2021-2025年湖北省高考物理试题分类汇编：磁场（解析版）

\\五年真题（2021-2025）

专墓07磁场

（五年考情•探规律）

考点五年考情（202L2025）命题趋势

考点1磁现象将库仑定律与牛顿第二定律结合，分

2025析带电粒子在复合场中的螺旋运动轨迹；

和磁场

或通过电容器充放电过程，联动能量守恒

定律与暂态电路分析，涉及电容动态变化

考点2安培力2022对电场能量的影响。命题逐渐弓入数学工

具的工程化应用，如利用有限差分法处理

考点3带电粒非线性电场分布，或通过拉普拉斯方程分

子在磁场中的2021、2022、2023、2024、2025析无电荷区域的电势分布，要求考生掌握

运动数值方法在复杂场域中的简化建模能力。

此外，静电场常与化学学科交叉，如通过

“电偶极子”模型分析分子极化现象，体现

跨学科思维的综合考查。

能力要求上，突出矢量分析与数值计

算的复合应用。考生需熟练运用矢量叠加

原理处理非对称电场的场强合成，或通过

儿何关系求解带电粒子在匀强电场中的偏

转角度：部分试题引入微积分思想，如通

过积分计算变力电场中的电势能变化，或

考点4带电粒

利用导数求解电势极值问题。实验探究能

子在复合场中2024

力的考查力度显著增强，例如设计实验验

的运动证库仑定律时，需结合传感器数据处理与

误差分析，将控制变量法拓展至多变量关

系的研究。图像分析能力成为关键，例如

通过（p-x图像斜率判断电场强度变化趋

势，或利用等势面分布图推导复杂电场的

分布规律。部分试题还引入工程概念迁移，

如通过“能量密度”分析新能源电池的电

极性能，全面检验考生对物理规律的创新

应用水平。

（五年真题•分点精准练）

考点01磁现象和磁场

1.（2025•湖北•高考）如图所示，在磁感应强度大小为5的匀强磁场中,放置一通电圆线圈,圆心为。点,

线圈平面与磁场垂直。在圆线圈的轴线上有用和N两点，它们到。点的距离相等。已知M点的总磁感应

强度大小为零，则N点的总磁感应强度大小为（）

A.0B.BC.2BD.3B

【答案】A

【详解】由右手螺旋定则及对称性可知，环形电流在N点产生的磁场，磁感应强度与M点等大同向。由于

M点磁感应强度为零，由矢量合成法则可知环境中匀强磁场与M点磁场等大反向，即匀强磁场与N点的磁

场等大反向，N点的磁感应强度为0。

故选Ao

考点02安培力

2.（2022•湖北•高考）如图所示，两平行导轨在同一水平面内。一导体棒垂直放在导轨上，棒与导轨间的

动摩擦因数恒定。整个装置置于匀强磁场中，磁感应强度大小恒定，方向与金属棒垂直、与水平向右方向

的夹角夕可调。导体棒沿导轨向右运动，现给导体棒通以图示方向的恒定电流，适当调整磁场方向，可以

使导体棒沿导轨做匀加速运动或匀减速运动。已知导体棒加速时，加速度的最大值为苧g:减速时，加速度

的最大值为V58,其中g为重力加速度大小。下列说法正确的是（）

A.棒与导轨间的动摩擦因数为E

B.棒与导轨间的动摩擦因数为R

C.加速阶段加速度大小最大时，磁场方向斜向下，叙60。

D.减速阶段加速度大小最大时，磁场方向斜向上，^2=150°

【答案】BC

【详解】设磁场方向与水平方向夹角为历，例<90。；当导体棒加速且加速度最大时，合力向右最大，根据左

手定则和受力分析可知安培力应该斜向右上方，磁场方向斜向右下方，此时有产sind-R:os仇人加a1

令cosa=^j^,sinct=根据数学知识可得FQ\+"\sin+a)=^mg+ma1则有sin(4+a)=<1

同理磁场方向与水平方向夹角为&，夕2<90。，当导体棒减速，且加速度最大时，合力向左最大，根据左手定

则和受力分析।旷知安培力应该斜向左下方，磁场方向斜向左上方，itWFs'\nO2+^(mg+FcosO^nu^

尸偿珂sin电+a丹园2必咫所以有疝电+。)=带合W1当加速或减速加速度分别最大时，不等式均取等于，

联立可得"=，带入cosa=7^可得a=30°,此时夕1=夕2=60加速阶段加速度大小最大时,磁场方向斜向右下方，

有g4=60减速阶段加速度大小最大时，磁场方向斜向左上方，有公丁。2#20故BC正确，AD错误。

故选BCo

考点03带电粒子在磁场中的运动

3.(2025•湖北•高考真题)如图所示，两平行虚线MMPQ间无磁场.左侧区域和PQ右侧区域内均

有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小分别为8和2比一质量为机、电荷量为g的带正电粒子从

MN左侧。点以大小为呻的初速度射出，方向平行于MN向上。已知。点到MN的距离为舞，粒子能回到

。点，并在纸面内做周期性运动。不计重力，求

MP

・I■•••

II

II

II

•::•••

II

v

0n•II•••

C)@.

II

II

BNQ.济

(1)粒子在MN左侧区域中运动轨迹的半径；

(2)冠子笫一次和第二次经过PQ时位置的间距；

(3)荷子的运动周期

【答案】(1)T

qB

【详解】(1)粒子在左侧磁场中运动，根据洛伦兹力提供向心力有犷0笈=塔可得/?=中

A(ID

的运动轨迹不可能经过O点，故AB错误;

C.粒子连续两次由A点沿4C方向射入圆形区域，时间最短则根据对称性可知轨迹如图

则最短时间有-27=,故C错误；

D.粒子从A点射入到从C点射出圆形区域用时最短，则轨迹如图所示

根据几何关系可知尸今根据洛伦兹力提供向心力有/可得尸喏

设粒子在磁场中运动的半径为r,

故D正确。

故选D«

5.（2023・湖北・高考）如图所示，空间存在磁感应强度大小为8、垂直于xOv平面向里的匀强磁场。/=0

时刻，一带正电粒子甲从点尸（2a,0）沿y轴正方向射入，第一次到达点。时与运动到该点的带正电粒子

乙发生正碰。碰撞后，粒子甲的速度方向反向、大小变为碰前的3倍，粒子甲运动一个圆周时，粒子乙刚

好运动了两个圆周。已知粒子甲的质量为〃?，两粒子所带电荷量均为小假设所有碰撞均为弹性正碰，碰撞

时间忽略不计，碰撞过程中不发生电荷转移，不考虑重力和两粒子间库仑力的影响。求：

（1）第•次碰撞前粒子甲的速度大小:

（2）粒子乙的质量和第一次碰撞后粒子乙的速度大小;

⑶『贵时刻粒子甲、乙的位置坐标，及从第一次碰撞到尸学的过程中粒子乙运动的路程,（本小问不

qo-

要求写出计算过程，只写出答案即可）

,XXX

XXX

B

XXXXXX

fX

p

XXXxX

XXXXXX

【答案】（1）—：（2）;“，咚（3）甲（一600），乙（0,0）,67na

m2m

【详解】（1）由题知，粒子甲从点P（2〃，0）沿），轴正方向射入到达点O,则说明粒子甲的半径/■二〃根

据/甲尸

解得“o吟

（2）由题知，粒子甲运动一个圆底时，粒子乙刚好运动了两个圆周，则=2Tz根据#8=〃与八

则m乙=:根粒子甲、乙碰撞过程，取竖直向下为正有

mv科。+"1zy/0=—mv卯/+■〃nv7/

!呜（）+,乙9of啖沙乙£

解得V/0二-5v/。,v乙尸3v，〃o则第一次碰撞后粒子乙的速度大小为处。

m

（3）已知在（=宁时，甲、乙粒子发生第一次碰撞且碰撞后有"产一3"o，u/尸3”。则根据#4=/叶,

口J知此时乙粒子的运动半径为，乙广声可知在4=詈时，甲、乙粒子发生第二次碰撞，且甲、乙粒子发生第

•次碰撞到第二次碰撞过程中乙粒子运动了2圈，此过程中乙粒子走过的路程为S/=6囱且在第二次碰撞时

有

mv华/+〃？/n乙/二mv/2+加乙I，乙2

J3乙4if。2+（“乙42

解得1，竹2=-少。，-/2二-5~/，0可知在外=号时，甲、乙粒子发生第三次碰撞，且甲、乙粒子发生第二次碰

qB

撞到第三次碰撞过程中乙粒子运动了2圈，此过程中乙粒子走过的路程为

S2-107U/

且在第三次碰撞时有

mv中2+小乙n/2=〃?1'33+〃izv乙3

J"42+揖乙吃2f啖3+（“乙43

解得IF，3:一3>/，。，V乙3=3〜*0依次类推在历=贵时，甲、乙粒子发生第九次碰撞，且甲、乙粒子发生第

八次碰撞到第九次碰撞过程中乙粒子运动了2圈，此过程中乙粒子走过的路程为S8=IO7T67

且在第九次碰撞时有

mv中8+"i/u乙8=mv伊zv^9

+mV

5M8嬴乙吃8WV9+\"乙吃9

解得yk9=一3丫但，丫/9=3丫阿在，9=詈到片詈过程中，甲粒子刚好运动半周，且甲粒子的运动半径为「

，门=3a则片等时甲粒子运动到P点即（一6m0）处。在管12詈到片二过程中，乙粒子刚好运动一周，

qBqBqB

则Q手时乙粒子回到坐标原点，且此过程中乙粒子走过的路程为So=3兀a故整个过程中乙粒子走过总路程

qB

为S=4x6兀。+4x10兀。+3冗。=67na

6.<2022・湖北•高考）如图所示，一带电粒子以初速度如沿x轴正方向从坐标原点O射入，并经过点PCa>0,

/»0）。若上述过程仅由方向平行于y轴的匀强电场实现，粒子从。到P运动的时间为〃，到达P点的动能

为民/。若上述过程仅由方向垂直于纸面的匀强磁场实现，粒子从。到P运动的时间为3到达P点的动能

为&2。下列关系式正确的是•（）

o

A.ti<t2B.ti>t2

C.Eki<Ek2D.Ekt>Ek2

【答案】AD

【详解】AB.该过程中由方向平行于），轴的匀强电场实现，此时粒子做类平抛运动，沿人•轴正方向做匀速

直线运动；当该过程仅由方向垂直于纸面的匀强磁场实现时，此时粒子做匀速圆周运动，沿X轴正方向分

速度在减小，根据片工可知〃</2故A正确，B错误。

V

CD.该过程中由方向平行于y轴的匀强电场实现，此时粒子做类平抛运动，到达P点时速度大于阳;当该

过程仅由方向垂直于纸面的匀强磁场实现时，此时粒子做匀速圆周运动，到达P点时速度等于w,而根据

2

Ek=；wv可知Eki>Ek2故C错误，D正确。

故选ADo

7.（2022・湖北・高考）在如图所示的平面内，分界线SP将宽度为L的矩形区域分成两部分，一部分充满方

向垂直于纸面向外的匀强磁场，另一部分充满方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小均为8,

SP与磁场左右边界垂直。离子源从S处射入速度大小不同的正离子，离子入射方向与磁场方向垂直且与SP

成30。角。已知离子比荷为攵，不计重力。若离子从P点射出，设出射方向与入射方向的夹角为仇则离子

的入射速度和对应0角的可能组合为（）

A.3kBL,0°B.；kBL,0。C.kBL,60°D.2kBL,60°

【答案】BC

【详解】若粒子通过下部分磁场直接到达P点，如图

L

根据几何关系则有〃=£,#8=/"可得v=华=砧£根据对称性可知出射速度与SP成30。角向上，故出射方向

与入射方向的夹角为小60。。当粒子上下均经历一次时，如图

因为上下磁感应强度均为B,则根据对称性有根据洛伦兹力提供向心力有可得尸^=凶8£此

时出射方向与入射方向相同，即出射方向与入射方向的夹角为例0°。通过以上分析可知当粒子从下部分磁

场射出时，需满足v=U'=-x/：BL(n=l,2,3……)此时出射方向与入射方向的夹角为叙60。；当粒子

(In-12nI

从上部分磁场射出时，需满足尸件=1姐L(〃=1,2,3……)比时出射方向与入射方向的夹角为9=0。。

2nm2〃

故可知BC正确，AD错误。

故选BCo

8.(2021•湖北•高考)一电中性微粒静止在垂直纸面向里的匀强磁场中，在某一时刻突然分裂成a、b和c

三个微粒，a和b在磁场中做半径相等的匀速圆周运动，环绕方向如图所示，c未在图中标出。仅考虑磁场

对带电微粒的作用力，下列说法正确的是()

X

X

X

X

X

A.a带负电荷B.b带正电荷

C.c带负电荷D.a和b的动量大小一定相等

【答案】BC

【详解】ABC.由左手定则可知，粒子a、粒子b均带正电，电中性的微粒分裂的过程中，息的电荷量应

保持不变，则粒子c应带负电，A错误，BC正确；

D.粒子在磁场中做匀速圆周运动时，洛伦兹力提供向心力，即（解得R=器由于粒子a与粒子b的

质量、电荷量大小关系未知，则粒子a与粒子b的动量大小关系不确定，D错误。

故选BCo

考点04带电粒子在复合场中的运动

9.（2024,湖北・高考）磁流体发电机的原理如图所示，MN和尸。是两平行金属极板，匀强磁场垂直于纸面

向里。等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）从左侧以某一速度平行于极板喷入磁

场，极板间便产生电压。下列说法正确的是（）

M।=N

----►XXXXX

“XXXXX

AXXXXX

PL一Q

A.极板MN是发电机的正极

B.仅增大两极板间的距离，极板间的电压减小

C.仅增大等离子体的喷入速率，极板间的电压增大

D.仅增大喷入等离子体的正、负带电粒子数密度，极板间的电压增大

【答案】AC

【详解】A.带正电的离子受到的洛伦兹力向上偏转，极板MN带正电为发电机正极，A正确；

BCD.离子受到的洛伦兹力和电场力相互平衡时，此时令极板间距为〃，则可得仇因此增大间

距。变大，增大速率U变大，。大小和密度无关，RD错误C正确.

故选ACo

1年模拟•精选模考题

I.（2025・湖北襄阳五中•高考适应性（一））下列说法正确的是（）

A.电阻磁感应强度8=5、折射率〃=粤都是采用了比值定义法

广SILsing

B.通过导体横截面的电荷量片其中/指的是电流的有效值

C,机械波和电磁波都能发生反射、折射、干涉和衍射现象，但二者是有本质区别的

D.装在试管中的水银液面凸起来是因为水银与玻璃浸润

【答案】C

【详解】A.电阻尺=〃（不是比值定义法；磁感应强度5=9折射率片当都是采用了比值定义法，选项A错

SILSIW2

误；

B.通过导体横截面的电荷量片〃其中/指的是电流的平均值，选项B错误；

C.机械波和电磁波都能发生反射、折射、干涉和衍射现象，但二者是有本质区别的，选项C正确：

D.装在试管中的水银液面凸起来是因为水银与玻璃不浸润，选项D错误。

故选C。

2H

2.（2025・湖北襄阳五中•适应考）某次实验时因操作失误，将笈|H、笊1、H三种核子混到了一

起，工作人员设计了如图所示的分离装置混合核子在平行于相线的匀强电场I作用下从A点由静止开始

加速，然后沿轴线进入垂直于轴线向下的匀强电场2和垂直于纸面向里的匀强磁场组成的区域，磁感应强

度B从零开始逐渐增大，直到有核子沿轴线打在收集器上（此时8=%）,不计核子重力、核子间相互作用，

核子不会打在极板上，则（）

电

场8

XXX

1

XXXXX；.

乂........-.....................收集器I

XXXXX

XXXXX

A.8=瓦时，沿轴线打在收集器上的是瓶核子

B.8=0时，旅核子在场区运动时间最短

C.B=（）时,3种核子从不同位置离开电场2

D.8=0时，3种核子从电场2离开时的动能相同

【答案】D

【详解】A.3种核子的电荷量相同，设为小均从A点由静止开始加速，然后通过电场I,则有曲=\加，

/尸却整理得尸〃卒，八=4后则3种核子进入电场2时动能相等，笈核的速度最大，设电场2的场强为

E2,对于沿轴线打在收集器上的核子有决出=E2g逐渐增大B,则进入电场2时速度最大的核子（即气核子）

最先达到受力平衡，故8=8。时沿轴线打在收集器上的核子是气核子，故A错误；

B.8=0时，核子进入电场2后，水平速度不变，则笈核子在场区运动时间最短，故B错误；

C.核子从电场2右侧离开，水平方向有竖直方向有产"凡qE2=ma整理有尸备则3种核了•从同一

位置离开电场，故C错误；

D.由动能定理可知，电场2对核子做的功为4e》=喑即核子在经过电场2过程的动能增品，则3种核子

从他场2离开时动能相同，故D正确。

故选D。

3.（2025•湖北荆州沙市中学•高三卜模）如图所示，有一金属块放在垂直于表面C的匀强磁场中，磁感应

强度B,金属块的厚度为乩高为儿当有稳恒电流/平行平面C的方向通过时，由于磁场力的作用，金属

块中单位体积内参与导电的自由电子数目为（上下两面M、N上的电压分别为6、UN）（）

_____

h///♦力~~

7/

A，靠UM”B.图康I

C引输dD.京防厂四

【答案】B

【详解】根据题意可知，当自由电子受力平衡时有夕£=夕由其中七二弟必由此可求得电子的速度为尸但冷

设金属块的长为L，电子运动的时间为片就气在/时间内通过的总电量为0=/片署力则总电子个数为

心国单位体积内参与导电的自由电子数目为壮=缶

故选Bo

4.（24-25高二•湖北・5月联考）如图所示，A8CQ为圆周的四等分点，甲、乙两根无限长直导线垂直于纸

面放置于圆周上的A、8两点，乙导线可沿圆周平移。当通过两直导线电流大小相等，方向如图所示时，圆

心。处磁感应强度大小为血瓦。下列说法正确的是（）

...■二一*、

/°\

o»

甲®力•C；.

」/

乙

A.乙导线在A点时,。处磁感应强度方向与A8平行

B.乙导线中电流反向时，。处磁感应强度不变

C.当乙导线平移到C点时，0处磁感应强度大小为2%

D.乙导线逆时针平移到。点的过程中，。处磁感应强度逐渐增大

【答案】C

【详解】A.两电流与0点距离相等，则两电流在。点产生的磁场大小相等。由安培定则知，甲在。点产

生的磁场方向由。指向从乙在8点时产生的磁场方向由。指向A,两磁场相互垂直，由磁场叠加知，

产五B解得甲、乙电流在。点产生的磁场大小均为3=殳此时。点磁场方向斜向左下方,与A8不平行，

故A错误；

B.乙导线中电流反向时，乙在。点产生的磁场方向反向，由磁场叠加知，。处磁感应强度方向改变，则0

处磁感应强度变化，故B错误；

C.当乙导线平移到C点时，乙在。点产生的磁场方向由0指何从由磁场叠加知，。处磁感应强度大小

卅=28=2%故C正确；

D.乙导线逆时针平移到。点的过程中，乙在0点产生的磁场方向由。指向A沿逆时针方向变为由0指向

C,则甲、乙在O点产生的磁场方向夹角由90逐渐减为0再逐渐增大到90,由磁场叠加知，。处磁感应

强度先增大后减小，故D错误。

故选C。

5.（24-25高三・湖北卜堰・5月适应性）如图所示，平面直角坐标系x>0区域存在一个圆形有界匀强磁场，磁

场圆心位于x轴上，磁场方向垂直于X0F平面。甲、乙两个带电粒子从。点以相同的速率进入该磁场。其中甲

粒子沿x轴正方向射入，最后平行于y轴正方向射出；乙粒子沿与x轴正方向成30角的方向射入，最后平行

于）轴负方向射出，不计粒子重力，则下列说法正确的是（）

A.甲、乙两粒子的电性相同

B.若甲粒子带正电，则磁场方向垂直于X。平面向外

C.甲、乙两粒子在磁场中的运动时间之比为3:2

D.甲、乙两粒子比荷大小之比为3:2

【答案】C

【详解】A.根据左手定则以及甲、乙两粒子在匀强磁场中的偏转方向可知两个粒子的电性相反，故A错

误：

B.若甲粒子带正电，且朝），轴正方向偏转，根据左手定则可知磁场方向垂直于xQy平面向里，故B错误:

CD.由两个粒子的运动轨迹可知，甲粒子的轨迹对应的圆心角为90,乙粒子的轨迹对应的圆心角为60,

二者的轨迹半径均等于圆形有界磁场的半径，根据/8=〃《可知两个粒子的比荷大小相等，根据

可知两个粒子的运动周期相等，在磁场中的运动时间片97所以甲、乙两粒子在磁场中的运动时间之比为

3:2,故C正确，D错误。

故选C。

6.（2025・湖北黄冈中学•二模）用下图所示的洛伦兹力演示仪演示带电粒子在匀强磁场中的运动时发现，

有时玻璃泡中的电子束在匀强磁场中的运动轨迹呈"螺旋”状。现将这一现象简化成下图所示的情景来讨论:

在空间存在平行于X轴的匀强磁场，由坐标原点在X。广平面内以初速度为沿与x轴正方向成a角的方向，射

入磁场的电子运动轨迹为螺旋线，其轴线平行于x轴，直径为D,螺距为Ax,则下列说法中正确的是（）

A.匀强磁场的方向为沿x轴负方向

B.若仅增大匀强磁场的磁感应强度，则直径。、螺距■均增大

C.若仅增大a角（区90。），则直径。增大，而螺距Ax将减小，且当a=90。时“轨迹”为闭合的整圆

D.若仅减小电子入射的初速度%,则直径。、螺距Ax均增大

【答案】C

【详解】A.将电子的初速度沿x轴及），轴方向分解，沿x方向速度与磁场方向平行，做匀速直线运动且

x=i（）cosaJE沿y轴方向，速度与磁场方向垂直，洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动，由左手定则可知，磁

场方向沿％轴正方向，A错误；

B.根据T=—且片厢强解得丁=驾所以“八六红胃，D=2R=2空”吧所以，若仅增大磁感

RveBeileB

应强度8,则。、均减小，B错误；

C.若仅增大a,则。增大，而心减小，且。=90。时Ax=O,C正确：

D.由上述可知若“减小，则。、［均减小，D错误。

故选C。

7.（2025・湖北•高三下考前信息卷二）如图甲，两带电导体板水平放置，带正电粒子以速度W从板中间射

入，恰从下极板边缘射入与边界垂直的匀强磁场。已知板长为L,两板间距离为内3粒子的荷质比为女，

从进入磁场开始计时，磁感应强度随时间的变化如图乙所示，其中%）=浸。则粒子从进入磁场到射出磁场的

两点间距离为（）

图甲

（9,4K）疝，o（打2百尸卜（）

A，-6kB。,3护°

p（6+2房）中n（3+71尸）场

•3kB。・姐°

【答案】B

【详解】粒子的运动轨迹如图所示

根据L=R,汶=/£可得力=白0因此进入磁场时速度与水平方向夹角为勿30。速度为尸甲心根据

7=卷=”而小搭故仔匕。到小时间内，粒子偏转120。，b到2/°磁感应强度为0,粒子做匀速直线运动，2/0

qbKo（）KD（）3

到%粒子偏转120。，和。到珀时间对称，故粒子从进入磁场和射出磁场的两点间距离为d=2&os3（）o+Wo

由的可得生

AJKD（）

故选Be

8.（24-25高三•湖北宜荆荆恩四咬M月联考）如图所示，质量为〃八长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于

0、O,并处于匀强磁场中。当导线中通以沿x轴正方向的电流/,且导线保持静止时，悬线与竖直方向的

夹角为仇重力加速度为g,则（）

A.磁场可以沿z轴正方向

B.若磁场沿z轴负方向，每根绳子拉力的大小为g

C.若磁场沿z轴负方向，直导线受到的安培力的大小为写

tan。

D.磁场的磁感应强度最小值为嘤

【答案】D

【详解】A.磁场若沿z轴正方向，安培力方向水平向左，无法平衡，故A错误；

B.若磁场沿z轴负方向，安培力方向水'I'响右，则每根绳子拉力的大小为普；，故B错误；

C.若磁场沿Z轴负方向，安培力方向水平向右，则直导线受到的安培力的大小为Mgtan"故C错误;

D.磁场的磁感应强度最小值为嘤，故D正确。

故选Dt,

9.（24-25高二•湖北・5月联考）小明发现家里冰箱门忘记关闭时，会发出提示音。他研究得知，门框内部

电路中有一霍尔元件，通有由左向右的恒定电流/;冰箱门上对应位置有一磁铁，门关闭时产生方向为垂直

霍尔元件向里的磁场；当霍尔元件工作时，上表面电势高于下表面。下列说法正确的是（）

A.该霍尔元件中的载流子为负电荷

B.打开冰箱门的过程中，霍尔电压减小

C.若将磁铁的磁极对调，则霍尔元件工作时下表面电势高于上表面

D.若内部电路引起霍尔元件电流/减小，则上、下表面间电势差增加

【答案】BC

【详解】A.已知霍尔元件中电流方向由左向右，磁场方向垂直向里，霍尔元件工作时上表面目势高于下表

面。假设载流子为正电荷，根据左手定则可知，正电荷受到的洛伦兹力方向向上，正电荷会聚集到上表面，

上表面电势高于下表面，符合题意，所以载流子为正电荷，故A错误；

B.根据q2=q5,可得以=5=卓其中々为霍尔系数，/为电流，B为磁感应强度,d为

霍尔元件厚度；打开冰箱门的过程中，磁场减弱，在电流/和霍尔元件厚度U不变的情况下，磁感应强度B

减小，则霍尔电压UH减小，故B正确；

C.若将磁铁的磁极对调，磁场方向变为垂直向外。由于载流子为正电荷，根据左手定则可知，正电荷受到

的洛伦兹力方向向下，正电荷会聚集到下表面，下表面电势高于上表面，故c正确；

D.由%=A?可知，在磁感应强度8和霍尔元件厚度d不变的情况下，若内部电路引起霍尔元件电流/减小，

则霍尔电压出减小，即上、下表面间电势差减小，故D错误。

故选BCo

10.<2025•湖北原创压轴・二模）匀强磁场8水平向左，一带正电的粒子以速度〜进入磁场，初速度方

向与磁场反方向夹角为仇已知粒子质量为〃?，电荷量为夕，忽略粒子重力，粒子运动轨迹如下图所示，则

以下说法正确的是（）

B

<------------------------------------------------

A.螺旋的半径为竺誓

Bq

B.相邻两螺旋间距为呼竺

Bq

C.带电粒子在运动时加速度大小不变

D.若带电粒子速度大小不变，方向可以变化，则当夹角。满足其一条件时，粒子在一个周期运动轨迹所包

围E勺体枳有最大值

【答案】CD

【详解】A.设带电粒子水平方向速度分量为匕，竖直方向速度分量为野，由分析可知带电粒子的螺旋运动

可分解为平行于磁场方向向右的匀速直线运动（其速度大小为叭）和垂直于磁场方向的匀速圆周运动（其速

度大小为%）。带电粒子速度均与祕场8夹角为仇故平行于磁场方向的速度分量为%=%cos。垂直于磁场方

向的速度分量为y=%sin。带电粒子垂直磁场方向做匀速圆周运动，设其半径为分由洛伦兹力提供向心力有

8吗=〃4解得『合=竺署，故A错误：

B.相邻螺旋间距即“螺距”，是平行方向在一个圆周运动周期内的位移。设垂直方向匀速圆周运动的周期为

T,根据周期与圆周运动速度的关系有7=牛=符所以一个周期内平行磁场方向匀速直线运动的位移即螺距

为广匕六次铲，故B错误；

C.粒子受洛伦兹力的大小为尸=8%尸/即布夕由于洛伦兹力不做功，粒子速度大小也始终不变，故尸大小

不变。根据牛顿第二定律有代入数据解得昕£=空空则由于外功、8、8、”均为定值，所以加速度大

mm

小不变。故C正确；

D.粒子一个周期内的轨迹为“螺旋线”，包围的体积可视为圆柱体体积，其底面积为圆周运动的圆面积，高

为螺距北由上面分析可知圆周运动的半径为尸会=若所以圆柱的底面积为5=标=兀/端"螺距为

-h7=土铲所以圆柱体的体积为P=Sx=?r相的/匆泮="浮空要使圆柱体的体积最大，需要

sin~〃cos〃最大，令/"^sirOcos。利用三角函数关系si/gl-cos^O得

ffl））=s'\n2OcosO=（\-cos20）cos0=cos9-cosy0对/0求导并令导数为0,“「解得存在〃使最大，所以体枳匕有

最大值，即当夹角J满足某一条件时，粒子在一个周期运动轨迹所包围的体积有最大值，故D正确。

故选CDo

11.（2025•湖北襄阳五中•高考适应性（一））如图，在O-xyz坐标系内存在匀强磁场和匀强电场，电场方

向沿z轴负方向，磁场方向沿z轴正方向。一电子从点（L0,0）处沿歹轴正方向入射，其轨迹与z轴的第1

个交点坐标为（0,0,L）,,已知电子的比荷为鼠入射速度大小为不计电子所受的重力，则（）

A.匀强磁场的磁感应强度大小8=詈

KL

B.匀强电场的电场强度大小七=性

kLn-

C.电子轨迹与N轴交点的Z坐标之比为1匚32匚52口7?□口

D.电子轨迹与z轴交点的z坐标之比为1口22口3汩42口口

【答案】BC

【详解】A.电子在电场力作用下，沿z轴正方向做初速度为0的匀加速直线运动，在洛伦兹力的作用下,

1sy平面内做匀速圆周运动，由几何关系可知，电子做圆周运动的半径为r=g由洛伦兹力提供电子做圆周

运动的向心力，有孙）=?解得8艺，故A错误；

B.电子从入射到与轴的第1个交点过程经历的时间为片频也:沿z轴方向有A=；x竺尸解得七=工，故B正

2VQ2m

确：

CD.电子轨迹与z轴第I次相交后，每隔2/时间再与z轴相交，则第〃次与z轴相交时，在z轴上有

222

LZ=；X^[（2«-I）/]（n=|,2,3…）故电子轨迹与轴交点的坐标之比为1：32：5：7：,故C正确，

D错误。

故选BCo

12.（25届•湖北部分学校联考•三模）如图所示，半径为A的圆形区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，

磁感应强度大小为8,AC为该圆形区域的水平直径，。为圆心,一带正电微粒从A点沿与AC成。=30。角

的方向射入磁场区域，已知带电微粒比荷大小为工，不计微粒重力，下列说法正确的是（

m

A.若微粒从圆形磁场边界上的。点离开，NAOA120。，则入射速度大小为画竺

m

B.若微粒在磁场中运动的位移最大，微粒入射速度大小为处

ni

C.若入射微粒速度大小可调节，微粒在磁场中运动的时间可能为注

D.若将AC下方半圆形区域磁场方向改为垂直纸面向里，磁感应强度大小仍为从则微粒在磁场中运动位

移最大时，入射速度大小可能为等

【答案】BD

【详解】A.如图所示

连接A、D,过磁场圆圆心。作连线的垂线，再过A点作速度的垂线，两垂线的交点。'即为轨迹圆的圆

心，由几何知识可知，O’刚好在圆形磁场区域的边界上，且。力水平，故微粒从。点离开时对应轨道半径尸??

由/8=加上解得尸迎A错误；

rm

B.微粒在磁场中运动的位移最大对应为圆的直径，轨道半径尸2火微粒入射速度大小为迫，B正确；

m

C.只改变入射微粒速度大小，微粒在磁场中运动的轨道对应的圆心角一定小于240。，时间小学号=驾，

360qB3qB

C错误；

D.若将AC下方磁场方向改为垂直纸面向里，磁感应强度大小仍为B,运动位移最大的出射点仍为C点，

对应的半径满足w=2H,则对应微粒速度v=2竺（〃=1,2,3,.......），D正确;

nm

故选BDO

13.（2025・湖北•高三下新高考信息卷四）为监测某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安

装了如图所示的人工智能长方体流量计（流量计是一种测量导电液体流量的装置，单位时间内通过某一截

面的液体体积，称为流量），电磁发送器主体简化结构如图所示，前、后两个面七、产为导体材料，上、下

两个面为绝缘材料，流量计的长、宽、高分别为4、仄C，左、右两端开口，在垂直于上、下表面向下的方

向加磁感应强度为3的匀强磁场，某次测量中，测得这里污水的流量为Q,前、后两个面£产相连的电压表

的示数为U,则以下说法正确的是（）

流量测量的原理图1流过测量的原理图2

A.若污水中正离子较多，E端的电势比尸端的低

B.若污水中正、负离子数相同，则电压表的示数为（）

C.污水流量为片?

D.若其他条件不变，污水流速增大，电压表的示数减小

【答案】AC

【详解】A.根据左手定则可知，正离子所受的洛伦兹力方向向里，即正离子向里偏转，则厂板带正电，E

板带负电，可知，石