解和應(yīng)用（解析版）

磁場中基本概念和規(guī)律的理解和應(yīng)用

建議用時：40分鐘

考點預(yù)覽

考點考向題型分布

磁場中基本概念和考向1:磁感應(yīng)強度、磁感線、安培定則等相12單選+5多選

規(guī)律的理解和應(yīng)用關(guān)概念和規(guī)律的理解應(yīng)用

考向2：安培力的方向判斷和大小計算

考向3：安培力作用下導(dǎo)體的平衡問題

考向4：洛倫茲力的特點、分析、計算和應(yīng)用

考向5：帶電粒子在磁場中運動的基本規(guī)律

考點訓練

考點01磁場中基本概念和規(guī)律的理解和應(yīng)用（12單選+5多選）

1.（2024?江蘇?模擬預(yù)測）如圖所示，用長度相等的均勻硬質(zhì)導(dǎo)線彎折成不同形狀的剛性閉合線框，若正方

形線框與正六邊形線框中均通有沿順時針方向、大小相等的電流，已知通電直導(dǎo)線在周圍某點產(chǎn)生的磁感

應(yīng)強度大小與導(dǎo)線中電流大小成正比，與該點到導(dǎo)線的距離成反比，則正方形線框中心。點、正六邊形線

框中心6點的磁感應(yīng)強度大小之比為（）

A.2:3B.73:3

C.3A/3:4D.4A/3:9

【答案】D

【詳解】根據(jù)題意，通電直導(dǎo)線在周圍某點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大?。築=k^-

a

1Rdk-

設(shè)均勻硬質(zhì)導(dǎo)線長度123正方形線框中心0點到任一邊的距離為:￡，磁感應(yīng)強度大?。?。一=3

2I

正六邊形線框中心6點到任一邊的距離為限,磁感應(yīng)強度大?。?=6左￡

所以：紇：紇=46:9

故選Do

2.（2024?北京海淀?模擬預(yù)測）安培對物質(zhì)具有磁性的解釋可以用如圖所示的情景來表示，那么（）

/o^oooofo-\

19蟲9”課1OG-OOO^O

甲乙

A.甲圖代表了被磁化的鐵棒的內(nèi)部情況

B.乙圖代表了被磁化的鐵棒的內(nèi)部情況

c.磁體在常溫環(huán)境與高溫環(huán)境下磁性強弱相同

D.磁體在高溫環(huán)境下磁性會加強

【答案】B

【詳解】A.根據(jù)"分子電流"的假說，未被磁化的物體，分子電流的方向非常紊亂，對外不顯磁性，故A錯

誤；

B.根據(jù)“分子電流”的假說，被磁化的物體，分子電流的方向大致相同，于是對外界顯示出磁性，故B正確;

CD.根據(jù)磁化與退磁的特性可知，磁體在高溫環(huán)境下磁性會減弱，故CD錯誤。

故選Bo

3.（2024?遼寧?三模）如圖所示，/CD為一等邊三角形，兩根通過電流相等的長直導(dǎo)線分別垂直紙面置于

A.D兩個頂點，/處導(dǎo)線中的電流方向垂直紙面向里，。處導(dǎo)線中的電流方向垂直紙面向外。已知通電長

直導(dǎo)線在其周圍某點處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為3="，人為常量，為該點到通電直導(dǎo)線的距離。已知C處

r

磁感應(yīng)強度大小為穌，則邊中點E的磁感應(yīng)強度大小為（）

A.與B。B.月為C.D.4為

【答案】C

【詳解】設(shè)三角形/CD的邊長為&則/處導(dǎo)線在C點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為

4=禁。處導(dǎo)線在C點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為：鳥=?

LL

如圖所示

kJ

=51cos60。+52cos60。=一

L

結(jié)合上述分析知，A處導(dǎo)線在E點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為

&=7r7=忑瓊D處導(dǎo)線在E點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為

-----L

2

凡=立=2"￡點的合磁感應(yīng)強度為：BE=《B；+B：=述線

23

故選C。

4.（2024?陜西?模擬預(yù)測）如圖所示，等邊三角形線框LW由三根相同的導(dǎo)體棒連接而成，。為線框的幾

何中心。線框頂點M、N與直流電源兩端相接，已知電流為/的直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強度計算公式為

B=k-"為常數(shù)，r為某點到直導(dǎo)線的距離），若"N邊在。點產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強度大小為IxlO^T,

r

則QV兩邊在。點產(chǎn)生的合磁場磁感應(yīng)強度大小及方向為（）

A.0B.IxlO^T,垂直紙面向里

C.1.5xlO^T,垂直紙面向外D.2x104T,垂直紙面向里

【答案】B

【詳解】設(shè)每一根導(dǎo)體棒的電阻為處長度為乙則電路中，上下兩路電阻之比為：&=2：1

根據(jù)并聯(lián)電路兩端各電壓相等的特點可知，上下兩路電流之比：/|：A=1：2

又因為通電直導(dǎo)線在。點產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強度與導(dǎo)線中的電流強度成正比，根據(jù)右手螺旋定則和矢量的

疊加原理可知，八〃N支路電流在。點產(chǎn)生的磁場垂直紙面向里，磁感應(yīng)強度與邊在。點產(chǎn)生的磁感應(yīng)

強度相等，為

故選Bo

5.（2024?江西上饒?模擬預(yù)測）如圖所示，邊長為工的正方形金屬線框Med放置在絕緣水平面上，空間存

在豎直向下的勻強磁場，將大小為/的恒定電流從線框。端流入、6端流出，此時線框整體受安培力大小為

片，將線框繞成邊轉(zhuǎn)過60。靜止不動，此時線框整體受安培力大小為則（）

乙=耳F,衛(wèi)F、

A.F2=FXB.4C.D.F2=—FX

223

【答案】A

【詳解】線框轉(zhuǎn)過60。時，線框在磁場中的有效長度不變，仍為L,因此有：K=F2=BIL

故選A。

6.（2024?浙江金華?三模）如圖甲所示，a、b是兩個等量同種正電荷的連線上關(guān)于。點對稱的兩點，與此

類似，兩根相互平行的長直導(dǎo)線垂直紙面通過M、N兩點，兩導(dǎo)線中通有等大反向的恒定電流，c、d同樣

關(guān)于中心點。'對稱，忽略其他作用力作用，下列說法正確的是（）

II

II

M\N

11

十?aGJ：b了cO'\td

II

II

II

甲乙

A.。與6兩點的電場強度相同

B.。點電場強度為零，。點磁感應(yīng)強度也為零

C.M導(dǎo)線與N導(dǎo)線有相互靠近的趨勢

D.在。點給質(zhì)子一個向上的初速度，質(zhì)子會向上做直線運動且速度在增加，加速度先增加后減少

【答案】D

【詳解】A.“與方兩點的電場強度等大反向，故A錯誤；

B.。點電場強度為零，根據(jù)安培定則，。點磁感應(yīng)強度方向向下，不為零，故B錯誤;

C.兩導(dǎo)線中電流方向相反，有相互遠離的趨勢，故c錯誤；

D.根據(jù)矢量疊加原理，沿。點垂直于兩電荷連線向上方向電場強度先增大后減小，所以在。點給質(zhì)子一

個向上的初速度，質(zhì)子會向上做直線運動且速度在增加，加速度先增加后減少，故D正確。

故選D。

7.（2024?黑龍江?模擬預(yù)測）如圖所示，三角形閉合線框N2C由彈性較好的導(dǎo)線制成；線框中通有沿逆時針

方向的恒定電流，三角形的三個頂點4B、C固定在絕緣水平面上，帶有絕緣層的長直導(dǎo)線緊貼線框

固定在線框上方。給直導(dǎo)線通入從〃到N的恒定電流，不考慮閉合線框各邊之間的作用力，此后該線框的

形狀可能是（）

【答案】B

【詳解】由題知，直導(dǎo)線通入從M到N的恒定電流，則根據(jù)右手定則可知M、N左側(cè)的磁場垂直紙面向里、

右側(cè)的磁場垂直紙面向外，再由于線框中通有沿逆時針方向的恒定電流，根據(jù)左手定則可知：

導(dǎo)線受到的安培力向右，則導(dǎo)線向右彎曲；/C在左側(cè)的導(dǎo)線受到的安培力斜向左下，則這部分

導(dǎo)線向左下彎曲、在右側(cè)的導(dǎo)線受到的安培力斜向右上，則這部分導(dǎo)線向右上彎曲；8C在左側(cè)的

導(dǎo)線受到的安培力斜向左上，則這部分導(dǎo)線向左上彎曲、在九W右側(cè)的導(dǎo)線受到的安培力斜向右下，則這

部分導(dǎo)線向右下彎曲。

故選Bo

8.（2024?廣西桂林?模擬預(yù)測）如圖所示為電磁軌道炮的工作原理圖，質(zhì)量為機的待發(fā)射彈體與軌道保持良

好接觸，并可在寬為d、長為￡的兩平行水平軌道之間無摩擦滑動，軌道間加有磁感應(yīng)強度大小為5、方向

豎直向下的勻強磁場，恒定電流/從一條軌道流入，通過彈體流回另一條軌道。不計空氣阻力，則彈體通過

這一裝置可以獲得的最大速度為（）

I彈體

軌道

XXXIXXXX

d1B

XXXXXXX

軌道

L

2BIdLBIdLBIdL

A.B.---------C.D.-------

mmm

【答案】A

【詳解】通電彈體在勻強磁場中受安培力的作用而加速，由動能定理有：BIdL=^mvl-Q

解得：vm

故選Ao

9.（2024?江蘇南通?三模）如圖所示，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為2。導(dǎo)線通以恒定電流/,放置在磁場中。

已知成、兒邊長均為/,仍與磁場方向夾角為60。，6c與磁場方向平行。該導(dǎo)線受到的安培力為（）

a

60^b

BC

■、，

A.—BIlB.BIl

2

3

C.-BIlD.y]2+43BIl

【答案】A

【詳解】該導(dǎo)線受到的安培力為：尸=8〃sin60。="3〃

2

故選A。

10.（2024?河北?二模）如圖所示，空間內(nèi)有一垂直紙面方向的勻強磁場（方向未知），一帶正電的粒子在空

氣中運動的軌跡如圖所示，由于空氣阻力的作用，使得粒子的軌跡不是圓周，假設(shè)粒子運動過程中的電荷

量不變。下列說法正確的是（）

b

A.粒子的運動方向為cfb—a

B.粒子所受的洛倫茲力大小不變

C.粒子在6點的洛倫茲力方向沿軌跡切線方向

D.磁場的方向垂直紙面向里

【答案】D

2

【詳解】A.由于空氣阻力做負功，粒子運動過程中速率逐漸減小，由：qvB=m—

R

得：

qB

所以粒子運動的軌道半徑逐漸減小，粒子的運動方向為。一6fc,A錯誤；

B.由公式/=?出可知粒子所受的洛倫茲力逐漸減小，B錯誤；

C.粒子所受的洛倫茲力與速度方向垂直，方向指向彎曲軌跡的內(nèi)側(cè)，所以粒子在6點的洛倫茲力并不沿切

線方向，C錯誤；

D.由左手定則可知勻強磁場的方向垂直紙面向里，D正確。

故選D。

1L（23-24高三下?山東?開學考試）一長度為上的絕緣空心管腦V水平放置在光滑水平桌面上，空心管內(nèi)壁

光滑，〃端有一個質(zhì)量為%、電荷量為”的帶電小球?？招墓苡覀?cè)某一區(qū)域內(nèi)分布著垂直于桌面向下、磁

感應(yīng)強度大小為8的勻強磁場，其邊界與空心管平行?？招墓芎托∏蛞源怪庇诳招墓艿乃俣葀水平向右勻

速運動，進入磁場后空心管在外力作用下仍保持速度v不變，下列說法正確的是（）

NXXXX

XXX

XXXX

L'MXXXX

XXXX

A.洛倫茲力對小球做正功B.空心管對小球不做功

C.在離開空心管前，小球做勻加速直線運動D.在離開空心管瞬間，小球的速度為V.

【答案】D

【詳解】A.洛倫茲力始終與速度垂直不做功，故A錯誤；

B.帶電小球在磁場中運動時，有水平向右的速度分量和豎直向上的速度分量，由左手定則知洛倫茲力斜向

左上方，因此玻璃管對帶電小球有向右的彈力，該彈力對小球做正功，故B錯誤；

C.玻璃管在外力作用下始終保持不變的速度，則小球向右的速度分量保持不變，豎直向上的洛倫茲力分量

保持不變，因此在豎直方向小球做勻加速直線運動，而在水平方向做勻速運動，所以小球做類平拋運動，

故C錯誤；

D.小球做類平拋運動，則有

vj=2aL

qvB

Q=------

m

所以：M=J1+文

Vmv

故D正確。

故選D。

12.（23-24高三上?河北?期末）如圖所示，足夠長的兩個平行紙面帶絕緣凹槽的光滑傾斜滑道，與水平面的

夾角分別為。和/（［＜6），加垂直于紙面向里的磁場，分別將質(zhì)量相等且?guī)У攘空?、負電荷的小球a、b

依次從兩滑道的頂端由靜止釋放，關(guān)于兩球在槽上運動的說法正確的是（）

A.a、b兩球沿槽運動的最大速度分別為匕和匕，則5＞為

B.在槽上，a、6兩球都做勻加速直線運動，且應(yīng)＜%

C.a、6兩球沿槽運動的時間分別為L和則。＜%

D.a、6兩球沿直槽運動的最大位移分別為s“和翅，則

【答案】C

【詳解】B.兩小球受到的洛倫茲力都與斜面垂直向上，沿斜面方向的合力為重力的分力，故兩球都做勻加

速直線運動，加速度為：即=gsiM，%=gsina

可見&>%，故B錯誤;

A.當加速到洛倫茲力與重力沿垂直斜面向下分力相等時，小球脫離斜面則：mgcos0=Bqv

所以“筆皿，「些箸

qBqB

由于a<力，所以VqVvb，故A錯誤;

C.由：v=at

mm

得：。

Bqtan/Bqtana

則％<0，故c正確;

gm2cos2p_gm2cos2a

D.由廬=2亦求得：

2B2q2sin/3'b2B2q2sina

因a<尸，則sa<sb，故D錯誤。

故選C。

13.（2024?福建福州?模擬預(yù)測）如圖所示，兩平行光滑金屬導(dǎo)軌CD、斯間距為乙與電動勢為耳）的電源

相連，質(zhì)量為“、電阻為R的金屬棒成垂直于導(dǎo)軌放置，構(gòu)成閉合回路，回路平面與水平面成。角，回路

其余部分電阻不計。整個回路處于勻強磁場中，為使成棒保持靜止，磁場的磁感應(yīng)強度大小和方向可能為

mgRsin6j?

A.，沿導(dǎo)軌向上

m^R

B.-z—,水平向右

EJ

mgRtan3,

J,水t平向右

c.七PoL

rno-Rsin8一一一，一一，

D.―/，垂直于回路平面向下

E0L

【答案】BD

【詳解】A.當磁場方向沿導(dǎo)軌向上時，成棒所受安培力方向垂直于導(dǎo)軌向上，此時成棒不可能保持靜止,

A錯誤:

B.當磁場方向水平向右時，成棒所受安培力方向豎直向上，要使M棒保持靜止，應(yīng)有安培力：F=mg

又

F=BIL

解得:八簧

B正確;

C.當磁場方向豎直向下時，成棒所受安培力方向水平向右。此時。6棒的受力情況如圖甲所示，根據(jù)平衡

條件有安培力：F=mgtan0

可得:年

C錯誤;

D.當磁場方向垂直于四路平面向下時；仍棒所受安培力方向沿導(dǎo)軌向上，此時。6棒的受力情況如圖乙所

示。根據(jù)平衡條件有安培力尸=mgsin6,可得：

D正確。

N

甲

故選BD。

14.（2024?天津濱海新?三模）某種以自由電子作為載流子的霍爾元件，可以應(yīng)用于檢測電流的裝置中，基

本結(jié)構(gòu)如圖所示。通有待測電流，的螺線管在其正上方的霍爾元件處產(chǎn)生的磁場用=左/,通有電流人的直

導(dǎo)體棒在其左側(cè)的霍爾元件處產(chǎn)生的磁場與=心/2。給霍爾元件通以由前表面到后表面的電流/，則下列說

法正確的是（）

A.只有導(dǎo)體棒通電時，霍爾元件左側(cè)面。端電勢高于右側(cè)面6端

B.當°、6兩端電勢差為零時，螺線管所在回路的電源正極方向向下

C.霍爾元件處的磁感應(yīng)強度恒定不變時，/增大，。、6兩端電勢差變大

k,

D.當電流表讀數(shù)為時，發(fā)現(xiàn)。、6兩端電勢差為零，則螺線管中電流4=胃/2

一左2

【答案】AC

【詳解】A.只有導(dǎo)體棒通電時，根據(jù)安培定則可判斷在霍爾元件處產(chǎn)生向上的磁場，根據(jù)左手定則可判斷

電流對應(yīng)的電子受到洛倫茲力向6端聚集，所以左側(cè)面。端電勢高于右側(cè)面6端，故A正確；

B.當成兩端電勢差為零時，說明螺線管和導(dǎo)體棒在霍爾元件處形成的磁場大小相等，方向相反，即螺線

管在霍爾元件處形成的磁場方向向下，則螺線管所在回路的電源正極方向向上，故B錯誤；

C.霍爾元件處的磁感應(yīng)強度恒定不變時，/增大，根據(jù)電流的微觀表達式：I=nqvS

可知電荷運動速度增大，再根據(jù)：qvB=q^-

a

可得：U=vBd

則b兩端電勢差變大，故C正確；

D.當仍兩端電勢差為零時，說明螺線管和導(dǎo)體棒在霍爾元件處形成的磁場大小相等，方向相反，

可得：眉//二左272

可得：1\=汕

故D錯誤。

故選AC。

15.（2024?吉林長春?模擬預(yù)測）地球的磁場是保護地球的一道天然屏障，它阻擋著能量很高的太陽風粒子

直接到達地球表面，從而保護了地球上的人類和動植物。地球北極的磁場是沿豎直軸對稱的非均勻磁場，

如圖所示為某帶電粒子在從弱磁場區(qū)向強磁場區(qū)前進時做螺線運動的示意圖，不計帶電粒子的重力，下列

說法正確的是（）

A.該帶電粒子帶正電

B.從弱磁場區(qū)到強磁場區(qū)的過程中帶電粒子的速率不變

C.帶電粒子每旋轉(zhuǎn)一周沿軸線方向運動的距離一直保持不變

D.帶電粒子每旋轉(zhuǎn)一周的時間變小

【答案】ABD

【詳解】A.由左手定則可知，該帶電粒子帶正電，故A正確；

B.因洛倫茲力對帶電粒子不做功，則從弱磁場區(qū)到強磁場區(qū)的過程中帶電粒子的速率不變，故B正確；

CD.根據(jù)洛倫茲力提供向心力：qvB=m—

1r

2兀丫2兀m

帶電粒子每旋轉(zhuǎn)一周的時間為：T=——

匕qB

可知隨著磁場的增強，粒子運動半徑逐漸減小，帶電粒子每旋轉(zhuǎn)一周的時間變小，帶電粒子每旋轉(zhuǎn)一周沿

軸線方向運動的距離為：x=v〃T

故帶電粒子每旋轉(zhuǎn)一周沿軸線方向運動的距離減小，故C錯誤，D正確。

故選ABD。

16.（2024?四川德陽?模擬預(yù)測）如圖所示，兩相同半徑、彼此絕緣的金屬圓環(huán)相切于/、C兩點，NC連線

水平，其中一圓環(huán)固定在豎直平面，另一圓環(huán)位于水平面，兩圓環(huán)圓心重合于。點，水平圓環(huán)可繞NC連

線自由轉(zhuǎn)動，現(xiàn)在兩環(huán)中通以大小相同、方向為圖中所示的電流，測得通電瞬間。點處的磁感應(yīng)強度大小

為8,則下列說法正確的是（）

豎直圓環(huán)

水平圓環(huán)

A.水平圓環(huán)轉(zhuǎn)動前，任一圓環(huán)中電流在圓心處產(chǎn)生磁感應(yīng)強度大小為g

2

B.從左向右看，水平圓環(huán)將順時針轉(zhuǎn)動

C.兩圓環(huán)平面重合時立即鎖定兩環(huán)，則在圓心。點處的磁感應(yīng)強度大小為02

D.兩圓環(huán)平面重合時立即鎖定兩環(huán)，一帶負電的小球從環(huán)內(nèi)。點正上方的某點處由靜止釋放后，小球

下落過程將向右偏

【答案】BC

【詳解】A.由題知，測得通電瞬間。點處的磁感應(yīng)強度大小為2,則在水平圓環(huán)轉(zhuǎn)動前，設(shè)任一圓環(huán)中電

流在圓心處產(chǎn)生磁感應(yīng)強度為則由幾何關(guān)系知：B'2+B'2=B2

解得：B』與B

A錯誤；

B.根據(jù)同向電流互相吸引可知，當兩環(huán)平衡時，兩環(huán)在同一平面內(nèi)平行且電流方向相同，故從左向右看,

水平圓環(huán)將順時針轉(zhuǎn)動，B正確；

C.任一圓環(huán)中電流在圓心處產(chǎn)生磁感應(yīng)強度為注8,則兩圓環(huán)平面重合時立即鎖定兩環(huán)，則在圓心。點

處的磁感應(yīng)強度大小為收3,C正確；

D.兩圓環(huán)平面重合時立即鎖定兩環(huán)，產(chǎn)生的磁場垂直于紙面向里，由左手定則知，帶負電的小球從環(huán)內(nèi)。

點正上方的某點處由靜止釋放后，小球下落過程將向左偏，D錯誤；

故選BCo

17.(2024?黑龍江大慶?模擬預(yù)測)如圖所示，在xQy平面的第一、二象限內(nèi)有垂直坐標平面向里的勻強磁

場，磁感應(yīng)強度大小為2,在第三、四象限范圍內(nèi)有沿x軸正方向的勻強電場，在坐標原點。有

一個粒子源可以向x軸上方以不同速率向各個方向發(fā)射質(zhì)量為〃八電荷量為q的帶正電粒子，x軸上的P點

坐標為(-40),y軸上的0點坐標為(0,-d)。不計粒子的重力及粒子之間的相互作用。下列說法中正確的

是()

y八

XXXXX

XXXXX

XXX去"x

------?---------->----------->

POX

--------------------------------------------------------------1Q1-----------