11.磁场和安培力-2025高考物理真题分类汇编（解析版）

2025年高考物理分类解析专题11磁场和安培力1．（2025高考江苏卷）某“冰箱贴”背面的磁性材料磁感线如图所示，下列判断正确的是（

）A．a点的磁感应强度大于b点 B．b点的磁感应强度大于c点C．c点的磁感应强度大于a点 D．a、b、c点的磁感应强度一样大【答案】B【解析】磁感线越密集的地方磁感线强度越大，故可知。所以b点的磁感应强度大于c点，B正确。2．（2025高考福建卷）如图所示，空间中存在两根无限长直导线L1与L2，通有大小相等，方向相反的电流。导线周围存在M、O、N三点，M与O关于L1对称，O与N关于L2对称且OM=ON，初始时，M处的磁感应强度大小为B1，O点磁感应强度大小为B2，现保持L1中电流不变，仅将L2撤去，求N点的磁感应强度大小（）A． B． C．B2﹣B1 D．B1﹣B2【答案】B【解析】根据安培定则，两导线在O点处产生的磁感应强度方向相同大小相等，则单个导线在O点处产生的磁感应强度大小为根据对称性，两导线在N处的磁感应强度大小应该与M点一样，为B1根据对称性，L2在N点处产生的磁感应强度为由于L2在N点处产生的磁感应强度大于L1在N点处产生的磁感应强度，且方向相反，将L2撤去，N点的磁感应强度为。B正确。3.（2025年1月浙江选考）如图所示，接有恒流源的正方形线框边长、质量m、电阻R，放在光滑水平地面上，线框部分处于垂直地面向下、磁感应强度为B的匀强磁场中。以磁场边界CD上一点为坐标原点，水平向右建立轴，线框中心和一条对角线始终位于轴上。开关S断开，线框保持静止，不计空气阻力。（1）线框中心位于，闭合开关S后，线框中电流大小为I，求①闭合开关S瞬间，线框受到的安培力大小；②线框中心运动至过程中，安培力做功及冲量；③线框中心运动至时，恒流源提供的电压；（2）线框中心分别位于和，闭合开关S后，线框中电流大小为I，线框中心分别运动到所需时间分别为和，求。【答案】（1）①2BIL；②，；③（2）0【解析】（1）①闭合开关S瞬间，线框在磁场中的有效长度为所以线框受到的安培力大小为②线框运动到x时，安培力大小为则初始时和线框中心运动至时的安培力分别为，则线框中心运动至过程中，安培力做功为由动能定理可得则安培力的冲量为③由能量守恒定律可得，恒流源提供的电压为（2）类比于简谐运动，则回复力为根据简谐运动周期公式由题意可知，两次简谐运动周期相同，两次都从最大位移运动到平衡位置，时间均相同，则有故4.（2025高考四川卷）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O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a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a点离开。取sin37°=0.6。则带电粒子（）A.在I区的轨迹圆心不在O点B.在I区和Ⅱ区的轨迹半径之上比为1∶2C.在I区和Ⅱ区的轨迹长度之比为127∶37D.在I区和Ⅱ区的运动时间之上比为127∶148【答案】AD【解析】画出带电粒子运动轨迹，如图。带电粒子在I区的轨迹圆心不在O点，A正确；由洛伦兹力等于向心力，可得。在I区和Ⅱ区的轨迹半径之上比为，B错误；设粒子在磁场II区偏转的圆心角为α，由几何关系，可得α=37°。粒子在I区运动时间为t1=粒子在II区运动时间为t2=，粒子在I区和Ⅱ区的运动时间之上比为，D正确；粒子在I区运动轨迹长度粒子在II区运动轨迹长度粒子在I区和Ⅱ区的轨迹长度之比为，C错误。5.（2025高考甘肃卷）2025年5月1正确日，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。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，a粒子的速度大小为，方向沿同心圆的径向；b和c粒子速度方向相反且与a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。下列说法正确的是（）A.外圆半径等于 B.a粒子返回A点所用的最短时间为C.b、c粒子返回A点所用的最短时间之比为 D.c粒子的速度大小为【答案】BD【解析】根据题述，可画出带电粒子a在环形磁场中运动轨迹，如图。a粒子恰好到达磁场外边界后返回，a粒子运动轨迹恰好与外圆周相切，a粒子的速度大小为，由几何关系可得Ra=R0.设外圆半径为R’，由图中几何关系，∠AO’B=270°，R’=R0+2R0.，A错误；a粒子返回A点所用的最短时间为第一次回到A点的时间。a粒子在环形磁场中运动时间为t1=2×3π2R0va=3πmqB,在内圆中匀速直线运动时间t2=2R0va=2mqB,a粒子返回A点所用的最短时间为t=t1+t2=，B正确；根据题述，画出b、c粒子的