專題10 磁場【好題匯編】2024年高考真題和模擬題物理分類匯編（含解析）

專題10磁場【好題匯編】2024年高考真題和模擬題物理分類

匯編（含解析）專題10磁場

2024

二高考真題.

1.（2024年湖北考題）9.磁流體發(fā)電機的原理如圖所示，和掰是兩平行金屬極板，勻強磁場垂宜

十紙血向里。等離子體（即高溫卜電離的氣體，含有大量止、負帶電粒子）從左側(cè)以某一速度平行十極板

噴入磁場，極板間便產(chǎn)生電壓。下列說法正確的是（）

M=—1N

XXXXX

XXXXX

XXXXX

=Q

A.極板J仲是發(fā)電機的正極

B.僅增大兩極板間的距離，極板間的電壓減小

C.僅增大等離子體的噴入速率，極板間的電壓增大

D.僅增大噴入等離子體的正、負帶電粒子數(shù)密度，極板間的電壓增大

2.（2024年江西卷考題）7.石墨烯是一種由碳原子組成的單層二維蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)新材料，具有豐富

的電學(xué)性能.現(xiàn)設(shè)計?電路測量某二維石墨烯樣品的載流子（電子）濃度。如圖（a）所示，在長為a,寬

為b的石墨烯表面加一垂直向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為4,電極1、3間通以恒定電流/,電極2、4間

將產(chǎn)生電壓從當/=l.OOxl（r3A時，測得U-8關(guān)系圖線如圖（b）所示，元電荷e=1.60xl0'9c，則

此樣品每平方米載流子數(shù)最接近（）

圖(a)

A.1.7xl019B.1.7X10'5C.2.3xlO20D.2.3xlO16

3.（2024浙江1月卷考題）4.磁電式電表原理示意圖如圖所示，兩磁極裝有極靴，極靴中間還有一個用

軟鐵制成的圓柱。極靴與圓柱間的磁場都沿半徑方向，兩者之間有可轉(zhuǎn)動的線圈。小/Ac和d為磁場中的

四個點。下列說法正確的是（）

A.圖示左惻通電導(dǎo)線受到安培力向下B.a、。兩點的磁感應(yīng)強度相同

C.圓柱內(nèi)的磁感應(yīng)強度處處為零I）.。、d兩點的磁感應(yīng)強度大小相等

4.（2024年湖北卷考題）7.如圖所示，在以。點為圓心、半徑為片的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻

強磁場，磁感應(yīng)強度大小為從圓形區(qū)域外有大小相等、方向相反、范圍足夠大的勻強磁場。一質(zhì)量為辦

電荷量為4（0>0）的帶電粒子沿直徑/C方向從/點射入圓形區(qū)域。不計重力，下列說法正確的是（）

A.粒子運動軌跡可能經(jīng)過。點

B.粒子射出圓形區(qū)域時的速度方向不一定沿該區(qū)域的半徑方向

C.粒子連續(xù)兩次由4點沿月。方向射入圓形區(qū)域最小時間間隔為舞

D.若粒子從月點射入到從。點射出圓形區(qū)域用時最短，粒子運動的速度大小為四竺

3m

5.（2024年河北卷考題）10.如圖，真空區(qū)域有同心正方形川幻9和加cd,其各對應(yīng)邊平行，ABCD的邊

長?定，abed的邊長可調(diào)，兩正方形之間充滿恒定勻強磁場，方向垂直于正方形所在平面.力處有一個粒

子源，可逐個發(fā)射速度不等、比荷相等的粒子，粒子沿月〃方向進入磁場。調(diào)整aAcd的邊長，可使速度大

小合適的粒子經(jīng)ad邊穿過無磁場區(qū)后由比、邊射出。對滿足前述條件的粒子，下列說法正確的是（）

A.若粒了?穿過ad邊時速度方向與ad邊夾角為45°,則粒了?必垂直比1射出

B.若粒子穿過ad邊時速度方向與ad邊夾角60°,則粒子必垂直回射出

C.若粒子經(jīng)?！ㄟ叴怪泵苌涑?，則粒子穿過ad邊的速度方向與34邊夾角必為45°

D.若粒子經(jīng)兒邊垂直a'射出，則粒子穿過ad邊時速度方向與初邊夾角必為60°

6.(2024年安徽卷考題)10.空間中存在豎直向下勻強電場和垂直于紙面向里的勻強磁場，電場強

度大小為反磁感應(yīng)強度大小為凡一質(zhì)量為力的帶電油滴a,在紙而內(nèi)做半徑為"的圓周運動，軌跡如圖

所示。當a運動到最低點〃時，瞬間分成兩個小油滴I、H,二者帶電量、質(zhì)量均相同。I在〃點時與a

的速度方向相同，并做半徑為3R的圓周運動，軌跡如圖所示。H的軌跡未畫出。己知重力加速度大小為公

不計空氣浮力與阻力以及I、II分開后的相互作用，則()

A.油滴a帶負電，所帶電量的大小為f

B.油滴a做圓周運動的速度大小為固詈

C.小油滴I做圓周運動的速度大小為寶竺，周期為耳

EgB

D.小油滴H沿順時針方向做圓周運動

7.(2024年上海卷考題)1().某回旋加速器的示意圖如圖所示。磁感應(yīng)強度大小為8的勻強磁場僅分

布于兩個相同且正對的半圓形中空金屬盒。?,2內(nèi)，且與金屬盒表面垂直。交變電源通過I，0分別與。，

2相連，僅在R，3縫隙間的狹窄區(qū)域產(chǎn)生交變電場,初動能為零的帶電粒子自縫隙中靠近2的圓心0

處經(jīng)縫隙間的電場加速后，以垂直磁場的速度進入。I。

豺

(1)粒子在鼻，。2運動過程中，洛倫茲力對粒子做功為肌沖量為乙則______：

A.W=O,/=()B.WHO,/=()C.WHO,//0D.W=0,/#0

(2)；H核和：H核自圖中。處同時釋放，I,H間電勢差絕對值始終為。'，電場方向做周期性變化，；H

核在每次經(jīng)過縫隙間時均被加速（假設(shè)粒子通過健隙的時間和粒子間相互作用可忽略）。；H核完成3次加速

時的動能與此時：H核的動能之比為,

A.1:3B.1:9C.1:1D.9:1E.3：1

8.（2024年新課標考題）13.一質(zhì)量為〃入電荷量為41/>0）的帶電粒子始終在同一-水平面內(nèi)運動，

其速度可用圖示的直角坐標系內(nèi)，一人點。（也,匕.）表示，匕、。分別為粒子速度在水平面內(nèi)兩個坐標軸上

的分量。粒子出發(fā)時尸位于圖中“0,%）點，粒子在水平方向的勻強電場作用下運動，夕點沿線段附移動

到3為，片））點：隨后粒子離開電場，進入方向豎直、磁感應(yīng)強度大小為4的勻強磁場，尸點沿以0為圓心

的圓弧移動至4一%,%）點；然后粒子離開磁場返回電場，〃點沿線段ca回到a點。已知任何相等的時間

內(nèi)2點沿圖中閉合曲線通過的曲線長度都相等。不計重力。求

（1）粒子在磁場中做圓周運動的半徑和周期；

（2）電場強度的大小；

（3）尸點沿圖中閉合曲線移動1周回到a點時，粒子位移的大小。

9.（2024年湖南卷考題）14.如圖，有一內(nèi)半徑為2八長為，的圓筒，左右端面圓心?！?、。處各開

有一小孔。以。為坐標原點，取。方向為x釉正方向建立xyz坐標系。在筒內(nèi)xW0區(qū)域有一勻強磁

場，磁感應(yīng)強度大小為〃，方向沿x軸正方向：筒外x20區(qū)域有一勻強電場，場強大小為反方向沿y

軸正方向。一電子槍在0,處向圓筒內(nèi)多個方向發(fā)射電子，電子初速度方向均在萬％平面內(nèi)，且在*軸正方

向的分速度大小均為。。已知電子的質(zhì)量為以電量為e,設(shè)電子始終未與筒壁碰撞，不計電子之間的相互

作用及電子的重力。

（1）若所有電子均能經(jīng)過〃進入電場，求磁感應(yīng)強度8的最小值；

（2）?。?）問中最小的磁感應(yīng)強度6,若進入磁場中電子的速度方向與x軸正方向最大夾角為0,求

tan，的絕對值：

（3）?。?）問中最小的磁感應(yīng)強度8,求電子在電場中運動時y軸正方向的最大位移。

10.（2024年廣東卷考題）15.如圖甲所示。兩塊平行正對的金屬板水平放置，板間加上如圖乙所示幅

值為U。、周期為/。的交變電壓。金屬板左側(cè)存在一水平向右的恒定勻強電場，右側(cè)分布著垂直紙面向外的

勻強磁場。磁感應(yīng)強度大小為反一帶電粒子在1=0時刻從左側(cè)電場某處由靜止釋放，在1=/。時刻從下板

左端邊緣位置水平向右進入金屬板間的電場內(nèi)，在/=2。時刻第一次離開金屬板間的電場、水平向右進入

磁場，并在/=3片時刻從下板右端邊緣位置再次水平進入金屬板間的電場。已知金屬板的板長是板間距離

7F

的1倍，粒子質(zhì)量為加。忽略粒子所受的重力和場的邊爆效應(yīng)。

（1）判斷帶電粒子的電性并求其所帶的電荷量S

（2）求金屬板的板間距離〃和帶電粒子在，=/。時刻的速度大小n

（3）求從f=0時刻開始到帶電粒子最終碰到上金屬板的過程中，電場力對粒子做的功肌

甲

乙

11.（2024年遼寧卷考題）15.現(xiàn)代粒子加速器常用電磁場控制粒子團的運動及尺度。簡化模型如圖：

I、II區(qū)寬度均為乙存在垂直于紙面的勻強磁場，磁感應(yīng)強度等大反向：HI、N區(qū)為電場區(qū)，N區(qū)電場足

夠?qū)?，各區(qū)邊界均垂直于A?軸，0為竺標原點。甲、乙為粒子團中的兩個電荷量均為+s質(zhì)量均為初的粒

3

子。如圖，甲、乙平行于*軸向右運動，先后射入I區(qū)時速度大小分別為2%和%。甲到2點時，乙剛好

射入I區(qū)。乙經(jīng)過I區(qū)的速度偏轉(zhuǎn)角為30°,甲到0點時，乙恰好到P點。已知III區(qū)存在沿十彳方向的勻

強電場，電場強度大小心=丁干。不計粒子重力及粒子間相互作用，忽略邊界效應(yīng)及變化的電場產(chǎn)生的

4nqL

磁場。

（1）求磁感應(yīng)強度的大小反

（2）求in區(qū)寬度小

（3）IV區(qū)X軸上的電場方向沿X軸，電場強度￡隨時間t、位置坐標*的變化關(guān)系為￡=。一米，其

中常系數(shù)口〉0，"已知、A未知，取甲經(jīng)過。點時，=0。己知甲在IV區(qū)始終做勻速直線運動，設(shè)乙在IV

區(qū)受到的電場力大小為反甲、乙間距為△才,求乙追上甲前八與間的關(guān)系式（不要求寫出的取值范

圍）

L

??!xx

i區(qū)’口區(qū).m區(qū)N區(qū)

12.（2024浙江1月卷考題）22.類似光學(xué)中的反射和折射現(xiàn)象，用磁場或電場調(diào)控也能實現(xiàn)質(zhì)子束的‘反

射”和“折射”。如圖所示，在豎直平面內(nèi)有三個平行區(qū)域I、II和川；I區(qū)寬度為"，存在磁感應(yīng)強度大

小為反方向垂直平面向外的勻強磁場，II區(qū)的寬度很小。I區(qū)和IH區(qū)電勢處處相等，分別為例和例U，其

電勢差u=8-。川。一束質(zhì)量為勿、電荷量為。的質(zhì)子從。點以入射用e射向I區(qū)，在2點以出射角6射

出，實現(xiàn)“反射”；質(zhì)子束從P點以入射角。射入n區(qū)，經(jīng)H區(qū)“折射”進入w區(qū)，其出射方向與法線夾角

為“折射”角。已知質(zhì)子僅在平面內(nèi)運動，單位時間發(fā)射的質(zhì)子數(shù)為,v,初速度為%,不計質(zhì)子重力，不考

慮質(zhì)子間相互作用以及質(zhì)子對磁場和電勢分布的影響。

（1）若不同角度射向磁場的質(zhì)子都能實現(xiàn)“反射"，求"的最小值：

（2）若（;=竺1求“折射率”〃（入射角正弦與折射角正弦的比值）

2e

（3）計算說明如何調(diào)控電場，實現(xiàn)質(zhì)子束從2點進入II區(qū)發(fā)生“全反射”（即質(zhì)子束全部返回【區(qū)）

（4）在P點下方距離叵色處水平放置一長為空之的探測板CQD（。在"的正下方），CQ長為吟,

eBeBeB

質(zhì)子打在探測板上即被吸收中和。若還有另一相同質(zhì)子束，與原質(zhì)子束關(guān)于法線左右時稱，同時從。點射

入I區(qū)，且8=3（）。，求探測板受到豎直方向力尸的大小與〃之間的關(guān)系。

2024

高考模擬題

一、單選題

1.（2024?北京海淀-模擬預(yù)測）磁流體發(fā)電的原理如圖所示。將一束速度為『的等離子體（含有大

量正、負帶電粒子）垂直于磁場方向噴入磁感應(yīng)強度為夕的勻強磁場中，在相距為d、寬為a、長為人的兩

平行金屬板間便產(chǎn)生電壓。如果把上、下板和電阻〃連接，上、下板就是一個直流電源的兩極。穩(wěn)定時兩

板間等離子體有電阻。忽略邊緣效應(yīng)，下列判斷正確的是（）

A.上板為負極

B.上、下兩極板間的電壓U=

C.等離子體濃度越高，電動勢越大

D.垂直兩極板方向（即上、下方向）等離子體粒子受洛倫茲力（分力）和電場力平衡

2.（2024?北京海淀?三模）云室是借助過飽和水蒸氣在離子上凝結(jié)來顯示通過它的帶電粒子徑跡的

裝置。圖為一張云室中拍攝的照片。云室中加了垂直于紙而向外的磁場。圖中a、b、c、d、e是從0點發(fā)

出的--些正電子或負電子的徑跡。有關(guān)這些徑跡以下判斷正確的是（）

o

A.d、。都是正電子的徑跡B.a徑跡對應(yīng)的粒子動量最大

C.力徑跡對應(yīng)的粒子動能最大D.a徑跡對應(yīng)的粒子運動時間最長

3.（2024?廣東?三模）如圖所示，在0<x<.%區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強電場，在*〉兒區(qū)

域內(nèi)有垂直紙而向里的勻強磁場，從y軸上范用內(nèi)平行于x軸正方向射出大量質(zhì)量為以電荷量為+小

分布均勻的帶電粒子，粒子射入的初速度均為小當電場強度為0時，從。點射入的粒子恰能運動到川（兒，

外）點,若電場強度為七二理學(xué)，制!右側(cè)是粒子接收器，網(wǎng)，的長度為外,不計粒子重力和粒子間的相互

作用，則（

xXX

Bx

磁感應(yīng)強度的大小為絲1

B.從3%處射入的粒了，恰好從N點進入磁場

c.從;無處射入的粒子，在磁場中偏轉(zhuǎn)距離最大

D.接收器接收的粒子數(shù)占粒子總數(shù)的50%

4.（2024?河北?三模）2023年4月12日，中國有“人造太陽”之稱的全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實驗裝

置創(chuàng)造了當時最新的世界紀錄，成功實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)高約束模式等離子體運行403秒。為粗略了解等離子體在托

卡馬克環(huán)形真空室內(nèi)的運動狀況，某同學(xué)將一足夠長的真空室內(nèi)的電場和磁場理想化為方向均水平向右的

勻強電場和勻強磁場，如圖所示。若某帶正電的離子在此電場和磁場中運動，其速度平行于磁場方向的分

量大小為H，垂直于磁場方向的分量大小為打，不計離子受到的重力。當離子速度平行于磁場方向的分量大

小為24時，垂直于磁場方向的分量大小為（）

5.（2024?黑龍江齊齊哈爾?三模）如圖所示，光滑絕緣圓管豎直固定在水平勻強磁場中，一帶正電

小球從管口由縫靜止開始下落，則下列描述圓管對小球的沖量/隨下落時間E和下落高度方的關(guān)系圖像中

止確的是（）

6.（2024?山西?模擬預(yù)測）如圖所示，長方體空間被平面分成兩個區(qū)域，兩區(qū)域分布有磁感應(yīng)

強度大小相等、方向相反且與z軸平行的勻強磁場。一電子以某一速度從長方體左側(cè)垂直平而進入并

穿過兩磁場區(qū)域，關(guān)于電子運動軌跡在下列坐標平面內(nèi)的投影，可能正確的是（）

Ox

廠、、X

A.'B.'C.'D.

---o----o-7-；-->x---°n>x---o---->x

7.（2024?江西?模擬預(yù)測）如圖所示，在半徑為爪圓心為。的半圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里、磁

感應(yīng)強度大小為4的勻強磁場，帶電荷量為，、質(zhì)量為力的粒子（不計所受重力）從。點沿紙面各個方向

射入勻強磁場后，均從人段射出磁場，下列說法正確的是（）

A.粒子射入磁場時的最大速度為迎B.粒子射入磁場時的最大速度為迦

nim

C.粒子在磁場中運動的最長時間為胃D.粒子在磁場中運動的最長時間為卷

8.（2024?黑龍江哈爾濱?模擬預(yù)測）新冠肺炎疫情持續(xù)期間，醫(yī)院需要用到血液流量計檢查患者身

體情況。某種電磁血液流量計的原理可簡化為如圖所示模型。血液內(nèi)含有少量正、負離子，從直徑為d的

血管右側(cè)流入，左側(cè)流出，空間有垂直紙面向里、磁感應(yīng)強度大小為6的勻強磁場，業(yè)A，兩點之間的電壓

穩(wěn)定時測量值為〃，流量。等于單位時間通過橫截而的液體的體枳。下列說法正確的是（）

XXMXBX

A.離子所受洛倫茲力方向一定豎直向下B.V點的電勢一定高于網(wǎng)點的電勢

C.血液流量。=粵I）.電壓穩(wěn)定時，正、負離子不再受洛倫茲力

9.（2024?河北?三模）超級電容器儲存的大量電能是電磁炮瞬間大電流發(fā)射的重要基礎(chǔ)，如圖所示。

若超級電容器的電容為。，充電電壓為總發(fā)射一枚電磁炮的炮彈所需電量為超級電容所存儲電荷的5蛤炮

彈質(zhì)量為m,導(dǎo)軌寬為/,導(dǎo)體推桿垂直導(dǎo)軌并良好接觸，垂宜導(dǎo)軌平面的磁場的磁感應(yīng)強度為8,不計空

氣阻力和摩擦，則炮彈出膛的速度為（）

導(dǎo)體推桿

2

ABICU八BICU八2CUc2CU

A.——B.-----C.-----D.----

20mmmm

10.（2024?黑龍江雙鴨山?模擬預(yù)測）如圖所示,在坐標系〃一丫尸中存在磁感應(yīng)弼度大小為△='、/$、

qNk

方向豎直向下（z軸負方向）的勻強磁場，在（0,0,力）處固定一電荷量為+q（g>0）的點電荷，在x伽平

面內(nèi)有一質(zhì)量為以電荷量為P的微粒繞原點。沿圖示方向以角速度。做勻速圓周運動。若微粒的圓底運

動可以等效為大小為/的環(huán)形電流，重力加速度為0則下列說法正確的是（）

11.（23-24高三下?湖南衡陽）如圖甲所示，已知車輪邊緣上一質(zhì)點P的軌跡可看成質(zhì)點尸相對國心

。做速率為P的勻速圓周運動，同時圓心0向右相對地面以速率v做勻速運動形成的，該軌跡稱為圓滾線。

如圖乙所示，空間存在豎直向下的大小為E勻強電場和水平方向（垂直紙面向里）大小為4的勻強磁場，已

知一質(zhì)量為加、電量大小為9的正離子在電場力和洛倫茲力共同作用匕從靜止開始自力點沿曲線/I。運動

（該曲線屬于圓滾線），到達6點時速度為零，。為運動的最低點。不計重力，則下列說法錯誤的是（）

A.該離子帶正電B.A.6兩點位于同一高度

C.該離子電勢能先增大后減小D.到達U點時離于速度最大

12.（2024?陜西西安?模擬預(yù)測）霍爾推進器是現(xiàn)代航天器的最先進的動力裝置，據(jù)報道我國的天宮

空間站就安裝了此類推進器用以空間拈的軌道維持。圖乙是與霍爾推進器工作原理類似的裝置示意圖，在

很窄的環(huán)內(nèi)平面內(nèi)有沿半徑方向向外的磁場1,其磁感強度大小可近似認為處處相等，垂直環(huán)平面內(nèi)方向同

時存在勻強磁場2和勻強電場（圖中沒畫出），已知電場強度大小為反電子恰好可以在環(huán)內(nèi)沿順時針方向

做半徑為〃、速率為『的勻速圓周運動，已知電子電量為&質(zhì)量為勿，忽略電子間的相互作用以及電子運

動產(chǎn)生的磁場，以下說法正確的是（）

A.電場方向垂直環(huán)平面向里B.電子運動周期為絲?

v

F

C.磁場2的方向垂直環(huán)面向外I）.磁場2的磁感強度大小為二

v

13.（2024?福建漳州?三模）如圖，一質(zhì)譜儀由加速電場、靜電分析器、磁分析器構(gòu)成。靜電分析器

通道的1圓弧中心線半徑為凡通道內(nèi)有均勻輻向電場，方向指向圓心0,中心線處各點的電場強度大小相

等。被分析器中分布著方向垂直于紙面的有界勻強磁場，邊界為矩形。即NQ=2d,PN=。質(zhì)量為隊

電荷量為《的粒子（不計重力），由靜止開始從力板經(jīng)電壓為少的電場加速后，沿中心線通過靜電分析器,

再由尸點垂直磁場邊界進入磁分析器，最終打在膠片〃V上，則（）

加速電場

靜電分析器

A.磁分析器中磁場方向垂直于紙面向外

B.靜電分析器中心線處的電場強度E=§

A

C.僅改變粒子的比荷，粒子仍能打在膠片上的同一點

D.要使粒子能到達A。邊界，磁場磁感應(yīng)強度4的最小值為上

14.（2024?北京西城--模）如圖所示，正方形區(qū)域a仇Y/內(nèi)存在勻強磁場，磁場力向垂宜.紙面向里。

一帶電粒子從ad邊的中點"以速度了垂直于ad邊射入磁場，并恰好從他邊的中點N射出磁場。不計粒子

的重力，下列說法正確的是（）

Nb

Mo-*v

xBx

A.粒子帶負電

B.若粒子射入磁場的速度增大為2i，，粒子將從a點射出

C.若粒子射入磁場的速度增大為21，，粒子將從6點射出

D.若粒子射入磁場的速度增大為2v,粒子在磁場中的運動時間將變短

二、多選題

15.（2024?黑龍江吉林-模擬預(yù)測）如圖所示，在“如平面內(nèi)存在著磁感應(yīng)強度大小均為Z?的勻強磁

場，其中第一、二、四象限內(nèi)的磁場方向垂直紙面向外，第三象限內(nèi)的磁場方向垂直紙面向里，PLL,0）、

0（0,-Z）為坐標軸上的兩個點?，F(xiàn)有一電量大小為,、質(zhì)量為m的帶正電粒子（不計重力），以與X軸正

向成45°的速度從〃點射出，恰好經(jīng)原點。并能到達。點，則下列對.圖段運動描述正確的是（）

B.粒子運動的總路程一定為正匹

C.粒子在0點的速度方向可能與y軸垂直

I）.粒子從〃點到。點的時間與從。點到0點的時間之比可能為1:3

16.（2024?江西?模擬預(yù)測）如圖所示，光電管和一金屬材料做成的霍爾元件串聯(lián)，霍爾元件的長、

寬、高分別為外。且水平放置，該霍爾元件放在磁感應(yīng)強度大小為雙方向豎直向上的勻強磁場中。某

時刻讓?束光照到光電管的陰極K激發(fā)出光電子，閉合電鍵S,調(diào)節(jié)滑動變阻器的劃片到某?位置，電流表

A的示數(shù)為/,電壓表的示數(shù)為從經(jīng)典電磁場理論認為：當金屬導(dǎo)體兩端電壓穩(wěn)定后，導(dǎo)體中產(chǎn)生恒定電

場，且恒定電場的性質(zhì)和靜電場性質(zhì)相同。已知電子電量為e,電子的質(zhì)量為恤霍爾元件單位體積內(nèi)的電

子數(shù)為〃，則（）

A.霍爾元件前表面電勢低于后表而電勢

B.霍爾元件前后表面的電壓大小為總

C.霍爾片內(nèi)的電場強度大小為、（旦）2+（5

Vnebca

D.將滑動變阻器的滑片P向右滑動，電流表的示數(shù)會不斷地增加

17.（2024?全國-模擬預(yù)測）“雙聚焦分析器”是一種能同時實現(xiàn)速度聚焦和方向聚焦的質(zhì)譜儀，其

模型圖如圖甲.如圖乙，電場分析器7與圓心0,等距離的各點場強大小相等、方向沿徑向，電場強度大小

為E=：,??為入射點到圓心Q的距離立可調(diào)節(jié).磁場分析器中以。2為圓心、圓心角為90°的扇形區(qū)域內(nèi),

分布著方向垂直于紙面的勻強磁場，其左邊界與電場分析器的右端面平行.若質(zhì)量為/〃、電荷量為十g的離

子（初速度為零），經(jīng)電壓為〃的加速電場加速后，進入輻射狀電場，恰好沿著半徑為〃的圓弧軌跡通過電

場區(qū)域后，垂直磁場左邊界從2點進入圓心為。之的四分之一圓形磁場區(qū)域并打在熒光屏上.圖中。a=，/，

不計離子的重力.下列說法正確的是（

A.々值應(yīng)調(diào)節(jié)為2U

B.若離子源和加速電場整體向右平移一小段距離，則離子在電場分析器中不能做勻速圓周運動

C.若離子垂直于熒光屏打在。點，則磁場分析器所加的磁感應(yīng)強度為B

I）.若另有?離子經(jīng)加速電場、電場分析器后從〃點進入磁場分析器后打在U點，該離子的比荷為

4q

m

18.（2024?四川?模擬預(yù)測）如圖所示，空間中有一個方向垂直紙面向里的勻強磁場，其邊界是一個

半徑為尸的圓環(huán)，現(xiàn)讓一個不計重力的帶電粒子以一定速度從力點沿直徑力如方向射入磁場，當入射速

度為『時，粒子經(jīng)過h時間從。點射出磁場（比‘與仍成（60°角），對應(yīng)的軌道半徑為n；當入射速度為

p粒子經(jīng)過笈時間從〃點射出磁場（圖中未畫出），對應(yīng)的軌道半徑為n,下列選項正確的是（）

C.ti：1廣1：2D.力：t^=2：1

19.（2024?四川-模擬預(yù)測）如圖所示是利用霍爾效應(yīng)測量磁場的傳感器，由運算芯片LM393和霍爾

元件組成，LM393輸出的時鐘電流（交變電流）經(jīng)二極管整流后成為恒定電流/從霍爾元件的力端流入，從

少端流出。磁感應(yīng)強度為〃的勻強磁場垂直于霍爾原件的工作面水平向左，測得⑦端電壓為幾已知霍爾

元件的載流子為自由電子，單位體枳的自由電子數(shù)為電子的電荷量為e,霍爾原件沿方向的長度為4,

沿。方向的寬度為么，沿磁場方向的厚度為力，卜列說法正確的是（）

A.。端的電勢高于〃端

B.若將勻強磁場的磁感應(yīng)強度減小，口間的電壓將增大

c.自由電子的平均速率為y=J-

ned]d2

D.可測得此時磁感應(yīng)強度3=

20.（23-24高三下?重慶沙坪壩?階段練習(xí)）某一具有速度選擇器的質(zhì)譜儀原理如圖所示，裝置【為

粒子加速器，加速電壓為外裝置H為速度選擇器，磁場與電場正交，磁感應(yīng)強度為民，電場未畫出，兩

板間距離為d:裝置IH為偏轉(zhuǎn)分離器，磁感應(yīng)強度為8。有一質(zhì)量為加、電荷量為的粒子，從裝置I上極

板無初速度進入加速踞，恰能沿直線通過裝置J，進入裝置山后做勻速圓周運動。不計粒子重力，則下列

說法正確的是（）

A.裝置II的左極板帶正電

B.裝置II兩板間電壓為與八日逗

C.若粒子質(zhì)量變?yōu)?加，其他條件不變，經(jīng)加速后進入裝置11將向右側(cè)極板偏轉(zhuǎn)

D.若粒了?質(zhì)量變?yōu)?勿，同時改變磁感應(yīng)強度劣，其他條件不變，粒了?進入裝置山后做勻速圓周運

動的半徑為以前的&倍

21.（2024?陜西安康?模擬預(yù)測）如圖所示，在豎直而內(nèi)有一半徑為的能吸收帶電粒子的半圓形裝

置，在裝置外有垂直紙面向外的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為區(qū)邊界仍為過圓心。的一水平直線。一群

質(zhì)量為小、電荷量為，的帶正電粒子以不同的速率從力點豎直向上進入磁場，力。的長度為：式，粒子重力和

粒子間的相互作用不計，sin37°=^3,下列說法正確的是（）

A.能夠被裝置吸收的粒子的最大速度為半

3m

B.能夠被裝置吸收的粒子的最小速度為粵

C.能夠被裝置吸收的粒子中，運動時間最短的粒子速度大小為理

D.能夠被裝置吸收的粒子中，運動時間最短的粒子運動時間為^^

22.（2024?安徽安慶?三模）如圖所示，在三維直角坐標系O-二花中，分布著沿z軸正方向的勻強電

場￡和沿y軸正方向的勻強磁場B,一個帶電荷量為+4、質(zhì)量為勿的小球沿x軸正方向以一定的初速度環(huán)拋

出后做平拋運動，已知重力加速度為g,則下列說法正確的是（）

B.經(jīng)過時間下，球的動能變?yōu)槌鮿幽艿?倍

gB

C：若僅將電場方向變?yōu)檠貀軸正方向,小球可能做勻速圓周運動

D.若僅將電場撤去，小球可能做勻速直線運動

23.（2024-寧夏銀川?三模）近年來國產(chǎn)動畫的技術(shù)不斷提升，以科幻為主題的電影《熊出沒之逆轉(zhuǎn)

時空》在2024年春節(jié)受到人們喜歡。其中“我們總是活在別人定義的成功里，卻忘了自己內(nèi)心真正想要的

是什么”成為直擊人心的金句。如左圖所示為光頭強被科學(xué)怪人篡改記憶時的畫面，右圖為篡改記憶所用

的裝置模式圖，一“篡改記憶粒子”（比荷為5xl（）rc/kg）從，出發(fā)經(jīng)過電場加速（U=2.5X106V）獲得

一定初速度進入速度選擇器，進入勻強磁場（8=lxl（），T）偏轉(zhuǎn)180。后進入光頭強大腦進行篡改。不計“篡

改記憶粒子”重力，下列說法正確的是（）

A.各個“篡改記憶粒子”進入勻強磁場偏轉(zhuǎn)時間不相同

15.速度選擇器允詫通過的粒子速度為bUm/s

C.偏轉(zhuǎn)半徑為廠0.01m

D.比荷越小偏轉(zhuǎn)半徑越大

24.（2024?福建廈門?三模）為了市民換乘地鐵方便，厘門海滄區(qū)政府在地鐵口和主要干道上投放了

大量共享電動車。騎行者通過擰動手把來改變車速，手把內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖甲所示，其截面如圖乙所示。稍微

擰動手把，霍爾元件保持不動，磁鐵隨手把轉(zhuǎn)動，5霍爾元件間的相對位置發(fā)生改變，穿過霍爾元件的磁

場強弱利霍爾電壓兒大小隨之變化。巳知霍爾電壓越大，電動車能達到的最大速度及越大，霍爾元件工作

時通有如圖乙所示的電流/,載流子為電子，則（）

霍爾元件

A.霍爾元件下表面電勢高于上表面

B.霍爾元件下表面電勢低于上表面

C.從圖乙所示位置沿a方向稍微擰動手把，可以增大匕、

D.其他條件不變，調(diào)大電流/,可以增大心

25.（2024?山西晉城?三模）質(zhì)譜儀是科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中的重要工具。質(zhì)譜儀的工作原理示意圖

如圖所示,粒子源￡從小孔卻向下射出各種速度的氣核（；H）、笊核（：H）、瓶核（；H）及氮核（：Hc）,粒子經(jīng)

小孔叢進入速度選擇器后，只有速度合適的粒子才能沿直線經(jīng)過小孔4,并垂直進入磁感應(yīng)強度大小為

的偏轉(zhuǎn)磁場，感光底片尸。上僅出現(xiàn)了力、&。三個光斑，光斑力到小孔S,的距離為2成已知速度選擇器兩

板間存在垂直紙面向里、磁感應(yīng)強度大小為修的勻強磁場，兩板間距為4板間電壓為//,下列說法正確的

是（）

X

ABU

U

A.極板M帶負電荷B.粒子在偏轉(zhuǎn)磁場中的速度大小為方

GO,

C.氮核的比荷為"渺D.相鄰兩光斑的距離均為9

26.（2024?山西晉中?三模）如圖所示，有以〃為圓心，半徑分別為以、%的同心圓，凡=2&，R?=R、,

在網(wǎng)球區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向外的勻強磁場。一電荷量為十，/、質(zhì)量為〃，的粒子從內(nèi)圓上的力點以速度%垂

直磁場進入該區(qū)域，之后從物的延長線與外圓的交點C射出，方向與以延長線成30。角，不計粒子重力，

下列說法正確的是（）

A.環(huán)形區(qū)域磁場的磁感應(yīng)強度大小為泥

B.粒子在磁場中運動的時間為要

6%

C.若粒子從力點垂直磁場進入時的速度大小為匕方向不確定，要使粒子一定能夠從外圓射出,

破感應(yīng)強度大小需小于

D.若粒子從月點垂直磁場進入的速度大小為片方向不確定，要使粒子一定能夠從外咧射出，磁

感應(yīng)強度大小需小于普"

三、解答題

27.（2024?北京海淀?二模）如圖所示，寬為￡的固定光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面成。角，金屬桿助

水平放置在導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌垂直，處于磁感應(yīng)強度大小為反方向豎直向上的勻強磁場中。電源電動勢為

E,當電阻箱接入電路的限值為總時，金屬桿恰好保持靜止。不計電源內(nèi)阻、導(dǎo)軌和金屬桿的電阻，重力加

速度為小

（1）求金屬桿所受安培力的大小區(qū)

（2）求金屬桿的質(zhì)量加。

（3）保持磁感應(yīng)強度大小不變，改變其方向，同時調(diào)整電阻箱接入電路的阻值4以保持金屬桿靜止，

求"的最大值。

28.（2024?天津河西?三模）一種圓柱形粒子探測裝置的橫截面如圖所示，內(nèi)圓區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向

里的勻強磁場，外圓是探測器，/山和何/分別為內(nèi)圓的兩條相互垂直的直徑，兩個粒了?先后從P點沿徑向射

入磁場。粒子1經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后打在探測器上的。點，粒子2經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后從磁場邊界。點離開，最后打在

探測踞上的.V點，/仁圓弧恰好為內(nèi)圓周長的三分之一，粒子2在磁場中運動的時間為裝置內(nèi)部為真空

狀態(tài)，忽略粒子所受重力及粒子間相互作用力。求

（1）粒子1的在尸點受力方向和電性；

（2）若兩粒子的入射速率相等，比較粒子1與粒子2的比荷大?。?/p>

（3）改變粒子2入射方向，連率變?yōu)樵椎?巨，則粒子2在磁場中運動的最長時間為多少？

3

專題10磁場

2024

/高考真題

1.（2024年湖北考題）9.磁流體發(fā)電機的原理如圖所示，必￥和國是兩平行金屬極板，勻強磁場垂直

于紙面向里.等離子體（即高溫下電離的氣體.含有大量正、伏帶電粒子）從左側(cè)以某一速度平行于極板

噴入磁場，極板間便產(chǎn)生電壓。下列說法正確的是（）

MN

XXXXX

XXXXX

XXXXX

pQ

A.極板物,是發(fā)電機的止極

僅增大兩極板間的距離，極板間的電壓減小

C.僅增大等離子體的噴入速率，極板間的電壓增大

D.僅增大噴入等離子體的正、偵帶電粒子數(shù)密度，極板間的電壓增大

【答案】AC

【解析】A.帶正電的離子受到的洛倫茲力向匕偏轉(zhuǎn)，極板MN帶正電為發(fā)電機正極，A正確:

BCD.離子受到的洛倫茲力和電場力相互平衡時，此時令極板間距為&則qvB=q^

可得U=Bdv

因此增大間距〃變大，增大速率〃變大，。.大小和密度無關(guān)，BD錯誤C正確。

故選ACo

2.（2024年江西卷考題）7.石墨烯是一種由碳原子組成的單層二堆蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)新材料，具有豐富

的電學(xué)性能.現(xiàn)設(shè)計?電路測量某二維石墨烯樣品的截流子（電子）濃度。如圖（a）所示，在長為外寬

為。的石墨烯表面加一垂直向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為3,電極1、3間通以恒定電流/,電極2、4間

將產(chǎn)生電壓兒當/=1.00xl（r3A時,測得生-B關(guān)系圖線如圖（b）所示，元電荷e=1.60x10-5則

@—

A.1.7xl019B.1.7xl0,5C.2.3xlO20D.2.3xlO16

【答案】D

【解析】設(shè)樣品每平方米我流子（電子）數(shù)為〃,電子定向移動的速率為匕則時間［內(nèi)通過樣品的電荷

量q=nevtb

根據(jù)電流的定義式得/=色=，圮出

t

當電子穩(wěn)定通過樣品時，其所受電場力與洛倫茲力平衡，則有evB=e%

b

聯(lián)立解得U=—B

ne

JRRv10-3

結(jié)合圖像可得k=—=.V/T

ne320x10-3

解得〃=2.3乂1（嚴

故選Do

3.（2024浙江1月卷考題）4.磁電式電表原理示意圖如圖所示，兩磁極裝有極靴，極靴中間還有一個用

軟鐵制成的圓柱。極靴與圓柱間的磁場都沿半徑方向，兩者之間有可轉(zhuǎn)動的線圈。a、6，和d為磁場中的

四個點。下列說法正確的是（）

A.圖示左惻通電導(dǎo)線受到安培力向下B.a、。兩點的磁感應(yīng)強度相同

C.圓柱內(nèi)的磁感應(yīng)強度處處為零D.c、d兩點的磁感應(yīng)強度大小相等

【答案】A

【解析】A.由左手定則可知，圖示左側(cè)通電導(dǎo)線受到安培力向下，選項A正確：

B.川。兩點的磁感應(yīng)強度大小相同，但是方向不同，選項B錯誤：

C.磁感線是閉合的曲線，則圓柱內(nèi)的磁感應(yīng)強度不為零，選項C錯誤：

D.因。點處的磁感線較d點密集，可知c點的磁感應(yīng)強度大于4點的磁感應(yīng)強度，選項D錯誤。

故選Ao

4.（2024年湖北卷考題）7.如圖所示，在以。點為圓心、半徑為的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻

強磁場，磁感應(yīng)強度大小為艮圓形區(qū)域外有大小相等、方向相反、范圍足夠大的勻強磁場。一質(zhì)量為加、

電荷量為4（4>0）的帶電粒子沿直徑力C方向從力點射入圓形區(qū)域。不計重力，下列說法正確的是（）

A.粒子運z力軌跡可能經(jīng)過。點

B.粒子射出圓形區(qū)域時的速度方向不一定沿該區(qū)域的半徑方向

C.粒子連續(xù)兩次由力點沿力。方向射入圓形區(qū)域最小時間間隔為霽

D.若粒子從月點射入到從。點射出圓形區(qū)域用時最短，粒子運動的速度大小為且邂

3〃？

【答案】D

【解析】AB.在圓形勻強磁場區(qū)域內(nèi)，沿著徑向射入的粒子，總是沿徑向射出的：根據(jù)圓的特點可知

粒子的運動軌跡不可能經(jīng)過。點，故AB錯誤：

C.粒子連續(xù)兩次由/點沿/2方向射入圓形區(qū)域，時間最短則根據(jù)對稱性可知軌跡如圖

4產(chǎn)〃7

則最用時間有l(wèi)=2T=--,故C錯誤;

qB

I）.粒子從力點射入到從。點射出圓形區(qū)域用時最短，則軌跡如圖所示

設(shè)粒子在