2025年高考物理复习新题之磁场

2025年高考物理复习新题速递之磁场（2025年4月）

选择题（共10小题）

1.（2025•西安校级模拟）如图所示，圆形区域内存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，两比荷相同的带电

粒子（不计重力）沿直线AB方向从A点射入磁场中，分别从圆弧上的P、Q两点射出，不计粒子间的

相互作用，下列说法正确的是（）

A.从P、Q射出的粒子在磁场中运动的时间之比为1：2

B.从P、Q射出的粒子在磁场中运动的时间之比为1：3

C.从P、Q射出的粒子速率之比为2：1

D.从P、Q射出的粒子速率之比为1：3

2.（2025•南宁二模）如图所示，平行金属板1、2竖直放置，两板间电压为U；平行金属板3、4水平放

置，两板间匀强电场的电场强度大小为E、垂直纸面向里的匀强磁场的磁感应强度大小为B；竖直虚线

OP与倾斜虚线OQ间的夹角为45°,两虚线间有垂直纸面向外的匀强磁场。一带电量为q的正电粒子

（不计重力）从1的小孔M无初速度飘入1、2间，从2的小孔N进入3、4间，沿直线从N到达P,

粒子离开P后运动到OQ。已知OP两点间的距离为L,下列说法正确的是（）

A.粒子在N点时的动能为2Uq

B.粒子从N运动到P的过程电势能增大

4UB

C.若粒子到达虚线OQ时的速度竖直向下，则OP、OQ间磁场的磁感应强度大小为二7

D.若粒子到达虚线OQ时的速度垂直于OQ,则粒子从P到0Q的时间为等

3.（2025•山东模拟）质谱仪可用来分析同位素，也可以用来分析比质子重很多倍的离子，现在用质谱仪

来分析比质子重很多倍的离子，其示意图如图所示，A是粒子源、释放出的带电粒子（不计重力），经

小孔Si飘入电压为U的加速电场（初速度可忽略不计），加速后经小孔S3进入磁感应强度为B的匀强

磁场中，最后打在照相底片上。第一次释放粒子为质子，打在照相底片上D点；第二次释放粒子为某

种一价正离子，打在照相底片上E点。测得D点到S3的距离为d,测得E点到S3的距离为kd,则正

离子与质子的质量比为（）

A

U:S,

工D卜一dS3

।।*、•

•1।•»••••*

、%、•■

•、'••、、、・••・</,••

B\'、、

、、、、-....1/

••_•••

A.kB.k2C.2kD.2k2

4.（2025•商丘模拟）如图所示，足够长的平行光滑金属导轨固定在水平面上，导轨左端接有定值电阻，

整个空间存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，导轨上静置一金属棒，金属棒和导轨电阻均不计。现给金

属棒一个向右的初速度，设金属棒向右运动的位移大小为x时，速度大小为v,加速度大小为a,通过

定值电阻的电荷量为q,金属棒克服安培力做功的功率为P,则下列四个图像中可能正确的是（）

5.（2025春•宝安区校级期中）如图所示，在x轴上方有磁感应强度为B的匀强磁场，一个带电粒子从坐

标原点。处以速度v进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴负方向成60°角，不

计粒子所受的重力，若粒子穿过y轴正半轴后在磁场中运动，到x轴的最大距离为a,则该粒子的比荷

及所带电荷的正负是（）

XX小XX

Ox

3v3v

A.—,正电荷B.—,负电荷

VV

C正电荷D-瓦？负电荷

6.（2025•中卫一模）质量和电荷量都相等的带电粒子M和N,以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场,

运行的半圆轨迹如图中两个虚线所示，下列表述正确的是（）

XXXX

B

XNX.-X--%X

\

/X斗X火

i1

S

A.M带正电，N带负电

B.M的速率大于N的速率

C.洛伦兹力对M、N做正功

D.M的运行时间大于N的运行时间

7.（2025•常州校级模拟）如图所示，电阻不计足够长的水平导轨间距0.5m,导轨处于方向与水平面成53°

角斜向右上方的磁感应强度为5T的匀强磁场中。导体棒ab垂直于导轨放置且处于静止状态，其质量m

=lkg,电阻R=0.9。，与导轨间的动摩擦因数以=0.5,电源电动势E=10V,其内阻r=01Q,定值电

阻的阻值Ro=4C。不计定滑轮的摩擦，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，细绳对ab的拉力沿水平方向，

重力加速度g取lOm/s?,sin53°=0.8,cos53°=0.6,则（）

Ba

A.导体棒ab受到的摩擦力方向一定向右

B.导体棒ab受到的安培力大小为5N,方向水平向左

C.不挂重物的情况下，导体棒ab依旧能保持静止

D.若在重物拖拽下，导体棒ab向右滑动了1m,则通过导体棒ab的电荷量大于0.4C

8.（2025•遵义模拟）如图，在y轴左侧区域有磁感应强度大小为2B,方向垂直纸面向外的匀强磁场；右

侧区域有磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场，坐标轴上有a、b、c三点，且Ob=Oc。

某时刻，甲粒子以速率v从a点出发，其速度与x轴正方向夹角为45°,经O点进入第四象限，通过

c点首次回到第二象限。随后，乙粒子以相同的速率v从b点出发，方向垂直于x轴，恰好在c点第一

次垂直通过y轴。不计粒子重力、粒子间的相互作用及磁场的边界效应，下列说法正确的是（

XX

XX

bX

XX

XX

A.甲、乙均带负电

B.甲在第二、四象限的速度大小之比为2：1

C.甲、乙在第一象限运动的轨道半径之比为遮：2

D.甲、乙从开始运动到c点的时间之比鱼：7

9.（2025•东城区校级模拟）回旋加速器的结构原理如图：两个相距很近，半径为R的D形金属盒与交变

电源的两极连接，其中心处有一粒子源，不断发射质量为m,带电量为q的粒子，各粒子初速度为0。

粒子通过两盒间窄缝时会得到加速，加速电压恒为U。两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面,

磁感应强度为B。粒子在磁场中做圆周运动，通过两盒间的窄缝时反复被加速，直到达到D形盒边缘

时，通过特殊装置被引出。若粒子在加速器出口时形成强度为I的电流，若以下结论正确的是（）

A.该回旋加速器需要连接频率为£=黑的交流电源

B.粒子能够获得的最大速度为熠，与磁场无关

C.粒子能够获得的最大速度为迎，与加速电压无关

m

D.该回旋加速器的功率为P=UI

10.（2025•信阳二模）两个完全相同的超导金属环水平平行放置，圆心在同一竖直线上，两环中有等大反

向电流，电流方向如图所示，另一个与环半径相同的绝缘光滑管道平行两环固定在两环之间，管道面与

两环面距离相等，金属环与管道的圆心在同一竖直线上。在管道内有一个带正电的球，其直径略小于管

道内径，且可以视作质点。给小球沿管切向方向初速度，小球在管道内运动，下列说法正确的是（）

B.小球的速度逐渐增加

C.小球受到管道的弹力不一定指向圆心

D.小球受到管道的弹力可能沿管的半径向外

二.多选题（共5小题）

（多选）11.（2025•湖南模拟）如图，在平面直角坐标系xOy的第一象限内有匀强电场（图中未画出），

第二象限内除AAOC区域外都有匀强磁场，其方向垂直坐标平面向外，磁感应强度大小为Bo一束带

电粒子从AC边界以相同方向的速度进入匀强磁场，结果都从y轴上的C点平行x轴向右飞出磁场，其

中从A入射的粒子到达x轴上的D点（图中未标出）时，速度方向斜向右下与+x夹角为60°,且大小

与A点速度相等，已知带电粒子质量为m,电量为+q,AC边界与x轴夹角。=60°,C点坐标为（0,

L）,电场中D点到O点的电势差为U,不计粒子的重力和粒子间的相互作用力。下列说法正确的是（）

B.带电粒子从AC边界入射的速度大小与其入射点y坐标的关系为u=2qB煌）

C.第一象限内匀强电场的场强大小为6=黑

D.从A入射的粒子在第一象限电场中的最小速度大小为Um讥=燃^

（多选）12.（2025•西安二模）如图所示，在水平面内有三根相同的均匀金属棒ab、ac和MN,其中ab、

ac在a点接触，构成“V”字形导轨。空间存在垂直于纸面的均匀磁场，给MN一个向右的初速度，从

位置a开始计时，运动中金属棒MN始终与Nbac的平分线垂直且和导轨保持良好接触，下列关于回路

中电流一位移（i-x）图像和金属棒MN受到的安培力一位移（F安-x）图像，可能正确的是（）

（多选）13.（2025•乌鲁木齐模拟）如图所示为洛伦兹力演示仪的示意图。电子枪可以发射电子束。玻璃

泡内充有稀薄的气体，在电子束通过时能够显示电子的径迹。励磁线圈能够在两个线圈之间产生匀强磁

场，磁场的方向与两个线圈中心的连线平行。设电子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径为R,周期为

To若仅增大出射电子的速度，则（）

励磁线圈

（前

电子枪城丁.••加

A.R减小B.R增大C.T不变D.T减小

（多选）14.（2025•船山区校级二模）如图所示，在ab边界的右侧和be边界的上方有一垂直纸面向外匀

强磁场，磁感应强度大小为B。be足够长，ab距离为d,且ab_Lbc,O、a、b、c共面。在O点有一粒

子源，O点到ab、be的距离均为d。打开粒子源发射装置，能够沿纸面向各个方向均匀发射质量为m,

电荷量为q的带正电粒子，速率D=曙。不计粒子重力及粒子间的相互作用力，则下列说法正确的是

（）

bc

A.从ab边射出磁场的粒子数占总粒子数的工

6

B.从be边射出磁场的粒子数占总粒子数的三

12

Tim

C.到达be边的粒子在磁场中运动的最短时间为一

6qB

D.能够打在ab和be边上的所有粒子在磁场中运动最长路径与最短路径之比为9：2

（多选）15.（2025•宁波一模）1879年，霍尔（EdwinHall）做了一个经典的实验，他让电流I沿着y方

向通过一个两维金属薄片（即薄片在z方向的厚度h相比y方向长度1和x方向的宽度d很小），然后

在z方向加上一个磁感应强度为B的匀强磁场，如图所示。霍尔发现，在薄片的x方向出现了电势差

UH,后世把这个实验现象称为经典霍尔效应。这个实验的不寻常之处在于电压和电流不在一个方向上，

因此意味着出现了一种新的横向电阻，它把y方向的电流和x方向的压降UH联系起来，该电阻也被称

为霍尔电阻，定义为。在室温和磁感应强度不大且I不变的情况下，下列说法正确的是（）

zB

3/y

A.x方向上标号为4这侧的电势高于3这侧

B.RH与h成正比

C.RH与B成正比

D.RH与d成反比

三.解答题（共5小题）

16.（2025•南开区一模）如图所示，足够大的平行挡板Ai、A2竖直放置，间距6L。两板间存在两个方向

相反的匀强磁场区域I和H,以水平面MN为理想分界面，I区的磁感应强度为Bo,方向垂直纸面向

外。Ai、A2上各有位置正对的小孔Si、S2,两孔与分界面MN的距离均为L,质量为m、电荷量为+q

的粒子经宽度为d的匀强电场由静止加速后,沿水平方向从Si进入I区，并直接偏转到MN上的P点，

再进入H区，P点与A1板的距离是L的k倍。不计重力。

（1）若k=l,求匀强电场的电场强度E的大小；

（2）若k=l,求粒子从Si进入磁场区域至从S2射出所用时间的最短时间t和此时II区域磁感应强度

Bi的大小。

（3）若2<k<3,求粒子在磁场中的速度大小v与k的关系式和H区的磁感应强度B与k的关系式。

17.（2025•安庆二模）如图所示，在三维坐标系Oxyz中，x<0,zWL,y20的空间内充满匀强磁场，方

向沿y轴正方向；OWxWL,y20的所有空间内充满匀强电场，方向平行于xOy平面，与y轴正方向夹

角为37°,质量为m、电荷量为+q的带电粒子，在xOz平面内从图中磁场边界的A点以速度v沿与x

轴负方向夹角。=60°射入磁场，经磁场偏转后从坐标原点O沿x轴正方向射入电场，粒子在电场中运

动时，恰好没有从x=L的边界射出电场，之后从y轴上的P点（图中未画）再次射入磁场，不计带电

粒子的重力，取sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:

(1)匀强磁场磁感应强度的大小；

(2)P、O两点间的距离；

(3)带电粒子第n(n>2)次射出磁场时的y轴坐标。

18.(2025•天津一模)科学研究经常需要分离同位素。电场可以给带电粒子加速，也能让粒子发生偏转。

如图所示，粒子源不断产生初速度为零、电荷量为e、质量为m的气核和质量为3m笊核，经过电压为

U的加速电场加速后匀速通过准直管，从偏转电场的极板左端中央沿垂直电场方向射入匀强偏转电场,

偏转电场两水平金属板的板长为d,板间距离也为d,板间电压为2U。整个装置处于真空中，粒子所受

重力、偏转电场的边缘效应均可忽略不计。

(1)求气核离开偏转电场时的侧移量以及速度与水平方向的夹角；

(2)为了分离气核和氟核，在偏转电场下极板右端竖直放置一接收屏MN,且MN与偏转电场的下极

板相交于M点，在偏转电场右侧存在范围足够大、左端有理想边界、磁感应强度为B、方向垂直纸面

向外的匀强磁场，且磁场的左边界与MN所在直线重合。求气核和瓶核打在接收屏上的位置与M点的

距离之比。

19.(2025•阿城区校级二模)如图所示，在竖直面内建立直角坐标系，x轴水平向右，y轴竖直向上，空

间中存在水平向右的匀强电场E和垂直于纸面向内的匀强磁场B,已知电场强度E=5V/m,磁感应强

度B=0.5T。在坐标原点向该平面内射出一质量为m=lX10-6kg、电荷量为q=2XlO^c的带正电微

粒(可视为点电荷，重力不可忽略)，微粒恰能在xOy坐标平面内做直线运动。(g取10m/s2)

(1)求微粒发射时的速度大小和方向；

(2)如果发射微粒时电场方向改为竖直向上，大小不变，求微粒距y轴最远时的位置坐标；

(3)如果发射微粒时撤去电场，则微粒运动的最大速度是多少？速度最大时微粒与x轴的距离是多少。

八y

~~B

XXXXXXXX：

___________________________►

xxxxxxxxx：

xxxxxxxxxxx,

20.(2025•船山区校级二模)如图所示，圆心坐标为原点O的半圆形半径r=0.08m,圆心坐标为(0,0.06m)

的圆弧半径R=0.1m,它们之间存在磁感应强度大小Bi=0.1T,方向垂直于纸面向外的匀强磁场区域。

一位于O处的粒子源在xOy平面内向第I象限均匀地发射速度大小v=6X105m/s的带正电粒子，经磁

场偏转后射出该磁场。平行金属板MN的极板长L=0.12m,间距d=0.16m,其中N极板左端坐标为(0.2m,

0),现在两极板间加上某恒定电压，进入平行金属板前匀速直线运动时间最短的粒子a恰好从N板右

端射出电场。若粒子重力不计，比荷g=108c/kg,不计粒子间的相互作用力及电场的边缘效应。(已

m

知0-底”,sin30°=,sin37°=1,sin45°=辛)

(1)粒子在磁场中的运动半径Ro及a粒子在O点入射方向与y轴夹角0；

(2)求粒子从O点出发到离开电场的最长时间；

(3)粒子b恰好能从电场右边界中点射出，经过无场区域到达x轴上的P点(图中未画出)，一段时间

后经某矩形磁场区域偏转,然后匀速直线运动再次回到P点，且此时速度方向与x轴负方向夹角为15°,

若此矩形磁场的磁感应强度大小殳=挈4，方向垂直于xOy平面，求此矩形磁场区域的最小面积。

2025年高考物理复习新题速递之磁场（2025年4月）

参考答案与试题解析

一.选择题（共10小题）

题号12345678910

答案ACBABBDCCc

二.多选题（共5小题）

题号1112131415

答案BDADBCADAC

一.选择题（共10小题）

1.（2025•西安校级模拟）如图所示，圆形区域内存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，两比荷相同的带电

粒子（不计重力）沿直线AB方向从A点射入磁场中，分别从圆弧上的P、Q两点射出，不计粒子间的

A.从P、Q射出的粒子在磁场中运动的时间之比为1：2

B.从P、Q射出的粒子在磁场中运动的时间之比为1：3

C.从P、Q射出的粒子速率之比为2：1

D.从P、Q射出的粒子速率之比为1：3

【考点】带电粒子在弧形或圆形边界磁场中的运动.

【专题】定量思想；推理法；带电粒子在磁场中的运动专题；推理论证能力.

【答案】A

【分析】根据几何关系，带电粒子做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，结合圆心角与运动时间的

关系分析求解。

【解答】解：做出带电粒子运动轨迹如图所示。

B

根据几何关系可知，到达P点的粒子在磁场中转过的角度为60。，到达Q点的粒子在磁场中转过的角

度为120°,设圆形磁场的半径为R,根据几何关系可得：—=tan60°,--tan30°

RR

可得：rp：rq=3：1

带电粒子做匀速圆周运动，有：qvB=

可得粒子做圆周运动的半径为：「=器

粒子的运动周期为：7=爷=鬻

结合粒子在磁场中运动的圆心角，粒子在磁场中的运动时间为：1

则从P、Q射出的粒子速率之比为：vp：vQ=rp：rQ=3：1

从P、Q射出的粒子在磁场中运动的时间之比为：tp：tQ=60°：120°=1：2

故BCD错误，A正确。

故选：Ao

【点评】本题考查了带电粒子在磁场中的运动，理解粒子在不同时刻的运动状态，合理选取运动学公式

是解决此类问题的关键。

2.（2025•南宁二模）如图所示，平行金属板1、2竖直放置，两板间电压为U；平行金属板3、4水平放

置，两板间匀强电场的电场强度大小为E、垂直纸面向里的匀强磁场的磁感应强度大小为B；竖直虚线

OP与倾斜虚线OQ间的夹角为45°,两虚线间有垂直纸面向外的匀强磁场。一带电量为q的正电粒子

（不计重力）从1的小孔M无初速度飘入1、2间，从2的小孔N进入3、4间，沿直线从N到达P,

粒子离开P后运动到OQ。已知OP两点间的距离为L,下列说法正确的是（）

3

1

M.

A.粒子在N点时的动能为2Uq

B.粒子从N运动到P的过程电势能增大

4UB

C.若粒子到达虚线0Q时的速度竖直向下，则OP、0Q间磁场的磁感应强度大小为丁丁

CtLt

nLB

D.若粒子到达虚线0Q时的速度垂直于0Q,则粒子从P到0Q的时间为二7

【考点】带电粒子在叠加场中做直线运动；速度选择器；带电粒子在直线边界磁场中的运动.

【专题】定量思想；推理法；带电粒子在复合场中的运动专题；推理论证能力.

【答案】C

【分析】A.根据动能定理列式解答；

B.根据速度选择器和电场力做功判断电势能的变化情况；

CD.根据题意作图，结合相应的几何关系，由牛顿第二定律和匀速圆周运动的周期求解磁感应强度和运

动时间。

【解答】解:A.粒子在加速电场中运动时，由动能定理可知，粒子在N点时的动能为=微小评=Uq,

故A错误；

B.粒子在3、4间做匀速直线运动，洛伦兹力和电场力平衡，则从N运动到P的过程电场力不做功，则

电势能不变，故B错误；

C.粒子在3、4间做匀速直线运动，则qE=Bqv,若粒子到达虚线0Q时的速度竖直向下，如图

由几何关系根据死》=小造，则OP、Q间线场的感应强度大小为B'=鬻，故©

LCi/l.T'JICLt

正确;

D.若粒子到达虚线OQ时的速度垂直于OQ,则粒子做圆周运动的圆心在O点，粒子从P到OQ转过的

角度为45。时间为1=募•篝=喘，故D错误。

故选：Co

【点评】考查带电粒子在电磁场中的偏转问题，会根据题意进行准确分析解答。

3.（2025•山东模拟）质谱仪可用来分析同位素，也可以用来分析比质子重很多倍的离子，现在用质谱仪

来分析比质子重很多倍的离子，其示意图如图所示，A是粒子源、释放出的带电粒子（不计重力），经

小孔Si飘入电压为U的加速电场（初速度可忽略不计），加速后经小孔S3进入磁感应强度为B的匀强

磁场中，最后打在照相底片上。第一次释放粒子为质子，打在照相底片上D点；第二次释放粒子为某

种一价正离子，打在照相底片上E点。测得D点到S3的距离为d,测得E点到S3的距离为kd,则正

离子与质子的质量比为（）

A

U:S,

弓DkdtS3

11•

•1•••••、•

1»•

»%、*・

•、'••、••••z./••

B\'、、

、、、、-...1/

•••、、••’•••

A.kB.k2C.2kD.2k2

【考点】与加速电场相结合的质谱仪；带电粒子在匀强磁场中的圆周运动.

【专题】定量思想；推理法；带电粒子在复合场中的运动专题；推理论证能力.

【答案】B

【分析】根据动能定理和牛顿第二定律结合题目条件列式解答。

【解答】解：质量为m,带电量为q的粒子在质谱仪中运动，则粒子在加速电场中加速运动，设粒子在

磁场中运动的速度为v,应用动能定理可得=解得u=粒子在磁场做匀速圆周运动，

洛伦兹力作向心力，则有晒=机乐解得7?=器=卷器等，因为离子和质子做圆周运动的直径之

112Um后1\2UmM

比为k,则离子和质子半径之比也为k,即为kJ丁速=春所以离子和质子的质量比m离：

111质=1<2：1,故B正确，ACD错误。

故选：Bo

【点评】考查动能定理和牛顿第二定律的应用，会根据题意进行准确分析解答。

4.（2025•商丘模拟）如图所示，足够长的平行光滑金属导轨固定在水平面上，导轨左端接有定值电阻，

整个空间存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，导轨上静置一金属棒，金属棒和导轨电阻均不计。现给金

属棒一个向右的初速度，设金属棒向右运动的位移大小为x时，速度大小为v,加速度大小为a,通过

定值电阻的电荷量为q,金属棒克服安培力做功的功率为P,则下列四个图像中可能正确的是（）

【考点】安培力作用下的运动学问题（力与运动的关系）.

【专题】定量思想；推理法；电磁感应中的力学问题；推理论证能力.

【答案】A

【分析】根据电流定义式和法拉第电磁感应定律求解电荷量，结合动量定理得到v-x关系，根据安培

力表达式结合牛顿第二定律得到a-x表达式，根据功率公式得到P-v的关系式。

【解答】解：C.导体棒切割磁感线，产生感应电流，根据左手定则可知棒受安培力向左，开始向右做

—

减速运动。通过电阻的电荷量q=/4t=弱"普a=萼=萼

KKKK

可知q与x成正比，故C错误；

A.对导体棒由动量定理-BILAt=mv-mvo

R2Z2

联立上述两式可解得u=v0-勺杼

即速度V与位移X为线性递减函数，故A正确;

B.设磁感应强度为B,棒长为L,定值电阻阻值为R,产生的感应电动势为E=BLv

感应电流大小/=亨

B217V

导体棒所受安培力F=BIL,由牛顿第二定律一^—=ma

R2j2R4j4

联立上式化简得a=*言-Rx

mRm2R

即加速度a随x的图像也为线性递减函数，故B错误；

D.克服安培力的功率P=Fv=BF

即功率P与V为二次函数，故D错误。

故选：Ao

【点评】对于电磁感应问题研究思路常常有两条：一条从力的角度，根据牛顿第二定律或平衡条件列出

方程；另一条是能量，分析涉及电磁感应现象中的能量转化问题，根据动能定理、功能关系等列方程求

解。

5.（2025春•宝安区校级期中）如图所示，在x轴上方有磁感应强度为B的匀强磁场，一个带电粒子从坐

标原点O处以速度v进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴负方向成60°角，不

计粒子所受的重力，若粒子穿过y轴正半轴后在磁场中运动，到x轴的最大距离为a,则该粒子的比荷

及所带电荷的正负是（）

XX邢XX

B

XXXXX

V\

XX\XXX

Ox

3v—一*3v

A.-----，正电何B.——，负电荷

2aB2aB

V,…V

C.-----，正电何D.，负电荷

2aB2aB

【考点】带电粒子在直线边界磁场中的运动.

【专题】定量思想；推理法；带电粒子在磁场中的运动专题；推理论证能力.

【答案】B

【分析】根据几何关系求得粒子做圆周运动的轨迹半径，由洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律求

解比荷。根据左手定则判断粒子带电性质。

【解答】解：带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，轨迹如下图所示，

粒子运动过程中与X轴的最大距离为a,可得粒子的轨道半径r与a的关系为：a=r+rcos60°=|r

2

由洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律得：

联立解得：—=

m2aB

根据左手定则，可知粒子带负电。故ACD错误，B正确。

故选：Bo

【点评】本题考查了带电粒子在磁场中运动问题，物理原理是由洛伦兹力提供向心力。掌握洛伦兹力大

小的计算，以及其方向的判断。

6.（2025•中卫一模）质量和电荷量都相等的带电粒子M和N,以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，

运行的半圆轨迹如图中两个虚线所示，下列表述正确的是（）

XXXX

B

XNX“X-X

\

/X*X.

3I

S

A.M带正电，N带负电

B.M的速率大于N的速率

C.洛伦兹力对M、N做正功

D.M的运行时间大于N的运行时间

【考点】带电粒子在匀强磁场中的圆周运动.

【专题】带电粒子在磁场中的运动专题.

【答案】B

【分析】由左手定则判断出M带正电荷，带负电荷；结合半径的公式可以判断出粒子速度的大小；根

据周期的公式可以判断出运动的时间关系.

【解答】解：A：由左手定则判断出N带正电荷，M带负电荷，故A错误；

B：粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力qvB=m亍，半径为：r=假，在质量与电量相同的情况

下，半径大说明速率大，即M的速度率大于N的速率，故B正确；

C：洛伦兹力不做功，故C错误；

D：粒子在磁场中运动半周，即时间为周期的一半，而周期为T=鬻，与粒子运动的速度无关，所以

M的运行时间等于N的运行时间，故D错误。

故选：B»

【点评】该题考查到左手定则、半径的公式和根据周期的公式，属于基本应用.简单题.

7.（2025•常州校级模拟）如图所示，电阻不计足够长的水平导轨间距0.5m,导轨处于方向与水平面成53°

角斜向右上方的磁感应强度为5T的匀强磁场中。导体棒ab垂直于导轨放置且处于静止状态，其质量m

=lkg,电阻R=0.9。，与导轨间的动摩擦因数以=0.5,电源电动势E=10V,其内阻r=0.1Q,定值电

阻的阻值Ro=40。不计定滑轮的摩擦，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，细绳对ab的拉力沿水平方向，

重力加速度g取lOm/s?,sin53°=0.8,cos53°=0.6,则（）

A.导体棒ab受到的摩擦力方向一定向右

B.导体棒ab受到的安培力大小为5N,方向水平向左

C.不挂重物的情况下，导体棒ab依旧能保持静止

D.若在重物拖拽下，导体棒ab向右滑动了1m,则通过导体棒ab的电荷量大于0.4C

【考点】安培力作用下的受力平衡问题；共点力的平衡问题及求解.

【专题】定量思想；推理法；磁场磁场对电流的作用；推理论证能力.

【答案】D

【分析】利用闭合电路欧姆定律可得干路中电流，由F安=BIL可得安培力大小，利用左手定则可知安

培力方向；

对导体棒受力分析，当摩擦力恰好为最大静摩擦力时，若方向水平向右时重物重力最小，若方向水平向

左时重物重力最大，利用力的平衡可得解；

根据电流的定义变形后求电荷量。

【解答】解：B、由闭合电路欧姆定律可得：/=处3=

K~TIIKQU.7-rU.

导体棒ab受到的安培力：F安=BIL=5><2X0.5N=5N,方向垂直于磁场方向斜向左上方，故B错误;

AC、若ab恰好有水平向左的运动趋势时，所受静摩擦力水平向右，

则由平衡条件，竖直方向有：mg=F安cosa+FN

水平方向有：F安sina=Ffmin+Gi

根据滑动摩擦力公式：Ffmin=RFN

联立代入数据解得：Gi=0.5N

若ab恰好有水平向右的运动趋势时，所受静摩擦力水平向左，则由平衡条件可得

竖直方向有：mg=F安cosa+FN

水平方向有：F安sina+Ffmax=G2

同理有：Ffmax=|lFN

联立代入数据解得：G2=7.5N

所以重物重力G的取值范围为0.5NWGW7.5N,故AC错误;

E+BsinaLv

D、在重物的拖拽下导体棒ab向右滑动了1m,在运动的过程中瞬时电流满足：/=

R+r+R0

流过导体棒ab的电荷量为：勺=£/戊=£瞿『戊兽+蓝黑£M=R+:：R+

AT/~r/vQK-ri_r^0十丁十/<0汽十厂十“0

BsinaLxBLxsina

R+r+R。R+r+R0

BsinaLx

代入数据解得:0.4C

R+r+R0

所以电荷量应大于0.4C,故D正确。

故选：D。

【点评】本题考查了安培力作用下的受力平衡，解题的关键是对导体棒正确受力分析，知道摩擦力达到

最大，方向水平向右时，重物重力最小，摩擦力达到最大，方向水平向左时，重物重力最大。

8.（2025•遵义模拟）如图，在y轴左侧区域有磁感应强度大小为2B,方向垂直纸面向外的匀强磁场；右

侧区域有磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场，坐标轴上有a、b、c三点，且Ob=Oc。

某时刻，甲粒子以速率V从a点出发，其速度与X轴正方向夹角为45°,经O点进入第四象限，通过

c点首次回到第二象限。随后，乙粒子以相同的速率v从b点出发，方向垂直于x轴，恰好在c点第一

次垂直通过y轴。不计粒子重力、粒子间的相互作用及磁场的边界效应，下列说法正确的是（）

A.甲、乙均带负电

B.甲在第二、四象限的速度大小之比为2：1

C.甲、乙在第一象限运动的轨道半径之比为鱼：2

D.甲、乙从开始运动到c点的时间之比鱼：7

【考点】带电粒子在矩形边界磁场中的运动.

【专题】定量思想；推理法；带电粒子在磁场中的运动专题；模型建构能力.

【答案】C

【分析】根据题意，找到两粒子的偏转方向，由左手定则判断电性；

洛伦兹力只改变运动方向，永不做功；

画出甲粒子运动轨迹，根据几何关系求解半径之比；

根据几何关系求解粒子在半圆磁场中运动的圆心角、甲粒子在y轴右侧磁场运动的圆心角，再根据周期

公式求解该甲粒子从A点射入磁场到第二次经过y轴时运动的总时间，同样也得到乙粒子的总时间。

【解答】解：A、由题意，根据左手定则可以判断甲、乙粒子都带正电荷，故A错误；

B、甲在第二、四象限只受洛伦兹力，由于洛伦兹力对电荷永不做功，粒子的速度大小保持不变，故B

错误；

C、甲在第二、四象限的运动轨迹如图所示。

y

由几何关系可知，甲在第一象限运动的轨道半径：R2=冷当0c

乙在第一象限运动的轨道半径：R3=0b

因为Oc=Ob那么：R2；R3=V2.-2,故C正确；

D、如图所示，设甲粒子所带电荷量为q,质量为m,甲粒子在第二象限运动的时间为L*X磊=赢

甲粒子在第四、一象限运动的时间为t2="需=舞

甲粒子从开始运动到c点的时间为t用=匕+12=赢+6盗=簿

设乙粒子所带电荷量为q‘，质量为m',根据：R2：R3=V2.-2

而半径公式为：r=器，即半径与粒子的比荷成反比。

可求得比荷为：—=~~

mf2m

乙粒子从开始运动到C点的时间为：tz=*x翳=卷

所以有：t尹：电=4,故D错误。

故选：Co

【点评】对于带电粒子在磁场中的运动情况分析，一般是确定圆心位置，根据几何关系求半径，结合洛

伦兹力提供向心力求解未知量；根据周期公式结合轨迹对应的圆心角求时间。

9.（2025•东城区校级模拟）回旋加速器的结构原理如图：两个相距很近，半径为R的D形金属盒与交变

电源的两极连接，其中心处有一粒子源，不断发射质量为m,带电量为q的粒子，各粒子初速度为0。

粒子通过两盒间窄缝时会得到加速，加速电压恒为U。两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面,

磁感应强度为B=粒子在磁场中做圆周运动，通过两盒间的窄缝时反复被加速，直到达到D形盒边缘

时，通过特殊装置被引出。若粒子在加速器出口时形成强度为I的电流，若以下结论正确的是（）

A.该回旋加速器需要连接频率为£=黑的交流电源

B.粒子能够获得的最大速度为熠，与磁场无关

C.粒子能够获得的最大速度为迎，与加速电压无关

m

D.该回旋加速器的功率为P=UI

【考点】回旋加速器.

【专题】应用题；定量思想；推理法；带电粒子在磁场中的运动专题；分析综合能力.

【答案】C

【分析】加速电源的频率等于粒子做圆周运动的频率；

粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，应用牛顿第二定律求出其最大速度；

根据电功公式判断回旋加速器的功率。

【解答】解：A、粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期T=缪，加速交流电源的频率f=^=德，故

C[D1Z7T771

A错误；

2

B、粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得:qvB=m（,解得:v=哼,

则当粒子轨道半径等于加速器半径D时粒子速度最大vm=曙，粒子的最大速度与磁场有关，与加速

电压无关，故B错误，C正确；

D、回旋加速器的功率等于回旋加速器对粒子做的功与所用时间的比值，U是回旋加速器的加速电压,

不是加速器出口处的电压，因此回旋加湿器的功率不是UL故D错误。

故选：C=

【点评】知道回旋加