2025年高考物理試題分類匯編-磁場

2025年高考試題分類匯編

專題10磁場

1.（2025?廣東?高考試題）圖是某種同步加速器的原理圖。直線通道有電勢差為U的加速

電場，通道轉(zhuǎn)角處有可調(diào)的勻強偏轉(zhuǎn)磁場3。電量為+夕，質(zhì)量為加的帶電粒子以速度%進(jìn)

入加速電場，而后可以在通道中循環(huán)加速。帶電粒子在偏轉(zhuǎn)磁場中運動的半徑為R。忽略

相對論效應(yīng)，下列說法正踴的是（）

A.偏轉(zhuǎn)磁場的磁感應(yīng)強度方向垂直紙面向里

B.加速一次后，帶電粒子的動能增量為為U

C.加速k次后，帶電粒子的動能增量為丫=+kmqU

m

D.加速k次后，偏轉(zhuǎn)磁場的磁感應(yīng)強度為B=J"'""?+2MqU

qR

【答案】D

【詳解】A.直線通道有電切差為U的加速電場，粒子帶正電，則粒子運動方向為P—Q,

由左手定則可知，偏轉(zhuǎn)磁場的磁感應(yīng)強度方向垂直紙面向外，故A錯誤；

BC.根據(jù)題意，由動能定理可知，加速一次后，帶電粒子的動能增量為9。，由于洛倫茲力不

做功，則加速k次后，帶旦粒子的動能增量為依U,故BC錯誤;

1,1）

D.加速k次后，由動能定理有SU=耳〃?「一喘

正+2kqU

解得U=

m

2

粒子在偏轉(zhuǎn)磁場中運動的半徑為A,則qvB=m—

聯(lián)立解得B啜囁乒衿叵尸

故D正確。

故選Do

2.12025?江蘇?高考試題）某“冰箱貼〃背面的磁性材料磁感線如圖所示，下列判斷正確的是（）

A.a點的磁感應(yīng)強度大于b點B.b點的磁感應(yīng)強度大于c點

C.c點的磁感應(yīng)強度大于a點D.a、b、c點的磁感應(yīng)強度一樣大

【答案】B

【洋解】磁感線越密集的地方磁感線強度越大，故可知紇>紇>B-

故選Bo

3.（2025?安徽?高考試題）如圖，在豎直平面內(nèi)的。町直角坐標(biāo)系中，x軸上方存在垂直紙面

向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B。在第二象限內(nèi)，垂直紙面且平行于x軸放置足夠長

的探測薄板MN,MN到x軸的距離為d,上、下表面均能接收粒子。位于原點0的粒子源，

沿平面向x軸上方各個方向均勻發(fā)射相同的帶正電粒子。已知粒子所帶電荷量為q、

質(zhì)量為m、速度大小均為嚕。不計粒子的重力、空氣阻力及粒子間的相互作用，則（）

y

XXXXXX

XXXXXX

MN

XdXXXXX

OX

A.粒子在磁場中做圓周運動的半徑為2〃

B.薄板的上表面接收到粒子的區(qū)域長度為后

C.薄板的下表面接收到粒子的區(qū)域長度為d

D.薄板接收到的粒子在磁場中運動的最短時間為

6qB

【答案】C

mv2mv

【洋解】A.根據(jù)洛倫茲力提供向心力有“I歸=可得R=F=d,故A錯誤:

qB

B.當(dāng)粒子沿x軸正方向射出時，上表面接收到的粒子離y軸最近，如圖軌跡1,根據(jù)幾何關(guān)

系可知Mmm="；當(dāng)粒子恰能通過N點到達(dá)薄板上方時，薄板上表面接收點距離y軸最遠(yuǎn)，

如圖軌跡2,根據(jù)幾何關(guān)系可知，S.=yf3d,故上表面接收到粒子的區(qū)域長度為

5f=>/3d-d,故B錯誤；

C.根據(jù)圖像可知，粒子可以恰好打到下表面N點；當(dāng)粒子沿y軸正方向射出時，粒子下表面

接收到的粒子離y軸最遠(yuǎn)，如圖軌跡3,根據(jù)幾何關(guān)系此時離y軸距離為d,故下表面接收

到粒子的區(qū)域長度為d,故C正確；

D.根據(jù)圖像可知，粒子恰好打到下表面N點時轉(zhuǎn)過的圓心角最小，用時最短，有

60°Tim一

，min=/nco-7-=T-故D錯誤。

360°qB3qB

故選Co

4.（2025?福建?高考試題）如圖所示.空間中存在兩根無限長直導(dǎo)線L1與L2,通有大小相等，

方向相反的電流。導(dǎo)線周圍存在M、0、N三點，M與0關(guān)于L1對稱，。與N關(guān)于L2對

稱且0M=0N,初始時，M處的磁感應(yīng)強度大小為BL0點磁感應(yīng)強度大小為B2,現(xiàn)保持

L1中電流不變，僅將L2撤去，求N點的磁感應(yīng)強度大小（）

M0""N'

A.B.--B.B.—~B,C.B2-BlD.Bl-B2

2212,

【答案】B

【詳解】根據(jù)安培定則，兩導(dǎo)線在0點處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度方向相同大小相等，則單個導(dǎo)線

在0點處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為8°=停

根據(jù)對稱性，兩導(dǎo)線在N處的磁感應(yīng)強度大小應(yīng)該與M點一樣，為B1

根據(jù)對稱性，L2在N點處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度為為=2

2

由于L2在N點處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大于L1在N點處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度，且方向相反，將L2

撤去，N點的磁感應(yīng)強度為牛-耳。

故選Bo

2025年高考模擬試題分類匯編

1.（2025河南模擬）如圖所示，在第一象限存在止交的勻強電場和勻強磁場，磁感應(yīng)強度大

小為B,方向垂直xOy坐標(biāo)平面向里，電場強度大小石=華、方向沿y軸負(fù)方向；在第

二、三象限內(nèi)存在半徑為R的圓形勻強磁場區(qū)域，圓心位于。"―R0））位置，磁感應(yīng)強

度的大小和方向與第一象限的磁場相同。一帶正電的粒子從圓形磁場邊界上的P點以初速

度%垂直磁場方向射入圓形勻強磁場區(qū)域，恰好從坐標(biāo)原點。沿X軸正方向進(jìn)入正交的電、

磁場區(qū)域。已知P點到y(tǒng)軸的距離為:R,不計粒子所受重力，求:

⑴粒子的比荷；

⑵粒子在第一象限距x軸的最大距離；

⑶粒子在第一象限的軌跡與x軸相切點的橫坐標(biāo)。

【答案】（1）包=正也

m3BR

⑵%=口

⑶4=2：〃兀&(/=1,2,3,???)

【詳解】（1）粒子在圓形勻強磁場中做勻速圓周運動，軌跡如圖所示

3

設(shè)OP與x軸負(fù)方向的夾角為a,由幾何關(guān)系有OP=2Rcosa,-7?=OPcosa

2

解得2=30°,OP=y[3R

由兒何關(guān)系可知，粒子做圓周運動的半徑a二OP=6R

根據(jù)洛倫茲力提供向心力，則有4%8=加生

解得幺=叵

m3BR

（2）將速度％分解，設(shè)分速度？使粒子受到的洛倫茲力與電場力平衡，即//二夕七

解得匕

2

由左手定則可知，速度匕方向沿x軸正方向，則有3=%一匕=鼻%

方向沿X軸正方向，故粒子的運動可分解為沿X軸正方向、速度大小為9的勻速直線運動和速

度大小為七的沿逆時針方向的勻速圓周運動，根據(jù)洛倫茲力提供向心力，則有小/=〃7以

弓

解得與=苧尺

粒子在第一象限距X軸的最大距離），m=2弓=怨R

（3）粒子在第一象限運動的周期7=過=迪的

匕匕）

粒子在第一象限的軌跡與x軸相切點的坐標(biāo)丸=匕?〃/二手〃兀R（〃=1,2,3,…）

2.（2025河南模擬）用磁場實現(xiàn)對微觀粒子的控制有著廣泛的應(yīng)用，如核磁共振、微流控芯

片等。如圖所示為一種用磁場控制微觀粒子的裝置內(nèi)部磁場分布圖，x軸上方和下方均存在

方向垂直入0），直角坐標(biāo)平面向外的勻強磁場，下方的磁感應(yīng)強度大小是上方的2倍。某時

刻在坐標(biāo)原點O將相同的帶正電粒子P、Q同時分別以速度%和2%沿y軸正方向射出。

兩粒子的質(zhì)量均為m,電荷量均為q,不計粒子重力及相互作用。

y

?%

?0PQ............................................

⑴要使兩粒子運動軌跡的第1個交點在(天,0)位置，求X軸上方磁感應(yīng)強度的大小；

⑵若x軸上方磁感應(yīng)強度大小為B,且整個磁場分布在一個矩形區(qū)域內(nèi)，要使兩粒子的運動軌

跡在X軸上有，2(〃N2)個交點，求磁場面積的最小值；

⑶若x軸上方磁感應(yīng)強度大小為，二2，下方磁感應(yīng)強度大小為B,將Q粒子的速度大小變

v

為%,方向變?yōu)檠貀軸負(fù)方向，要使兩粒子相遇時橫坐標(biāo)最小，求兩粒子從o點射出的時

間差A(yù)/O

【答案】⑴4=—

qx。

廠6/?//rvo八c/T、

(2)S—-(z〃=2,3,4L)

q~B-

.(.\/217vm

⑶5F祠

2

【詳解】(1)由洛倫茲力提供向心力，對P有9片/=警

Rp上

22

,m(2v())八“/n(2v0)

對Q有9x2為8=-------,gx2%x28=------—

RQRQF

解得R廿票”=嚕、RQ1等

qnqt>qt>

運動軌跡如圖所示

解得q二型殳

qx。

(2)如圖所示

若要使兩粒子軌跡在x軸上有〃(〃之2)個交點，則磁場沿x軸方向上的長度至少為

Lx=n??Q±(n=2,3,4---)

磁場沿y軸方向上的寬度至少為k=RQ上+RQK

則磁場的最小面積S=L\xL,二6〃噌(〃=2,3,4…)

q-B-

(3)由題意，兩粒子在x軸上方做圓周運動的半徑"=且皿

qB

在x軸下方做圓周運動的半徑G二吟

qB

在P粒子第一個半圓上相遇時橫坐標(biāo)最小，其相遇軌跡交點如圖中所示的G點，0「。2之間

距離與A、O之間距離相等，易知?。2=2e

可得&=45。

Inr

又丁=

v

解得粒子在X軸上、下方圓周運動的周期分別為4=之包"、7；=包

'qB.qB

P粒子運動至G點轉(zhuǎn)過圓心角為45。，所用時間乙=￡

O

Q粒子運動至G點，在x軸下方轉(zhuǎn)過圓心角為180。，在x軸上方轉(zhuǎn)過圓心角為135。，所用時

間”會年

兩粒子從O點出發(fā)的時間差

3.（2025河南模擬）汽車裝有加速度傳感器，以測量汽車行駛時縱向加速度。加速度傳感器

有一個彈性梁，一端夾緊固定，另一端連接霍爾元件，如圖所示。汽車靜止時，霍爾元件

處在上下正對的兩個相同磁體中央位置，如果汽車有一向上的縱向加速度，則霍爾元件離

開中央位置而向下偏移。偏移程度與加速度大小有關(guān)。如霍爾元件通入從左往右的電流,

則下說法正確的是（）

A.若霍爾元件材料為N型半導(dǎo)體（載流子為電子），則前表面比后表面的電勢高

B.若汽車加速度越大，則霍爾電壓也越大

C.若汽車縱向加速度為0,增大電流，則監(jiān)測到的霍爾電壓也會增大

D.若汽車速度增大，則霍爾電壓也增大

【答案】B

【詳解】A.N型半導(dǎo)體載流子為電子，電流從左往右，電子從右向左運動，電子受到洛倫茲

力的作用將在前表面聚集，直到粒子所受洛倫茲子與靜電力平衡，前后表面光形成穩(wěn)定的

電勢差，而后表面的電勢比前表面的要高，故A錯誤；

B.加速度越大，偏移量越大，磁感應(yīng)強度越大，霍爾電壓越大，故B正確；

C.若汽車縱向加速度為0,則霍爾元件所處位置的磁感應(yīng)強度為零，粒子不受洛倫茲力，不

會出現(xiàn)霍爾電壓，故C錯誤；

D.速度增大，但加速度不一定大，偏移量不一定大，霍爾電壓也不一定大，故D錯誤。

故選Bo

4.如圖所示，帶正電的小球豎直向下射入垂直紙面向里的勻強磁場，關(guān)于小球運動和受力說

法正確的是（）

----------------------

XXIXX

B|

XXvXX

XXXX

A.小球剛進(jìn)入磁場時受到的洛倫茲力水平向右

B.小球在磁場中做勻速圓周運動

C.小球運動過程的加速度保持不變

D.小球受到的洛倫茲力對小球做正功

【答案】A

【詳解】A.根據(jù)左手定則，可知小球剛進(jìn)入磁場時受到的洛倫茲力水平向右，故A正確；

BC.小球受洛倫茲力和重力的作用，則小球運動過程中速度、加速度大小，方向都在變，小球

不能做勻速圓周運動，故BC錯誤；

D.洛侖茲力對小球不做功，故D錯誤。

故選A。

5.回旋加速器利用高頻交變電壓使帶電粒子在電場中不斷加速。如圖所示，回旋加速器兩"D〃

型盒內(nèi)存在垂直"D〃型盒的勻強磁場，磁場的磁感應(yīng)強度為B,所加速粒子的比荷為k,高

頻電源由LC振蕩電路產(chǎn)生，LC振蕩電路中電感線圈的自感系數(shù)為L。為使回旋加速落正常

工作，LC振蕩電路中的電容器的電容C為（）

k2B2L

1D22

A-----------D.-------------D.kBL

k2B2LLc,PF

【答案】A

【洋解】根據(jù)洛倫茲力提供向心力有“方="2二

r

小2jir17im

被加速粒子在磁場中的運動周期為7=下=而

2力〃

粒子在磁場中的運動周期等于LC振蕩電路的周期，即胃=24辰

qB

解得CR

故選Ao

6.如圖所示，真空中直角坐標(biāo)系xOy的第二、三象限內(nèi)有一圓形區(qū)域，直徑OP=2L,該區(qū)

域內(nèi)存在垂直坐標(biāo)平面向里、磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場，在第一、四象限內(nèi)有一矩

3/

形ABCD區(qū)域，AB=CD=2U,OA=OD=—f該區(qū)域內(nèi)存在垂直坐標(biāo)平面向里、磁

2

感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場和沿y軸負(fù)方向、電場明度大小為E的勻強電場-第一象限

內(nèi)有一垂直y軸、寬度為2L的離子源MN,離子源在極短時間內(nèi)沿y軸負(fù)方向均勻地射出

速度相同的同種帶電粒子，正對圓心射出的粒子經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后恰好能沿直線0Q通過矩形

區(qū)域，不計粒子受到的重力和粒子間的相互作用，下列說法正確的是（）

y

M————JV

\A___-------------1B

XXXXXXXX；

XXXXXXXXX幺

XXXXXXXX!x