十年高考真題分類匯編物理專題12磁場含解斬

十年高考真題分類匯編（2010—2019）物理

專題12磁場

選擇題：

1.（2019?海南卷?T2）如圖，一段半圓形粗銅線固定在絕緣水平桌面（紙面）上，銅線所在空間有

一勻強磁場，磁場方向豎直向下。當銅線通有順時針方向電流時，銅線所受安培力的方向

A.向前B.向后C.向左D.向右

【答案】A

【解析】

半圓形導線所受的安培力等效于直徑長的直導線所受的安培力，由左手定則可知，銅線所受

安培力的方向向前，故選A.

2.（2019?海南卷?T9）如圖，虛線MN的右側有方向垂直于紙面向里的勻強磁場，兩電荷量相

同的粒子巴Q從磁場邊界的M點先后射入磁場，在紙面內運動。射入磁場時，。的速度

VP垂直于磁場邊界，Q的速度VQ與磁場邊界的夾角為45。。已知兩粒子均從N點射出磁場,

且在磁場中運動的時間相同，則（）

A.P和。的質量之比為1：2B.P和。的質量之比為加：1

C.P和。速度大小之比為忘：|D.P和Q速度大小之比為2：1

【答案】AC

【解析】

0m

AB、由題意可知，P、Q的粒子的運動軌跡分別為半圓、四分之一圓，再根據(jù)片工

qB

解得：mp：mQ=l：2,故A正確，B錯誤；

CD、結合幾何關系可知，Rp：RQ—1：、歷，由公式——＞解得：vp：VQ=y/2,：1,

K

故C正確，D錯誤。

故選：ACo

3.（2019?天津卷?T4）筆記本電腦機身和顯示屏對應部位分別有磁體和霍爾元件。當顯示屏開

啟時磁體遠離霍爾元件，電腦正常工作：當顯示屏閉合時磁體靠近霍爾元件，屏幕熄滅，電

腦進入休眠狀態(tài)。如圖所示，一塊寬為a、長為c的矩形半導體霍爾元件，元件內的導電粒

子是電荷量為e的自由電子，通入方向向右的電流時，電子的定向移動速度為v。當顯示屏

閉合時元件處于垂直于上表面、方向向下的勻強磁場中，于是元件的前、后表面間出現(xiàn)電壓

U,以此控制屏幕的熄滅。則元件的（）

A.前表面的電勢比后表面的低

B.前、后表面間的電壓U與v無關

C.前、后表面間的電壓U與c成正比

eU

D.自由電子受到的洛倫茲力大小為一

a

【答案】D

【解析】

【詳解】由圖知電流從左向右流動，因此電子的運動方向為從右向左，根據(jù)左手定則可知電

子偏轉到后面表，因此前表面的電勢比后表面的高，故A錯誤，電子在運動過程中洛倫茲

力和電場力平衡，有F&=evB,F『eE=名生,故心飛巨，故D正確，由d=?則電

壓U=ai歸，故前后表面的電壓與速度有關，與a成正比，故BC錯誤。

4.（2019?全國II卷?T4）如圖，邊長為/的正方形帥cd內存在勻強磁場，磁感應強度大小為8,

方向垂直于紙面（"4所在平面）向外。而邊中點有?電子發(fā)源O,可向磁場內沿垂直于曲

邊的方向發(fā)射電子.已知電子的比荷為鼠則從〃、〃兩點射出的電子的速度大小分別為

A.-kBh心kBlB.-kBl,-kBl

4444

C.-kBl,且kBlD.-kBlt-kBl

2424

【答案】B

【解析】

【詳解】〃點射出粒子半徑七尸,二黑，得：火尸馴=—,

4Bq4m4

d點射出粒子半徑為R2=/2+（R-g）,R=：［

故H尸-----=------,故B選項符合題意

4

5.（2019?全國HI卷?T5）如佟，在坐標系的第一和第二象限內存在磁感應強度大小分別為

2

和反方向均垂直于紙面向外的勻強磁場。一質量為〃?、電荷量為4（。/>0）的粒子垂直于X軸

射入第二象限，隨后垂直于），軸進入第一象限，最后經過x軸離開笫一象限。粒子在磁場中

運動的時間為

57ml7717771\nm13冗/〃

A.----B.----c.--D.--

6qB6qB6qB6qB

【答案】B

【解析】

運動朝L跡如圖：

即運動由兩部分組成，第一部分是,個周期，第二部分是9個周期，故總時間為B選項的結果.

46

6.（2019?全國I卷?T4）如圖，等邊三角形線框LMN由三根相同的導體棒連接而成，固定于勻

強磁場中，線框平面與磁感應強度方向垂直，線框頂點M、N與直流電源兩端相接，已如導

體棒MN受到的安培力大小為F,則線框LMN受到的安培力的大小為

A.2FB.1.5FC.0.5FD.0

【答案】B

【解析】

設每一根導體棒的電阻為R,長度為L,則電路中，上下兩路電阻之比為

N：R2=2R:R=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

4〃2=1：2。如下圖所示，由于.上路通電的導體受安培力的有效長度為L,根據(jù)安培力計

算公式尸可知廣：尸=，：，2=1：2,得9=g/，根據(jù)左手定則可知，兩力方向

3

相同，故線框LMN所受的合力大小為尸+尸=一尸，故本題選B。

2

7.（2019,北京卷44）如圖所示，正方形區(qū)域內存在垂直紙面的勻強磁場。帶電粒了垂直磁

場邊界從4點射入，從。點射出。下列說法正確的是

A.粒子帶正電

B.粒子在〃點速率大于在a點速率

C.若僅減小磁感應強度，則粒子可能從力點右側射出

D.若僅減小入射速率，貝J粒子在磁場中運動時間變短

【答案】C

7

D.流經Lz的電流在a點產生的磁感應強度大小為正斯

【答案】AC

【解析】試題分析：先利用右手定則判斷通電導線各自產生的磁場強度，然后在利用矢量疊

加的方式求解各個導體棒聲生的磁場強度。

L在ab兩點產生的磁場強度大小相等設為由，方向都垂直于紙面向里，而L2在a點產生

的磁場強度設為B2,方向向里，在b點產生的磁場強度也為B2,方向向外，規(guī)定向外為正,

根據(jù)欠量疊加原理可知

B-2=M4+%_/=）（）

可解得：&=口。故AC正確；

故選AC

點睛：磁場強度是矢量，對于此題來說ab兩點的磁場強度是由三個磁場的疊加形成，先根

據(jù)右手定則判斷導線在ab兩點產生的磁場方向，在利用矢量疊加來求解即可。

10.（2017?新課標HI卷）如圖，在磁感應強度大小為Bo的勻強磁場中，兩長直導線P和Q垂直

于紙面固定放置，兩者之間的距離為L在兩導線中均通有方向垂直于紙面向里的電流I時,

紙面內與兩導線距離均為1的a點處的磁感應強度為零。如果讓P中的電流反向、其他條件

不變，則a點處磁感應強度的大小為

A.0多。c?李。D.2Bo

【答案】C

【解析】如圖1所示，P、Q中電流在a點產生的磁感應強度大小相等，設為8,由幾何關

系有也用=綜，

如果讓P中的電流反向、其他條件不變，如圖2所示，由幾何關系可知，a點處磁感應強度

的大小為B="用+B；=亭紇,故選C。

【考點定位】磁場疊加、安培定則

【名師點睛】本題關鍵為利用安培定則判斷磁場的方向，在根據(jù)幾何關系進行磁場的疊加和

計算。

11.（2016?北京卷?TI7）中國末代科學家沈括在《夢溪筆談》中最早記載了地磁偏角：“以磁石

磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也。”進一步研究表明，地球周圍地磁場的磁感線

分布示意如圖。結合上述材料，下列說法不正確的是

A.地理南、北極與地磁場的南、北極不重合

B.地球內部也存在磁場，地磁南極在地理北極附近

C.地球表面任意位置的地磁場方向都與地面平行

D.地磁場對射向地球赤道的帶電宇宙射線粒子有力的作用

【答案】C

【解析】

試題分析：根據(jù)題意可得，地理南北極與地磁場存在一個夾角，為磁偏角，故兩者不重合，

A正確：地磁南極在地理的北極附近，地磁北極在地理兩極附近，B正確；由于地磁場磁場

方向沿磁感線切線方向，故只有赤道處才與地面平行，C錯誤：在赤道處磁場方向水平，而

射線是帶電的粒子，運動方向垂直磁場方向，根據(jù)左手定則可得射向赤道的粒子受到的洛倫

茲力作用，D正確；

【考點定位】考查了地磁場

【方法技巧】地球本身是?個巨大的磁體。地球周圍的磁場叫做地磁場。地磁北極在地理南

極附近，地磁南極在地理北極附近，所以地磁場的方向是從地磁北極到地磁南極。

12.（2016?上海卷）如圖，一束電子沿z軸正向流動，則在圖中y軸上A點的磁場方向是

A.+x方向B.—x方向C.+y方向D.—y

方向

【答案】A

【解析】據(jù)題意，電子流沿z軸正向流動，電流方向沿z軸負向，由安培定則可以判斷電流

激發(fā)的磁場以z軸為中心沿順時針方向（沿z軸負方向看），通過y軸A點時方向向外，即沿

x軸正向，則選項A正確,

【考點定位】安培定則、電子束產生電流的方向。

【方法技巧】首先需要判斷出電子束產生電流的方向，再根據(jù)安培定則判斷感應磁場的方向。

13.（2011?全國卷）如圖，兩根相互平行的長直導線分別通行方向相反的電流Ii和L，且li>I2;

a、b、c、d為導線某一橫截面所在平面內的四點，且a、b、c與兩導線共面；b點在兩導線

之間，b、d的連線與導線所在平面垂直。磁感應強度可能為零的點是

A.a點B.b點C.c點D.d點

【答案】C

【解析】若某點合磁感應強度為零，必有h和L在改點形成磁場的磁感應強度等大反向，

只有C點有可能，C正確。

【考點定位】磁感應強度

14.（2014?新課標全國I卷?T15）關于通電直導線在勻強磁場中所受的安培力，下列說法正確的

是

A.安培力的方向可以不垂直于直導線

B.安培力的方向總是垂直于磁場的方向

C.安培力的大小與通電直導線和磁場方向的夾角無關

D.將直導線從中點折成直角，安培力的大小一定變?yōu)樵瓉淼囊话?/p>

【答案】B

【解析】由左手定則安培力方向一定垂直于導線和磁場方向，A錯的B對的；F=BILsin0,

安培力大小與磁場和電流夾角有關，C錯誤的：從中點折成直角后，導線的有效長度不等于

導線長度一半，D錯的。

【考點定位】安培左手定則

15.（2014?上海卷）如圖,在磁感應強度為B的勻強磁場中,面積為S的矩形剛性導線框abed

可繞過ad邊的固定軸00,轉動，磁場方向與線框平面垂直。在線框中通以電流強度為I的

穩(wěn)恒電流，并使線框與豎直平面成夕角，此時be邊受到相對OO,軸的安培力力矩大小為

.八八ISBISB

（A）!SBsin<9（BIISBCOS<9（C）----（D）-----

sin0cos。

【答案】A

【解析】be邊電流方向與ad平行，與磁場垂直，所以安培力大小為/=8〃=8/J6,方

向根據(jù)左手定則判斷豎直向上，所以安培力的力臂即轉軸ad與安培力之間的距離，根據(jù)幾

何關系可得力臂大小為J?sin0,所以安培力的力矩為3/J?xJ?sine=B/Ssin。，對

照選項A對。

【考點定位】左手定則力矩

16.（2015?江蘇卷?T4）如圖所示，用天平測量勻強磁場的磁感應強度，下列各選項所示的載流

線圈匝數(shù)相同，邊長NM相等，將它們分別拄在天平的右臂下方，線圈中通有大小相同的電

流，天平處于平衡狀態(tài)，若磁場發(fā)生微小變化，天平最容易失去平衡的是

【答案】A

【解析】由題意知，當處于磁場中的導體，受安培力作用的有效長度越長，根據(jù)F=BIL知

受安培力越大，越容易失去平衡，由圖知選項A中導體的有效長度最大，所以A正確。

【考點定位】物體的平衡、安培力

17.（233?安徽卷?T15）圖中a、b、c、d為四根與紙面垂直的長直導線，具橫截面位于正方形的

四個頂點上，導線中通有大小相同的電流，方向如圖所示。一帶正電的粒子從正方形中心0

點沿垂直于紙面的方向向外運動，它所受洛倫茲力的方向是

A.向上B.向下C.向左D.向右

【答案】B

【解析】根據(jù)安培定則（即右手螺旋定則），b、d導線中的電流在。點產生的磁場方向用反，

它們的合磁場為零，a、c導線中的電流在O點處產生的磁場均水平向左，所以O點處的合

磁場水平向左；再根據(jù)左手定則可判斷出，帶正電粒子垂直于紙面的方向向外運動時，它所

受洛倫茲力的方向向下，所以B正確。

【考點定位】右手螺旋定則、場強疊加原理、左手定則.

18.（2017.新課標I卷.T19）如圖，三根相互平行的固定長直導線/、L2和L3兩兩等距,均通

有電流/,L中電流方向與L2中的相同，與L3中的相反，下列說法正確的是

A.Li所受磁場作用力的方向與L2、La所在平面垂直

B.L3所受磁場作用力的方向與L、L2所在平面垂宜

C.L,、L2和L3單位長度所受的磁場作用力大小之比為1：1：石

D.L,、L2和L3單位長度所受的磁場作用力大小之比為G：G：1

【答案】BC

【解析】同向電流相互吸引，反向電流相互排斥。對Li受力分析，如圖所示，可知Li所受

磁場力的方向與L?、L3所在的平面平行，故A錯誤；

對L3受力分析，如圖所示，可知L3所受磁場力的方向與Li、L?所在的平面垂直，故B正

確；

設三根導線兩兩之間的相互作用力為F,則L、L2受到的磁場力的合力等于F,L3受的磁場

力的合力為GE,即LI、L2、L單位長度受到的磁場力之比為1：I：G，故C正確，D

錯誤。

【考點定位】電流磁效應、安培力、安培定則

【名師點睛】先根據(jù)安培定則判斷磁場的方向，再根據(jù)磁場的疊加得出直線電流處磁場的方

向，再由左手定則判斷安培力的方向，本題重點是對磁場方向的判斷、大小的比較。

19.（2017?新課標II卷）某同學自制的簡易電動機示意圖如圖所示。矩形線圈由一根漆包線繞

制而成，漆包線的兩端分別從線圈的一組對邊的中間位置引出，并作為線圈的轉軸。將線圈

架在兩個金屬支架之間，線圈平面位于豎直面內，水磁鐵置于線圈下方。為了使電池與兩金

屬支架連接后線圈能連續(xù)轉動起來，該同學應將

A.左、右轉軸下側的絕緣漆都刮掉

B.左、右轉軸上下兩側的絕緣漆都刮掉

C.左轉軸上側的絕緣漆刮第，右轉軸卜側的絕緣漆刮掉

D.左轉軸上下兩側的絕緣漆都刮掉，右轉軸下側的絕緣漆刮掉

【答案】AD

【解析】為了使電池與兩金屬支架連接后線圈能連續(xù)轉動起來，將左、右轉軸下側的絕緣漆

都刮掉，這樣當線圈在圖示位置時，線圈的上下邊受安培力水平而轉動，轉過一周后再次受

到同樣的安培力而使其轉動，選項A正確；若將左、右轉軸上下兩側的絕緣漆都刮掉，則

當線圈在圖示位置時，線圖的上下邊受安培力水平而轉動，轉過半周后再次受到相反方向的

安培力而使其停止轉動，選項B正確；左轉軸上側的絕緣漆刮掉，右轉軸下側的絕緣漆刮

掉，電路不能接誦,故不能轉起來,選項C錯誤：若將左轉軸卜.下兩側的絕緣漆都用掉，

右轉軸下側的絕緣漆刮掉，這樣當線圈在圖示位置時，線圈的上下邊受安培力水平而轉動，

轉過半周后電路不導通，轉過一周后再次受到同樣的安培力而使其轉動，選項D正瓏；故

選ADo

【考點定位】電動機原理；安培力

【名師點睛】此題是電動機原理，主要考杳學生對物理規(guī)律在實際生活中的運用能力；關鍵

是通過分析電流方向的變化分析安培力的方向變化情況,，

20.（206全國新課標H卷?T18）指南針是我國古代四大發(fā)明之一。關于指南針，下列說明正確

的是

A.指南針可以僅具有一個遨極

B.指南針能夠指向南北，說明地球具有磁場

C.指南針的指向會受到附近鐵塊的干擾

D.在指南針正上方附近沿指針方向放置直導線，導線通電時指南針不偏轉

【答案】BC

【解析】指南針不可以僅具有一個磁極，故A錯誤；指南針能夠指向南北，說明地球具有

磁場，故B正確；當附近的鐵塊磁化時，指南針的指向會受到附近鐵塊的干擾，故C正確;

根據(jù)安培定則，在指南針王上方附近沿指針方向放置一直導線，導線通電時會產生磁場，指

南針會偏轉與導線垂直，放D錯誤。

【考力、定位】安培定則；地磁場。

21.（2011?遼寧卷）電磁軌道炮工作原理如圖所示，待發(fā)射彈體可在兩平行軌道之間自由移動，

并與軌道保持良好接觸，電流I從一條軌道流入，通過導電彈體后從另一條軌道流回，軌道

電流可形成在彈體處垂直于軌道面得磁場（可視為勻強磁場），磁感應強度的大小與I成正比。

通電的彈體在軌道上受到安培力的作用而高速射出，現(xiàn)欲使彈體的出射速度增加到原來的2

倍，理論上可采用的方法是

A.只將軌道長度L變?yōu)樵瓉淼?倍

B.只將電流I增加至原來的2倍

C.只將彈體質量減至原來的一半

D.將彈體質量減至原來的?半，軌道長度L變?yōu)樵瓉淼?倍，其它量不變

【答案】BD

【解析】通電的彈體在軌道上受到安培力的作用，利用動能定理有5〃1=’機聲，磁感應

2

12kl

強度的大小與I成正比，所以8=以，解得V=J絲上.只將軌道長度L變?yōu)樵瓉淼?倍,

Vm

彈體的出射速度增加至原來的五倍，故A錯誤；只將電流I增加至原來的2倍?，彈體的出

射速度增加至原來的2倍，故B正確：只將彈體質量減至原來的一半，彈體的出射速度增

加至原來的血倍，故C錯誤；將彈體質量減至原來的一半，粒道長度L變?yōu)樵瓉淼?倍,

其它量不變，彈體的出射速度增加至原來的2倍，故D正確.

【考點定位】安培力，動能定理

22.（2011?上海卷?T18）如圖,質量為m、長為L的直導線用兩絕緣細線懸掛于O、0\并處于

勻強磁場中。當導線中通以沿x正方向的電流I,且導線俁持靜止時、懸線與豎直方向夾角為

九則磁感應強度方向和大小可能為

A.z正向，沙'tan。B.y正向，生旦

ILIL

C.z負向，螫tan。D.沿懸線向上，巡sin，

ILIL

【答案】BC

【解析】逆向解題法。若1A）正確，磁感應強度方向為z正向，根據(jù)左手定則，直導線所受

安培力方向沿y負方向，直導線不能平衡，A錯誤；

若（B）正確，磁感應強度方向為y正向，根據(jù)左手定則，直導線所受安培力方向沿z正方向，

根據(jù)平衡條件8〃="吆，所以B=整，B正確：

若（C）正確，磁感應強度方向為z負方向，根據(jù)左手定則，直導線所受安培力方向沿y正方向，

根據(jù)平衡條件8〃Rcos〃="7gRsin0,所以B=箸tan8,C正確：

若（D）正確，磁感應強度方向沿懸線向上，根據(jù)左手定則，直導線所受安培力方向如下圖（側

視圖），直導線不能平衡，所以D錯誤。所以本題選BC,

【考點定位】磁感應強度，安培定則

23.（2012?大綱全國卷）如圖，兩根互相平行的長直導線過紙面上的M、N兩點，且與直面垂

直，導線中通有大小相等、方向相反的電流。a、。、b在M、N的連線上，。為MN的中點,

c、d位于MN的中垂線上，且a、b、c、d到。點的距離均相等。關于以上幾點處的磁場，

下列說法正確的是

A.o點處的磁感應強度為零

B.a、b兩點處的磁感應強度大小相等，方向相反

C.c、d兩點處的磁感應強度大小相等，方向相同

D.a、c兩點處磁感應強度的方向不同

【答案】CD

【解析】由安培定則和磁場售加原理可判斷出。點處的磁感應強度方向向下，一定不為為零,

選項A錯誤；a、b兩點處的磁感應強度大小相等，方向相同，選項B錯誤；c、d兩點處的

磁感應強度大小相等，方向相同，選項C正確；a、c兩點處磁感應強度的方向不同，選項

D正確。

【考點定位】本題考查安培定則和磁場疊加原理

24.（2014.海南卷）如圖，兩根平行長直導線相距21,通有大小相等、方向相同的恒定電流：a、

b、c是導線所在平面內的三點，左側導線與它們的距離分別為'、I和31。關于這三點處的

2

磁感應強度，下列判斷正琬的是

A.a處的磁感應強度大小比c處的大

B.b、c兩處的磁感應強度大小相等

C.a、c兩處的磁感應強度方向相同

D.b處的磁感應強度為零

【答案】AD

【解析】由右手定則可以判斷，a、c兩處的磁場是兩電流在a、c處產生的磁場相加，但a

距離兩導線比c近，故a處的磁感應強度大小比c處的大，A對；b、c與右側電流距離相

同，故右側電流對此兩處II勺磁場要求等大反向，但因為左側電流要求此兩處由大小不同、方

向相同的磁場，故b、c兩處的磁感應強度大小不相等，B錯；由右手定則可知，a處磁場垂

直紙面向里，c處磁場垂直紙面向外，C錯；b與兩導線距離相等，故兩磁場登加為零，D

對。

【考點定位】磁場疊加、右手定則

25.（2012?天津卷?T2）如圖所示，金屬棒MN兩端由等長的輕質細線水平懸掛，處于豎直向上

的勻強磁場中，棒中通以由M向N的電流，平衡時兩懸線與豎直方向夾角均為0。如果僅

改變下列某一個條件，。角的相應變化情況是

A.棒中的電流變大，0角變大

B.兩懸線等長變短，0角變小

C.金屬棒質量變大,。角變大

D.磁感應強度變大，8角變小

【答案】A

【解析】水平的直線電流在豎直磁場中受到水平的安培力而偏轉，與豎直方向形成夾角，此

時它受拉力、重力和安培力而達到平衡，根據(jù)平衡條件有tanO=￡Z=處，所以棒子中

〃吆mg

的電流增大0角度變大：兩懸線變短，不影響平衡狀態(tài)，0角度不變；金屬質量變大0角度

變??；磁感應強度變大。角度變大。答案A。

【考點定位】本題考查力的平衡，安培力及其相關知識

26.（2014?浙江卷）如圖1所示，兩根光滑平行導軌水平放置，間距為L,其間有豎直向下的勻

強磁場，磁感應強度為以垂直于導軌水平對稱放置一根均勻金屬棒。從1=0時刻起，棒上

有如圖2所示的持續(xù)交流電流I,周期為T,最大值為Ini,圖1中I所示方向為電流正方向。

則金屬棒

A.一直向右移動

B.速度隨時間周期性變化

C.受到的安培力隨時間周期性變化

D.受到的安培力在一個周期內做正功

【答案】ABC

【解析】由圖知在0—'172時間內根據(jù)左手定則可判斷金屬棒受向右的安培力，且安培力的

大小F二BIL保持不變，再根據(jù)牛頓第二定律F=BIL=ma,知金屬棒先向右做勻加速運動，在

T/2—T時間內，電流變?yōu)榉捶较颍戆才嗔Ψ较蛳蜃?，大小不變，故金屬棒向右做做?/p>

減速運動，T時刻速度恰好減為零，然后重復運動，其v—t圖如圖所示：

故A、B、C正確；受到的安培力在一個周期內先做正功，后做負功，故D錯誤。

【考點定位】安培力、牛頓第二定律、功

27.（2016?海南卷丁8）如圖⑶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（線圈平面即紙

面），磁場方向如圖中箭頭所示。在圖（b）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百于紙面向外

【答案】BC

【解析】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，故選項A錯誤，選項B正確；

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，故選項C.正確，選項D

錯誤。

【考點定位】安培力

【名師點睛】解決本題的關鍵掌握安培力方向的判定，明確安培力產生的條件，熟練應用左

手定則判斷安培力的方向，

28.（2013?海南卷）三條在同一平面（紙面）內的長直絕緣導線組成一等邊三角形，在導線中通過

的電流均為I，方向如圖所示。a、b和c三點分別位于三角形的三個頂角的平分線上，且到

相應頂點的距離相等。將a、b和c處的磁感應強度大小分別記為Bi、B2和B3,下列說法正

確的是

AB=B2VB3

B.B|=B2=B3

C.a和b處磁場方向垂直于紙面向外，c處磁場方向垂直于紙面向里

D.a處磁場方向垂直于紙面向外，b和c處磁場方向垂直于紙面向里

【答案】AC

【解析】a、b和c處的磁感應強度均是二條通電導線單獨存在時在各點處產生的磁場的疊

加。由于通過三條導線的電流大小相等，結合安培定則可判斷出三條導線在a、b處產生的

的合磁感應強度垂直紙面向外，在c處垂直紙面向里，且B產B2VB3,故選項A、C正確。

【考點定位】本題考查安培定則及磁場的疊加

29.（2018?北京卷T6）某空間存在勻強磁場和勻強電場。一個帶電粒子（不計重力）以一定初速

度射入該空間后，做勻速直線運動；若僅撤除電場，則該粒子做勻速圓周運動，卜.列因素與

完成上述兩類運動無關的是

A.磁場和電場的方向

B.磁場和電場的強弱

C.粒子的電性和電量

D.粒子入射時的速度

【答案】C

E

【解析】由題可知，當帶電粒子在復合場內做勻速直線運動，BPFf?=qvB,則v若僅

撤除電場，粒子僅在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動，說明要滿足題意需要對磁場與電場的

方向以及強弱程度都要有要求，例如：電場方向向下，磁場方向垂直紙面向里等，但是對電

性和電量無要求，故選項C正確，ABD錯誤。

點睛：本題考查了帶電粒子在復合場中的運動，實際上是考查了速度選擇器的相關知識，注

意當粒子的速度與磁場不平行時，才會受到洛倫茲力的作用，所以對電場和磁場的方向有要

求的。

30.（2017?新課標II卷）如圖，虛線所示的圓形區(qū)域內存在一垂直于紙面的勻強磁場，P為磁場

邊界上的一點。大量相同的帶電粒子以相同的速率經過P點，在紙面內沿不同的方向射入磁

場。若粒子射入速率為匕，這些粒子在磁場邊界的出射點分布在六分之一圓周上；若粒子射

入速率為匕，相應的出射點分布在三分之一圓周上。不計重力及帶電粒子之間的相互作用。

則匕：匕為

A.G：2B.V2:1C.V3:1D.3:及

【答案】C

【解析】當粒子在磁場中運動半個圓周時，打到圓形磁場的位置最遠。則當粒子射入論速度

為匕，

如圖，由幾何知識可知，粒子運動的軌道半徑為q二Rcos600=」R；同理，若粒子射入

2

的速度為為，由幾何知識可知，粒子運動的軌道半徑為弓二Rcos300二等R；根據(jù)

r-卷xv,則%:H=4：4=G：1，故選Co

【考點定位】帶電粒子在磁場中的運動

【名師點睛】此題是帶電粒子在有界磁場中的運動問題；解題時關鍵是要畫出粒子運動的軌

跡草圖，知道能打到最遠處的粒子運動的弧長是半圓周，結合幾何關系即可求解。

31.（2012?北京卷）處于勻強磁場中的一個帶電粒子，僅在磁場力作用下做勻速圓周運動.將該

粒子的運動等效力環(huán)形電流，那么此電流值

A.與粒子電荷量成正比B.與粒子速率成正比

C.與粒子質量成正比D.與磁感應強度成正比

【答案】D

【解析】設帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的周期為T,半徑為r,則

由=得r=—,7=包=配。環(huán)形電流：/=幺=且，可見，I與q的平

rqBvqBTInin

方成正比，與v無關，與B成正比，與m成反比。故選D

【考點定位】本題考查了帶電粒子在磁場中的運動

32.（2012.大綱仝國卷）質量分別為m.和m2,電荷量分別為qi和q2的兩粒子在同一勻強磁場

中做勻速圓周運動，已知兩粒子的動量大小相等。下列說法正確的是

A.若qi=q2,則它們做圓周運動的半徑一定相等

B.若則它們做圓周運動的周期一定相等

C.若q#q2,則它們做圓周運動的半徑一定不相等

D.若m*im，則它們做圓周運動的周期一定不相等

【答案】A

【解析】帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動，其半徑「=把=±,己知兩粒子動量相

BqBq

等；若q=%,則它們的圓周運動半徑一定相等，選項A正確；若町=牡，不能確定兩粒

子電量關系，不能確定半徑是否相等，選項B錯；由周期公式7=如可知：僅由電量或

Bq

質量關系，無法確定兩粒子做圓周運動的周期是否相等，故C、D錯誤。

整個解答應改為：帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動，其半徑「=把=￡,己知兩粒

BqBq

子動量相等；若［=4，，則它們的圓周運動半徑?定相等，選項A正確；由周期公式丁=到

Bq

可知：僅由質量關系，無法確定兩粒子的電量關系，故無法確定兩粒子做圓周運動的周期是

否相等，故BD錯誤；若明=叱,不能確定兩粒子電量關系，不能確定半徑是否相等，選

項B錯；若q#q?，則根據(jù)，?=',則它們做圓周運動的半徑一定不相等，選項C正確：故

Bq

選AC.

【考點定位】本題考查帶電粒子在磁場中的運動

33.（2011?遼寧卷）為了解釋地球的磁性，19世紀安培假設：地球的磁場是由繞過地心的軸的

環(huán)形電流I引起的。在下列四個圖中，正確表示安培假設中環(huán)形電流方向的是

【答案】B

【解析】地磁的南極在地理北極的附近，故在用安培定則判斷環(huán)形電流的方向時右手的拇指

必需指向南方；而根據(jù)安培定則：拇指與四指垂直，而四指彎曲的方向就是電流流動的方向，

故四指的方向應該向西。放B正確。

【考點定位】安培定則

34.（2013?新課標全國I卷?T18）如圖，半徑為R的圓是一圓柱形勻強磁場區(qū)域的橫截面（紙

面），磁感應強度大小為B,方向垂直于紙面向外，一電荷量為q（q>0）。質量為m的粒子沿

平行于直徑ab的方向射入磁場區(qū)域，射入點與ab的距離為二，已知粒子射出磁場與射入

2

磁場時運動方向間的夾角為60。，則粒子的速率為（不計重力）

AqBRqBR「3qBR2qBR

2mm2mm

【答案】B

【解析】設粒子做圓周運動的半徑為r,過入射點做速度的垂線找圓心，又速度偏角等于圓

2

心角，根據(jù)題意做出示意圖，根據(jù)幾何關系求出r=R：洛倫茲力提供向心力，qvB=皆，

qBR

則粒子的速率-故B對；A、C、D錯。

m

【考點定位】帶電粒子在做場中做勻速圓周運動、洛倫茲力、牛頓第二定律。

35.（2014?北京卷）帶電離子a、b在同一勻強磁場中做勻速圓周運動，它們的動量大小相等，

a運動的半徑大于b運動的半徑。若a、b的電荷量分別為小、qh,質量分別為m.、n“，周

期分別為Ta、Tb。則一定有

A.q^VqbB.maVnibC.TaVTbD.

【答案】A

nj2vn

【解析】根據(jù)洛倫茲力提供向心力有，Bvq=——，可得離了?的運動半徑為/?=-/72V=」一，

RBqBq

離子的動量大小相等，且在同一個磁場中，則q與R成反比，已知Ra>Rb，可得qa〈qb，A

正確；已知它們的動量大小相等，但不知速度的大小關系，無法比較它們的質量大小關系，

B錯誤；因為了二生，不知速度的大小關系，無法比較它們的周期大小，C錯誤；因為

v

不知道質量的關系，所以它們的比荷的大小關系不能確定，D錯誤。

【考點定位】帶電粒子在盛場中的運動規(guī)律

36.（2014?安徽卷）“人造小太陽”托卡馬克裝置使用強磁場約束高溫等離子體，使其中的帶電粒

子被盡可能限制在裝置內部，而不與裝置器壁碰撞，已知等離子體中帶電粒子的平均動能與

等離子體的溫度T成正匕，為約束更高溫度的等離子體，則需要更強的磁場，以使帶電粒

子在磁場中的運動半徑不變，由此可判斷所需的磁感應強度B正比于

A市B.TC.ED.T2

【答案】A

【解析】粒子在磁場中運動的半徑滿足A=——，即R不變時，v與B成正比，由題意知粒

qB

子的動能與溫度成正比，即\，2與T成正比，綜上可知，Bx后,A正確。

【考點定位】帶電粒子在磁場中的運動

37.（2015?重慶卷?T1）題1圖中曲線a、b、c、d為氣泡室中某放射物質發(fā)生衰變放出的部分粒

子的經跡，氣泡室中磁感應強度方向垂直紙面向里。以下判斷可能正確的是

A.a、b為夕粒子的經跡B.a、b為了粒子的經跡

C.c、d為a粒子的經跡D.c、d為力粒子的經跡

【答案】D

【解析】丫射線是不帶電的光子流，在磁場中不偏轉，故選項B錯誤；

Q粒子為家核帶正電，由左手定則知受到向上時洛侖茲力向上偏轉，故選項A、C錯誤：

0粒子是帶負電的電子流，應向下偏轉，選項D正確。改選D。

【考點定位】三種放射線的性質、帶電粒子在磁場中的運動。

38.（2015?海南卷?T1）如圖所示，a是豎直平面P上的一點，P前有一條形磁鐵垂直于P,且S

極朝向a點，P后一電子在偏轉線圈和條形磁鐵的磁場的共同作用下，在水平面內向右彎曲

經過a點。在電子經過a點的瞬間。條形磁鐵的磁場對該電子的作用力的方向0

A.向上B.向下C.向左D.向右

【答案】A

【解析】條形磁鐵的磁感線方向在a點為垂直P向外，粒子在條形磁鐵的磁場中向右運動，

所以根據(jù)左手定則可得電子受到的洛倫茲力方向向上，A正確。

【考點定位】洛倫茲力

39.（2015?全國新課標I卷?T14）兩相鄰勻強磁場區(qū)域的磁感應強度大小不同、方向平行。一速

度方向與磁感應強度方向垂育的帶電粒子（不計重力），從較強磁場區(qū)域進入到較弱磁場區(qū)域

后，粒子的

A.軌道半徑減小，角速度增大B.軌道半徑減小，角速度減小

C.軌道半徑增大，角速度漕大D.軌道半徑增大，角速度減小

【答案】D

v2

【解析】由于磁場方向與速度方向垂直，粒子只受到洛倫茲力作用，即不，軌道

m\）

半徑R=—,洛倫茲力不做功，從較強到較弱磁場區(qū)域后，速度大小不變，但磁感應強度

qB

變小，軌道半徑變大，根據(jù)角速度?=］可判斷角速度變小，選項D正確。

【考點定位】磁場中帶電粒子的偏轉

40.（2015?廣東卷?T16）在同一勻強磁場中，a粒子（評e）和質子（陽）做勻速圓周運動，若它們

的動量大小相等，則a粒子和質子

A.運動半徑之比是2：1B.運動周期之比是2：1

C.運動速度大小之比是4：1D.受到的洛倫茲力之比是2：1

【答案】B

【解析】帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動的向心力由洛倫茲力提供，根據(jù)洛倫茲力大小計

算公式和向心力公式有,：qvB=m—,解得其運動半徑為：「=竺，由題意可知，mv=niHVH?

ruRau

所以有：工=紇=_1,2=也=_1,右=￡.以=_L故選項A、C、D錯誤；根據(jù)勻

242

%?%叫fAHQH叫

速圓周運動參量間關系有：T=生，解得：T=型，所以"工=以.皿=2,故選項

v

qBT?m?qaI

B正確。

【考點定位】帶電粒子在勻強磁場中的運動。

41.（2012?安徽卷?T19）如圖所示，圓形區(qū)域內有垂直于紙面向里的勻強磁場，一個帶電粒子以

速度v從A點沿直徑AOB方向射入磁場，經過At時間從C點射出磁場，OC與OB成60°

角?，F(xiàn)將帶電粒子的速度變?yōu)関/3,仍從A點沿原方向射入磁場，不計重力，則粒子在磁場

中的運動時間變?yōu)?/p>

A.-AtB.2AtC.-AtD.3At

23

【答案】B

【解析1由牛頓第二定律/心二機二及勻速圓周運動了=網:得：r=—；T=-o

rvqBqB

作出粒子的運動軌跡圖，由圖可得以速度v從A點沿直徑AOB方向射入磁場經過4=176

從C點射出磁場，軌道半徑r=百而；速度變?yōu)関/3時，運動半徑是"3=6而/3,由

幾何關系可得在磁場中運動轉過的圓心角為120°,運動時間為T/3,即20。A、C、D項錯誤;

B項正確。

【考點定位】此題考查帶電粒子在勻強磁場中運動及其相關知識

42.（2012?廣東卷）質量和電量都相等的帶電粒子M和N,以不同的速度率經小孔S垂直進入

勻強磁場，運行的半圓軌跡如圖中虛線所示，卜列表述正確的是

A.M帶負電，N帶正電

B.M的速度率小于N的速率

C.洛倫茲力對M、N做正功

D.M的運行時間大于N的運行時間

【答案】A

【解析】由左手定則判斷出N帶正電荷，M帶負電荷，故A正確；粒子在磁場中運動，洛

倫茲力提供向心力=半徑為：r=罪,在質量與電晶相同的情況下，半徑大說明

速率大，即M的速度率大于N的速率，B錯誤；洛倫茲力不做功，C錯誤；粒子在磁場中

運動半周，即時間為周期的一半，而周期為7=匆，M的運行時間等于N的運行時間，

qB

故D錯誤。故選A。

【考點定位】本題考查帶電粒子在磁場中的運動

43.（2016?全國新課標II卷）一圓筒處于磁感應強度大小為B的勻強磁場中，磁場方向與筒的

軸平行，筒的橫截面如圖所示。圖中直徑MN的兩端分別開有小孔，筒繞其中心軸以角速

度3順時制轉動。在該截面內，一帶電粒子從小孔M射入筒內，射入時的運動方向與MN

成30。角。當筒轉過90。時，該粒子恰好從小孔N飛出圓筒。不計重力。若粒子在筒內未與

筒壁發(fā)生碰撞，則帶電粒子的比荷為

CD0）c02（0

A.----B.-----C.—D.-----

382BBB

【答案】A

【解析】作出粒子的運動軌跡，由幾何知識可得，軌跡的圓心角為（工-工）x2二四，兩個

436

兀

運動具有等時性，則梟篝言,解得幺=烏，故選A。

m3B

【考點定位】帶電粒子在破場中的運動

【名師點睛】此題考杳帶電粒子在勻強磁場中的運動問題；解題時必須要畫出規(guī)范的粒子運

動的草圖，結合兒何關系找到粒子在磁場中運動的偏轉角，根據(jù)兩個運動的等時性求解未知

量；此題難度中等，意在考查考生對物理知識與數(shù)學知識的綜合能力。

44.（2016?全國新課標IH卷118）平面OM和平面ON之間的夾角為30°,其橫截面（紙面］如圖

所示，平面OM上方存在勻強磁場，磁感應強度大小為B、方向垂直于紙面向外。一帶電粒

子的質量為m,電荷量為q（q>0）。粒子沿紙面以大小為v的速度從OM的某點向左上方射

入磁場，速度與OM成30。角。已知該粒子在磁場中的運動軌跡與ON只有一個交點，并從

OM上另一點射出磁場。不計重力。粒子離開磁場的出射點到兩平面交線O的距離為

mvyl3mv_Imv

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

2qBqBqBqB

【答案】D

粒子進入磁場做順時針方向的勻速圓周運動，軌跡如圖所示，根據(jù)洛倫茲力提供向心力，

HIV2H1V

有qyB=——，解得/?二——，

RqB

/HV

根據(jù)軌跡圖知PQ=2R=2—,ZOPQ=60°

qB

粒子離開磁場的出射點到兩平面交線O的距離為OP=2PQ=4把，D正確，ABC錯發(fā)。

【考點定位】考查了帶電粒子在有界磁場中的運動

【方法技巧】帶電粒子在勻強磁場中運動時，洛倫茲力充當向心力，從而得出半徑公式

/?=—,周期公式7=2絲，運動時間公式，=27，知道粒子在磁場中運動半徑和速

BqBq2兀

度有關，運動周期和速度無關，畫軌跡，定圓心，找半徑，結合幾何知識分析解題。

45.（2016?四川卷）如圖所示，正六邊形abcdef區(qū)域內有垂直于紙面的勻強磁場。一帶正電的

粒子從f點沿fd方向射入磁場區(qū)域，當