磁场-高考物理试题和模拟题训练（学生版）

专题11磁场

【真题汇编】

1、（2022•湖南卷・T3）如图（。），直导线MN被两等长且平行的绝缘轻绳悬挂于水平轴上，其所在区域

存在方向垂直指向0。的磁场，与距离相等位置的磁感应强度大小相等且不随时间变化，其截面图如图

①）所示。号线通以电流/,静止后，悬线偏离竖直方向的夹角为仇下列说法正确的是（）

图⑸图(b)

A.当导线静止在图Q）右侧位置时，导线中电流方向由N指向〃

B.电流/增大，静止后，导线对悬线的拉力不变

C.tan。与电流/成正比

D.sin。与电流/成正比

2、（2022•广东卷-T8）如图所示：磁控管内局部区域分布有水平向右的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁

场。电子从M点由静止释放，沿图中所示轨迹依次经过N、P两点。已知〃、P在同一等势面上，下列说

法正确的有（）

A.电子从N到P,电场力做正功B.N点的电势而于P点的电势

C.电子从M到M洛伦兹力不做功D.电子在M点所受的合力大于在P点所受的合力

3、（2022•广东卷・T7）如图所示，一个立方体空间被对角平面,MNP。划分成两个区域，两区域分布有磁

感应强度大小相等、方向相反且与z轴平行的匀强磁场。一质子以某一速度从立方体左侧垂直0N平面进

入磁场，并穿过两个磁场区域。下列关于质子运动轨迹在不同坐标平面的投影中，可能正确的是（）

4、（2022•全国甲卷・T18）空间存在着匀强磁场和匀强电场，磁场的方向垂宜于纸面（xQu平面）向里，电

场的方向沿），轴正方向。一带正电的粒子在电场和磁场的作用下，从坐标原点。由静止开始运动“下列四

幅图中，可能正确描述该粒子运动轨迹的是（）

5、（2022•全国乙卷・T18）安装适当的软件后，利用智能手机中的磁传感器可以测量磁感应强度8。如图,

在手机上建立直角坐标系，手机显示屏所在平面为X0V面。某同学在某地对地磁场进行了四次测量，每次

测量时》轴指向不同方向而z轴正向保持竖直向上。根据表中测量结果可推知（）

测量序号氏4仃84TB"T

1021-45

20-20-46

3210-45

4-210-45

y

A.测量地点位于南半球

B.当地的地磁场大小约为50RT

C第2次测量时歹轴正向指向南方

D.第3次测量时），轴正向指向东方

6、（2022•浙江6月卷・T15）如图为某一径向电场示意图，电场强度大小可表示为£二-,口为常量。比

荷相同的两粒子在半径，•不同的圆轨道运动。不考虑粒子间的相互作用及重力，则（）

A.轨道半径〃小的粒子角速度一定小

B.电荷量大的粒子的动能一定大

C.粒子的速度大小与轨道半径「一定无关

D.当加垂直纸面磁场时，粒子一定做离心运动

7、（2022•浙江1月卷・T7）如图所示，水平放置的电子秤上有一磁性玩具，玩具由哑铃状物件。和左端有

玻璃挡板的凹形底座。构成，其重量分别为Gp和GQ。用手使P的左端与玻璃挡板靠近时，感受到P对手

有靠向玻璃挡板的力，。与挡板接触后放开手，〃处于“磁悬浮”状态（即尸和。的其余部分均不接触），P

与0间的磁力大小为尸。下列说法正确的是（）

A.0对尸的磁力大小等于Gp

B.。对。的磁力方向竖直向下

C.。对电子秤的压力大小等于GQ+尸

D.电子秤对。的支持力大小等于GP+GQ

8、（2022•浙江1月卷・T3）利用如图所示装置探究匀强磁场中影响通电导线受力的因素，导线垂直匀强磁

场方向放置—先保持导线通电部分的长度L不变，改变电流/的大小，然后保持电流/不变，改变导线通电

部分的长度，得到导线受到的力尸分别与/和L的关系图像，则正确的是（）

9、（2022•湖北・T8）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。己知离子比荷为k,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。则离子的入

射速度和对应。角的可能组合为（）

1

A.一kBL,0°B.；kBL,0°C.kBL,60°D.2kBL,60°

3

TO、（2022.湖北・Til）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9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。已知导体棒加速的，加速度的最大值为且g；减速时，加速

3

度的最大值为石g，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也

6

B.棒与导轨间的动摩擦因数为追

3

C.加速阶段加速度大小最大时，磁场方向斜向下，0=60。

D.减速阶段加速度大小最大时，磁场方向斜向上，0=150。

11、（2022•浙江1月卷・T22）如图为研究光电效应的装置示意图，该装置可用于分析光子的信息。在X。”

平面（纸面）内，垂宜纸面的金属薄板〃、N与y轴平行放置，板N中间有一小孔0。有一由x轴、），轴和以

。为圆心、圆心角为90°的半径不同的两条圆弧所围的区域I,整个区域【内存在大小可调、方向垂直纸

面向里的匀强电场和磁感应强度大小恒为以、磁感线与圆弧平行且逆时针方向的磁场。区域I右侧还有一

左边界与p轴平行且相距为/、下边界与x轴重合的匀强磁场区域II,其宽度为。，长度足够长，其中的磁

场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小可调。光电子从板M逸出后经极板间电压U加速（板间电场视为匀

强电场），调节区域I的电场强度和区域II的磁感应强度，使电子恰好打在坐标为（。+2/,0）的点上，被置于

该处的探测器接收。已知电子质量为小、电荷量为e,板M的逸出功为肌,普朗克常量为/?。忽略电子的

重力及电子间的作用力。当频率为v的光照射板M时有光电子逸出，

（1）求逸出光电子的最大初动能瓦m，并求光电子从。点射入区域I时的速度功的大小范围；

（2）若区域I的电场强度大小£=片叵，区域I【的磁感应强度大小用=叵叵，求被探测到的电子刚

Vm~ea

从校A4逸出时速度小的大小及与x轴的夹角P:

（3）为了使从。点以各种大小和方向的速度射向区域I的电子都能被探测到，需要调节区域I的电场强度E

和区域II的磁感应强度殳，求E的最大值和B2的最大值。

M7

12、（2022•浙江6月卷・T22）离子速度分析器截面图如图所示。半径为R的空心转筒P,可绕过。点、垂

直工0y平面（纸面）的中心轴逆时针匀速转动（角速度大小可调），其上有一小孔S。整个转筒内部存在方向垂

直纸面向里的匀强磁场。转筒下方有一与其共轴的半圆柱面探测板。，板。与y轴交于4点。离子源M能

沿着*轴射出质量为〃八电荷量为-夕。＞0）、速度大小不同的离子，其中速度大小为片）的离子进入转筒，

经磁场偏转后恰好沿y轴负方向离开磁场。落在接地的筒壁或探测板上的离了•被吸收且失去所带电荷，不

计离子的重力和窝子间的相互作川。

（1）①求磁感应强度B的大小:

②若速度大小为V0的离子能打在。板的力处，求转筒P角速度⑺的大小；

(2)较长时间后，转简。每转一周有N个离子打在板。的C处，OC与x轴负方向的夹角为仇求转筒转动

一周的时间内，。处受到平均冲力厂的大小；

(3)若转筒P的角速度小于空，且力处探测到离子，求板。上能探测到离子的其他疗的值(为探测点位置

R

和。点连线与x轴负方向的夹角)。

13>(2022•全国甲卷-T25)光点式检流计是一种可以测量微小电流的仪器，其简化的工作原理示意图如图

所示。图中4为轻质绝缘弹簧，。为位于纸面上的线圈，虚线柩内有与纸面垂直的匀强磁场；随为置于平

台上的轻质小平面反射镜，轻质刚性细杆。的一端与M固连且与镜面垂直，另一端与弹簧下端相连，PQ

为圆弧形的、带有均匀刻度的透明读数条，尸。的圆心位于M的中心使用前需调零，使线圈内没有电流通过

时，〃竖直且与纸面垂直；入射细光束沿水平方向经尸。上的O点射到"上后沿原路反射。线圈通入电流

后弹簧长度改变，使必发生倾斜，入射光束在M上的入射点仍近似处于PQ的圆心，通过读取反射光射到

P0上的位置，可以测得电流的大小。己知弹簧的劲度系数为A,磁场磁感应强度大小为8,线圈C的匝数

为N。沿水平方向的长度为/,细杆。的长度为“，圆弧尸。的马径为厂4远大于弹簧长度改变量

的绝对值。

(I)若在线圈中通入的微小电流为/,求平衡后弹簧长度改变量的绝对值Ar及夕。上反射光点与。点间的弧

长s；

(2)某同学用此装置测一微小电流，测量前未调零，将电流通入线圈后，PQ上反射光点出现在O点上方，

与。点间的弧长为“保持其它条件不变，只将该电流反向接入，则反射光点出现在。点下方，与。点间

的弧长为52。求待测电流的大小。

p

反射光

入射光

Q

14、(2022•山东卷・T17)中国“人造太阳”在核聚变实验方而取得新突破，该装置中用电磁场约束和加速

高能离子，其部分电磁场简化模型如图所示，在三维坐标系。qz中，0<z”"空间内充满匀强磁场I,磁

感应强度大小为B,方向沿x轴正方向：-3d„z<0,外.0的空间内充满匀强磁场n,磁感应强度大小为

方向平行于xQy平面，与x轴正方向夹角为45。；z<0,y«0的空间内充满沿y轴负方向的匀

2

强电场。质量为〃八带电量为十^的离子甲，从歹。平面第三象限内距y轴为乙的点A以一定速度出射，

速度方向与z轴正方向夹角为尸，在在yOz平面内运动一段时间后，经坐标原点。沿z轴正方向进入磁场

io不计离子重力。

(1)当离•子甲从A点出射速度为％时，求电场强度的大小E:

(2)若使离子甲进入磁场后始终在磁场中运动，求进入磁场时的最大速度匕1：

(3)离子甲以亚的速度从O点沿z轴正方向笫一次穿过入Q，面进入磁场I,求笫四次穿过平面的位

2/w

置坐标(用d表示)；

(4)当离子甲以则的速度从。点进入磁场I时，质量为4加、带电量为+4的离子乙，也从。点沿z轴正

2m

方向以相同的动能同时进入磁场I,求两离子进入磁场后，到达它们运动轨迹第一个交点的时间差△/(忽略

离子间相互作用)。

15、(2022•湖南卷・T13)如图，两个定值电阻的阻值分别为凡和直流电源的内阻不计，平行板电容

器两极板水平放置，板间距离为4,板长为JJd，极板间存在方向水平向里的匀强磁场。质量为〃？、带电

量为+4的小球以初速度u沿水平方向从电容器下板左侧边缘A点进入电容器，做匀速圆周运动，恰从电容

器上板右侧边缘高开电容器。此过程中，小球未与极板发生碰撞，重力加速度大小为g,忽略空气阻力。

⑴求直流电源的电动势&)；

(2)求两极板间磁场的磁感应强度8；

(3)在图中虚线的右侧设计一匀强电场，使小球离开电容器后沿直线运动，求电场强度的最小值E'。

【突破练习】

1.(2022♦北京市延庆区高三下学期一模)如图所示为I可旋加速器原理图，它的主要结构是在磁极间的真空室

内有两个半圆形的金属扁盒⑷形盒)隔开相对放置，。形盒上加交变电压，其间隙处产生交变电场。在。

形盒所在处存在匀强磁场。置于中心附近的粒子源产生的带电粒子，在电场中被加速，带电粒子在。形盒

内不受电场力，只在洛伦兹力作用下，在垂直磁场平面内作匀速圆周运动。一质量为〃?，电荷量为夕的带

电粒子自半径为R的D形盒的中心附近由静止开始加速，D形盒上所加交变电压大小恒为U,D形盒所在

处的磁场的磁感应强度为8,不考虑相对论效应，求：

(1)带电粒子从D形盒边缘飞出时的速度大小v：

(2)交变电压的周期7；

(3)带电粒子从释放到飞出加速器，被加速的次数N。

N

2.(2022・福建省龙岩市高三下学期一模)加图所示，在xQ】，平面(纸面)内，x>0空间存在方向垂直纸面向

外的匀强磁场，第三象限空间存在方向沿x轴正方向的匀强电场。一质量为〃?、电荷量为4的带正电粒子(不

计重力)，以大小为，、方向与y轴正方向夹角。=6()。的速度沿纸面从坐标为(0,6L)的打点进入磁场中,

然后从坐标为(0,-V3L)的Pi点进入电场区域，最后从x轴上的P,点(图中未画出)垂直于工轴射出电场。

求:

(I)磁场的磁感应强度大小&

(2)粒子从口点运动到尸2点所用的时间h

⑶电场强度的大小E.

3.(2022•福建厦门市高三下学期二模)实验室有一装置可用于探究原了•核的性质，该装置的主要原理可简化

为:空间中有一直角坐标系。孙z,在紧贴(-0.2m,0,0)的下侧处有一粒子源P,能沿x