2025届高考物理一轮复习：磁场基础训练（附答案解析 ）

2025届高考物理一轮复习—磁场基础训练

一、单选题（本大题共5小题）

1.如图所示，在圆形边界的磁场区域，气核和笊核先后从P点沿圆形边

界的直径入射，从射入磁场到射出磁场，气核和笊核的速度方向分别偏

转了90°和120°角，已知光核：H在磁场中运动的时间为“，轨迹半径为R,

则（）

/xXXx\

pjXXXX\

\XXXX/

\XXXX/

'、、

X__X_，

A.笊核fH在该磁场中运动的时间为3fo

B.笊核aH在该磁场中运动的时间为4%

C.圆形磁场的半径为2R

D.笊核在该磁场中运动的轨迹半径为手7?

2.如图所示，垂直纸面向里的匀强磁场分布在边长为L的等边三角形ABC内，

。是AB边的中点，一簇相同的带负电的粒子仅在磁场的洛伦兹力作用下，从。

点沿纸面以平行于BC边方向、大小不同的速率射入三角形内，不考虑粒子重力

及粒子间的相互作用，已知粒子在磁场中运动的周期为T,则下列说法中正确的

是（）

A.粒子垂直BC边射出时，运动半径R为日L

B.速度小的粒子一定比速度大的粒子在磁场中运动时间长

C.粒子可能从A8边射出，且在磁场中运动时间为切

6

D.粒子可能从C点射出，且在磁场中运动的时间为如

3.为缩短固定翼飞行器着陆后的滑行距离，有人构想在机身和跑道上安装设

备，使飞行器在安培力作用下短距着陆，如图所示，在机身上安装长为10m、匝

数为50匝的矩形线圈，线圈通以100A的电流，跑道上有大小为0.3T的磁场，

通过传感器控制磁场区域随飞机移动，使矩形线圈始终处于图示磁场中，忽略电

磁感应的影响，线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.如图，在截面为圆的绝缘长管内表面两相互垂直的直径两端分别固定有四根

轻质平行长直导线a、b、c、d,导线中通有大小相等的电流/,电流方向如图所

示。每根长直导线单独存在时，在圆心。处产生磁场的磁感应强度大小均为

B=k-=B（4为常量，r为圆心到导线的距离），则此时。处的磁感应强度大

r0

小为（）

A.3B0B.2B0C.B°D.0

5.两足够长直导线均折成直角，按图示方式放置在同一平面内，E。与。在

一条直线上，PO'与。/在一条直线上，两导线相互绝缘，通有相等的电流/,

电流方向如图所示。若一根无限长直导线通过电流/时，所产生的磁场在距离导

线d处的磁感应强度大小为8,则图中与导线距离均为d的M、N两点处的磁感

应强度大小分别为（)

Q

ddN

d\O'W

0IP

E

A.B、0B.0、2B

C.28、2BD.B、B

二、多选题（本大题共3小题）

6.如图所示，台秤上放一光滑平板，其左边固定一挡板，一轻质弹簧将挡板和

一条形磁铁连接起来，现在磁铁上方中心偏左位置固定一导体棒，当导体棒中通

以如图所示的电流后，以下说法正确的是（）

A.弹簧长度将变长B.弹簧长度将变短

C.台秤读数变小D.台秤读数变大

7.回旋加速器的核心部分是与高频交流电源两极相连接的两个。形金属盒，两

盒的狭缝间加有周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时每次都能得到加速。如

图所示，。形盒半径为R,若用该回旋加速器加速质子（：H）时，匀强磁场的磁

感应强度为8,高频交流电频率为人则（）

A.质子被加速后的最大速度不可能超过2%加

B.质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小有关

C.只要R足够大，质子的速度可以被加速到任意值

D.8不变，要使该回旋加速器也能用于加速a粒子（；He）,应将交流电的

频率调整为57

8.如图（a）所示，扬声器中有一线圈处于磁场中，当音频电流信号通过线圈

时，线圈带动纸盆振动，发出声音。俯视图（b）表示处于辐射状磁场中的线圈

中（）

A.当电流沿顺时针方向时,线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里

B.当电流沿顺时针方向时,线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外

C.当电流沿逆时针方向时,线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里

D.当电流沿逆时针方向时,线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外

三、实验题（本大题共2小题）

9.某实验小组用图示电路测量匀强磁场的磁感应强度。实验器材如下：边长为

£、匝数为"的正方形线圈（a、人为引出端）一个天平一台，各种质量祛码若

干，直流电源一个，灵敏电流计一个，定值电阻一个，开关、导线等若干实验步

骤如下：

在天平的（填“左盘”或“右盘”）中放入合适质量的祛码，使天平平衡；

（2）断开开关S,将a与d连接、6与c连接，再次闭合开关S,这时需要在天

平的（选填“左盘”“右盘”）中放入质量为△根的祛码，使天平再次平衡；

（3）已知重力加速度大小为g,则磁感应强度的大小为庐（用上述物理量表

示）。

10.如图，导线框与电源、滑动变阻器、电流表、开关组成闭合回路，将导线框

用弹簧测力计悬挂起来，导线框下端置于一磁铁两极之间，与磁场方向垂直放

置。接通电路，缓慢调节滑动变阻器，观察并记录电流表读数/和弹簧测力计读

数凡甲乙两个同学根据实验数据分别描绘出的图像如图所示，则甲同学实验中

安培力方向,乙同学实验中安培力方向（填“向上”或“向

下”）。丙同学的图像下部不似乙的线性，可能的原因是。

四、解答题（本大题共2小题）

11.如图，质量为根、电荷量为q的某带正电粒子（重力不计，可视为质点）从

A处静止释放，经过电压为U（未知）、极板间距离为d的加速电场加速后，恰

好沿图中B位置进入一种静电分析器并沿虚线运动，最终从C位置离开静电分析

器。已知静电分析器内分布有辐向电场，其虚线处场强大小为综，方向指向圆

心，粒子仅在电场力作用下做匀速圆周运动，其轨迹对应的半径为R,线段

恰为小球运动轨迹的直径，不计一切阻力。求：

（1）粒子离开加速电场时的速度大小；

（2）加速电场电压U的大小；

（3）粒子从A到C运动的总时间。

静电分析器

加速电场

12.某一具有速度选择器的质谱仪原理如图所示，A为粒子加速器，加速电压为

G;B为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为耳，两板间距离为d；C

为偏转分离器，磁感应强度为层。今有一质量为优、电荷量为e的正粒子(不计

重力)，经加速后，该粒子恰能通过速度选择器，粒子进入分离器后做匀速圆周

运动。求：

(1)粒子的速度v为多少？

(2)速度选择器两板间电压4为多少？

(3)粒子在层磁场中做匀速圆周运动的半径R为多大？

2

XxxXXX

参考答案

1.【答案】D

【详解】两核在磁场中运动的时间f=：T=粤，气核恒与笊核汨比荷之比为

27rqBx'

2：1、圆心角之比为3：4,可得笊核在该磁场中运动的时间为厂=*o，故A、B

错误；由题意，作出两核在磁场中的运动轨迹示意图

设圆形磁场的半径为「，笊核fH在磁场中运动的轨迹半径为R2，气核和笊

核彳H的轨迹圆圆心分别为Q、。2，由几何关系可得r=R,tan30。="，可得

R24R，故C错误，D正确。

2.【答案】D

【详解】粒子垂直BC边射出时，运动轨迹如图（a）

根据几何关系知半径为半乙，A错误；

若带电粒子运动轨迹与8C边相切，刚好从BC边射出磁场，可知圆心角为

180°,粒子在磁场中经历时间为I，若带电粒子从C点射出，由几何关系可知

从C点射出磁场时，速度与AC相切，故粒子可以从C点射出。由图（b）可

知，入射速度的弦切角a=30°,故圆心角为60°,粒子在磁场中经历时间为

-T,若带电粒子从4B边射出磁场，可知圆心角为240°,粒子在磁场中经历时

6

间为|7,B错误，D正确；

设粒子在磁场中运动时间为3运动轨迹的圆心角为9,T=—,则六27,所以

qB27r

可知粒子速度和运动时间无确定的关系，C错误。

3.【答案】C

【详解】由左手定则可知，线圈受安培力向左，大小为

F=2nBIL=2x50x0.3xl00x10N=30000N,选C。

4.【答案】B

【分析】本题以通电直导线产生的磁场为背景，考查磁感应强度的叠加。

【详解】由题意可知，a、6导线在。点产生的磁感应强度等大反向，合磁感应

强度是零，4导线在。点产生的磁感应强度大小相等，方向相同，合磁感应

强度是2瓦，因此四根固定平行直导线在圆心。处产生磁场的磁感应强度大小为

2B°,ACD错误，B项正确。选B。

5.【答案】B

【详解】两直角导线可以等效为如图所示的两直导线，由安培定则可知，两直导

线在M处的磁感应强度方向分别为垂直纸面向里、垂直纸面向外，故M处的磁

感应强度大小为零；两直导线在N处的磁感应强度方向均垂直纸面向里，故N处

的磁感应强度大小为28；综上分析B正确。

MN

X•XX

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

EO'Q

6.【答案】BC

【详解】AB.以导体棒为研究对象分析受力，根据左手定则判断得知，其所受安

培力方向为斜向右下方，根据牛顿第三定律可知，磁铁受到的安培力方向斜向左

上方，平板光滑，故磁铁向左运动，弹簧被压缩，长度变短，所以A错误，B正

确；

CD.磁铁受到斜向左上方的安培力，所以其对台秤的压力减小，台秤读数变小，

故C正确，D错误。

故选BC。

7.【答案】AD

【详解】A.质子被加速后的最大速度

丫=泮~=2兀母

故A正确;

BD.由

qvB=---

R

可得

m

可知最大速度与加速电场的电压大小无关，联立A中的速度可得

于=qB

27rm

所以要使该回旋加速器也能用于加速a粒子（；He）,应将交流电的频率调整为

-/

2

故B错误，D正确；

C.任何物体的速度不会超过光速，故C错误。

故选ADo

8.【答案】BC

【详解】AB.将环形导线分割成无限个小段，每一小段看成直导线，则根据左手

定则，当电流沿顺时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外，A错

误；B正确；

CD.同理，当电流沿逆时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里，C

正确；D错误。选BC。

9-【答案】灵敏电流计的读数左盘；右盘；黑

【详解】（1）［1］实验中闭合开关S,应记录灵敏电流计的读数/；

［2］由左手定则可知闭合开关后线框所受的安培力向下，应在天平的左盘中放入

合适质量的祛码，才能使天平平衡；

（2）［3］断开开关S,将a与d连接、6与c连接，再次闭合开关S,由左手定则

可知闭合开关后线框所受的安培力向上，应在天平的右盘中放入合适质量的祛

码，才能使天平平衡；

（3）［4］断开开关S,将a与d连接、力与c连接，再次闭合开关S,这时需要在

天平的右盘中放入质量为△加的祛码使天平再次平衡，由平衡条件可知

2BINL=Amg,解得8=9里

2NIL

10.【答案】向下；向上；电流较大时线框向上运动，线框所在处磁场发生变化

导致

【详解】［1］当安培力方向向下时，据平衡条件可得尸="吆+5〃，随着电流/的

增大，弹簧测力计读数尸增大，当安培力方向向上时，据平衡条件可得

F=mg-BIL,随着电流/的增大，弹簧测力计读数尸减小，则甲同学实验中安

培力方向向下，乙同学实验中安培力方向向上。

［3］对比乙、丙同学的图像可知，丙同学实验中安培力方向向上，图像下部不似

乙的线性，可能的原因是电流较大时线框向上运动，线框所在处磁场发生变化导

致。

【详解】（1）粒子进入静电分析器后，在指向圆心的电场力作用下做匀速圆周

运动，有

qE°=m—

解得

V=

(2)粒子重力不计，在加速电场中只受电场力作用，会做匀加速直线运动，末

速度为"，有

12

qU=—mv-0

解得

2