2026高考物理二轮复习：磁场性质及带电粒子在磁场中的运动（学用）

微专题8磁场性质及带电粒子在磁场中的运动

知能整合

1.磁场的产生与叠加

J梯加卜遵循平行四边形定则

2.安培力与洛伦兹力

种类力的大小力的方向作用效果联系

左手定则

通电导线与磁场垂直

安培力（F安垂直于/与3决定的安培力对导体做功导体中定向移动的

时，F^=BIL

平面）电荷所受的洛伦兹

电荷运动方向与磁场左手定则力宏观表现为安培

洛伦兹力不做功，

洛伦兹力方向垂直时，尸洛=（尸洛垂直丁夕与D决定的力

只改变速度的方向

Btjv平面）

3.带电粒子在磁场中的圆周运动

运动电荷时，运动电荷受洛伦兹力尸洛=/9提供运动电荷做匀速圆周运动的向心力.

真题引续

考情一磁场叠加安培力

1.（2025・江苏卷）某“冰箱贴”背面的磁性材料磁感线如图所示，下列说法中正确的是（）

A.a点的磁感应强度大于b点

B.〃点的磁感应强度大于。点

C.C点的磁感应强度大于4点

D.m­点的磁感应强度一样大

2.（2023・江苏卷）如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B.L形导线通以恒定电流/,放置在磁场中.已

知必边长为2/,与磁场方向垂直，儿边长为/,与磁场方向平夕亍.该导线受到的安培力为（）

H

b

A.0

B.B//

C.23〃

D.小BII

3.（20221工苏卷）如图所示，两根固定的通电长直导线〃、〃相互垂直，〃平行于纸面，电流方向向右,

b垂直于纸面，电流方向向里，则导线〃所受安培力方向（）

A.平行于纸面向上

B.平行于纸面向下

C.左半部分垂直纸面向外，右半部分垂直纸面向里

D.左半部分垂直纸面向里，右半部分垂直纸面向外

考情二带电粒子在匀强磁场中的运动

4.（2025•北京卷）电磁流量计可以测量导电液体的流量Q—单位时间内流过管道横截面的液体体

积,如图所示，内壁光滑的薄圆管由非磁性导电材料制成，空间有垂直管道轴线的匀强磁场，磁感应强度

为8.液体充满管道并以速度。沿轴线方向流动，圆管壁上的N两点连线为直径，且垂直于磁场方向，

M、N两点的电势差为Uo.下列说法中错误的是（）

X8X“xx

X~XTX_X~~

-

卜XXXX

x**xx

A.N点电势比M点高

B.Uo正比于流量Q

C.在流量。一定时，管道半径越小，比越小

D.若直径MN与磁场方向不垂直，测得的流量Q偏小

5.（2025・安徽卷）如图所示，在竖直平面内的M7.v直角坐标系中，工轴上方存在垂直纸面向里的匀强磁

场，磁感应强度大小为8.在第二象限内，垂直纸面且平行于x轴放置足够长的探测薄板MN,MN到x轴

的距离为4上、下表面均能接收粒子.位于原点O的粒子源，沿x。，平面向x轴上方各个方向均匀发射

相同的带正电粒子.已知粒子所带电荷量为办质量为"八速度大小均为噜.不计粒子的重力、空气阻力

及粒子间的相互作用，则（）

y

XXXXXX

XXXXXX

37TN

_X__«__X___X_WXXX.

Ox

A.粒子在磁场中做圆周运动的半径为2d

B.薄板的上表面接收到粒子的区域长度为小4

C.薄板的下表面接收到粒子的区域长度为d

D.薄板接收到的粒子在磁场中运动的最短时间为黑

熊“融通_____________________________________________

考向1磁场叠加安培力

由1（2025・湖北卷）如图所示，在磁感应强度大小为8的匀强磁场中，放置一通电圆线圈，圆心为O

点，线圈平面与磁场垂直.在圆线圈的轴线上有M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0,则N点的总磁感应强度大小为（）

j卜

A.OB.B

C.28D.38

豳2（2025•苏州、海门、淮阴、姜堰四校联考）一根不可伸长的直导线垂直于匀强磁场B放置，通

过电流/时导线受到的安培力为凡将该导线做成半圆环，圆环平面仍垂直于匀强磁场放置，如图所示，

并保持安培力不变，则圆环中电流大小为（）

XXXXXXXX

XX

Xx，xXXx'xX

XXXXXXXX

B.货

D.y/

・规律总结》

两个等效模型

（1）变曲为直：图甲所示通电导线，在计算安培力的大小和判断方向时均可等效为4C直线电流.

XXXX

x\XX

XXXX

（2）化电为磁：环形电流可等效为小磁针，通电螺线管可等效为条形磁体，如图乙所示.

度式h（2024•如皋调研）如图所示，粗细均匀的正方形导体框边长为L,磁感应强度为B的匀强磁场与

导体框平面垂直，从导体框的对角流入、流出大小为/的电流，则导体框受到安培力的大小为（）

A.0

c.寸IBILD.2BIL

考向2带电粒子在匀强磁场中的运动

由3（2025弓胡北卷）如图所示，两平行虚线MMPQ间无磁场.MN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B和24.一质量为"h电荷量为q的带正目粒子从MN

左则。点以大小为内的初速度射出，方向平行于MN向上.已知。点到MN的距离为器，粒子能回到

。点，并在纸面内做周期性运动.不计重力，求:

MP

BNQ2B

(1)粒子在MN左侧区域中运动轨迹的半径.

(2)粒子第一次和第二次经过PQM位置的间距.

(3)粒子的运动周期.

♦规律总结A

带电粒子在匀强磁场中运动的解题三步骤

(确定圆心，用敕学方法求幺径，并画出轨迹)

①找几何关系

②轨道半役与磁感应强度、运动速度相联系

③速度偏向角与圆心角、运动时间和或系

④粒子在磁场中运动的时间与周期粕联系

运用牛顿第二定律和圆周运动的规律，特别是

半径公式与周期公式求解，

度却如图所示，圆形虚线框内有一垂直纸面向里的匀强磁场，Oa、Ob、Oc、Od是以不同速率对

准圆心入射的正电子或负电子的运动轨迹，〃、仇d三个出射点和圆心的连线分别与竖直方向成90。、60。、

45。的夹角，则下列说法中正确的是()

A.沿轨迹0c运动的粒子在遨场中运动时间最短

B.沿轨迹Oc、Od运动的粒子均为正电子

c.沿轨迹0〃、0。运动的粒子速率比值为半

D.沿轨迹Ob、Od运动的时间之比为9：8

考向3临界极值问题

由4（2025•甘肃卷改编）2025年5月1日，全球首个实现“聚变能发电演示”的紧凑型全超导托卡

马克核聚变实验装置（BEST）在我国正式启动总装.如图所示是托卡马克环形容器中磁场截面的简化示意

图，两个同心圆围成的环形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B,内圆半径为Ro.在内

圆上A点有a、b、c三个粒子均在纸面内运动，并都恰好到达磁场外边界后返回.已知a、b、c带正电且

比荷均为〃粒子的速度大小为为=警，方向沿同心圆的径向；力和c粒子速度方向相反且与。粒子

的速度方向垂直.不考虑带电粒子所受的重力和相互作用.下列说法中错误的是（）

,人、

,次

；X\兄［。:X；

\XX/

A.外圆半径等于Ro+&扁

B.a粒子返回A点所用的最短时间为（立祭〃

qB

C./AC粒子返回A点所用的最短时间之比为［条

D.c,粒子的速度大小为冬，，

・规律总结》

四类动态圆模型

动态圆模型不意图适用条件应用方法

!xxx

以入射点尸为定点，将半

粒子的入射点位置相同，径放缩作轨迹圆，粒子恰

放缩圆iJ速度方向一定，速度大小好不射出磁场的临界状

不同态是粒子运动轨迹与磁

场边界相切

（轨迹圆的圆心在P|P2直线上）

粒子的入射点位置相同，将一半径为R=翳的圆

旋转圆P速度大小一定，速度方向

以入射点为轴心进行旋

（轨迹圆的圆心在以入射点为圆

P不同

转，从而探索出临界条件

心、半径R=鬻的圆上）

XXXXXXXX

M沛

粒子的入射点位置不同，将半径为/?=督的圆进

平移圆

速度大小、方向均一定

(轨迹圆的所有圆心在一条直线行平移

上)

喜带电粒子平行射入圆形

有界匀强磁场，则粒子从

粒子速度大小相同，轨迹磁场边界上同一点射出，

磁聚焦与

圆半径等于磁场区域圆该点切线与入射方向平

磁发散

半径行——磁聚焦；从边缘某

点以不同方向入射时平

磁聚焦磁发散行出射一磁发散

度式口(2025•苏锡常镇调研二)如图所示，X。,，平面的一、四象限内分别存在匀强磁场1和2,磁场方

向垂直纸面向外，磁场1的磁感应强度大小为B.坐标轴上P、。两点坐标分别为(0,L).亿,0].位于P处

的离子源可以发射质量为〃h电荷量为外速度方向与轴夹角为0的不同速度的正离子.不计离子的

重力及离子间的相互作用，并忽略磁场的边界效应.

(1)当〃=90。时，发射的离了aci的速度V.

(2)当。=45"时，发射的离子〃第一次经过x轴时经过Q点且恰好不离开磁场区域，求磁场2的磁感

应强度的大小.

(3)在⑵情况中仅改变磁场2的强弱，可使发射的离子〃两次经过。点，求离子〃前后两次经过。点

的时间间隔/.

配套热练

1.(2025•苏州调研)如图所示为三根平行直导线的截面图，若它们的电流大小都相同，方向垂直纸面向

里，且如果A8=AC=AD,则A点的磁感应强度的方向为()

4

A.沿48方向B.沿4D方向

C.沿AC方向D.沿DA方向

2.（2025•无锡期末调研）如图所示，金属杆"长为/,通过的电流为/,处在磁感应强度为8的匀强磁

场中，磁场方向与导轨平面成。角斜向上，金属杆岫受到的安培力大小为（）

A.F=IIBB.F=//Bsin6

C.F=HBcos0D.F=//Btan0

3.（2025・镇江质监）两根相同的弹性导线平行放置，分别通有方向相反的电流/.和h,且心/2.下列图像

可能正确的是（）

4.（2025・福建卷）如图所示，空间中存在两根无限长直导线Li与上，通有大小相等，方向相反的电流.导

线周围存在0、N三点，M与O关于心对称，O与N关于心对称，且OM=ON,初始时，M处的磁

感应强度大小为以，O点磁感应强度大小为现保持心中电流不变，仅将心撤去，此时N点的磁感应

强度大小为（）

♦♦・

MON

%G

18，

A.S—严IB.y-^i

C.B2-B\D.办一%

5.（2025・无锡期末调研）氢气气泡室处在匀强磁场中,某快电子从右下方〃处进入，在气泡室运动的轨

迹如图所示，则在电子运动的过程中（）

快电r在磁场中的役速在女模拟图

A.角速度越来越大

B.角速度越来越小

C.向心加速度越来越大

D.向心加速度越来越小

6.如图所示，在半径为R的圆形区域内有匀强磁场，磁感应强度为B,方向垂直于圆平面向里（未画

出1.一群比荷为*的负离子以相同速率皿较大），由P点在纸平面内向不同方向射入磁场中，发生偏转后

又飞出磁场，则下列说法中正确的是（）

A.各离子飞出磁场的速度一定相同

B.沿PQ方向射入的离子运动的轨道半径最长

C.沿PQ方向射入的离子飞出时偏转角最大

D.在Q点飞出的离子在磁场中运动的时间最长

7.（2025•南通第一次调研）如图甲所示，弧形磁铁固定在把手的表面，转动把手改变弧形磁铁与霍尔

元件的相对位置.如图乙所示，霍尔元件通以向右的恒定电流，使垂直穿过霍尔元件的磁场增强，则霍尔

元件（）

，/霍尔元件

厂弧形磁铁

可转动把手

甲把手截面图乙霍尔元件工作原理图

A.上下表面间的电势差变大

B.上下表面间的电势差变小

C.前后表面间的电势差变大

D.前后表面间的电势差变小

8.（2025•四川卷改编）如图所示，I区有垂直于纸面向里的匀强磁场，其边界为正方形；II区有垂直于

纸面向外的匀强磁场，其外边界为圆形，内边界与I区边界重合；正方形与圆形中心同为。点.I区和II

区的磁感应强度大小比值为4：1.一带正电的粒子从II区外边界上〃点沿正方形某一条边的中垂线方向进

入磁场，一段时间后从。点离开.取sin370=0.6,则带电粒子（）

A.在I区的轨迹圆心一定在。点

B.在I区和II区的轨迹半径之比为1：2

C.在I区和II区的轨迹长度之比为127：37

D.在I区和II区的运动时间之比为127：148

9.如图所示，水平面的。儿区域内存在有界匀强磁场，磁感应强度大小为B,边界的夹角为30。，距

顶点》为L的S点有一粒子源，粒子在水平面内垂直儿边向磁场内发射速度大小不同的带负电的粒