2025年高考物理试题分类汇编 专题10 磁场

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A．偏转磁场的磁感应强度方向垂直纸面向里
B．加速一次后，带电粒子的动能增量为
C．加速k次后，带电粒子的动能增量为
D．加速k次后，偏转磁场的磁感应强度为
【答案】D
【详解】A．直线通道有电势差为的加速电场，粒子带正电，则粒子运动方向为，由左手定则可知，偏转磁场的磁感应强度方向垂直纸面向外，故A错误；
BC．根据题意，由动能定理可知，加速一次后，带电粒子的动能增量为，由于洛伦兹力不做功，则加速k次后，带电粒子的动能增量为，故BC错误；
D．加速k次后，由动能定理有
解得
粒子在偏转磁场中运动的半径为，则有
联立解得
故D正确。
故选D。
2．（2025·江苏·高考试题）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
【详解】磁感线越密集的地方磁感线强度越大，故可知。
故选B。
3．（2025·安徽·高考试题）如图，在竖直平面内的直角坐标系中，x轴上方存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。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d，上、下表面均能接收粒子。位于原点O的粒子源，沿平面向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q、质量为m、速度大小均为。不计粒子的重力、空气阻力及粒子间的相互作用，则（ ）
A．粒子在磁场中做圆周运动的半径为
B．薄板的上表面接收到粒子的区域长度为
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
【答案】C
【详解】A．根据洛伦兹力提供向心力有，可得，故A错误；
B．当粒子沿x轴正方向射出时，上表面接收到的粒子离y轴最近，如图轨迹1，根据几何关系可知；当粒子恰能通过N点到达薄板上方时，薄板上表面接收点距离y轴最远，如图轨迹2，根据几何关系可知，，故上表面接收到粒子的区域长度为，故B错误；
C．根据图像可知，粒子可以恰好打到下表面N点；当粒子沿y轴正方向射出时，粒子下表面接收到的粒子离y轴最远，如图轨迹3，根据几何关系此时离y轴距离为d，故下表面接收到粒子的区域长度为d，故C正确；
D．根据图像可知，粒子恰好打到下表面N点时转过的圆心角最小，用时最短，有，故D错误。
故选C。
4．（2025·福建·高考试题）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﹣B1D．B1﹣B2
【答案】B
【详解】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。
故选B。
2025年高考模拟试题分类汇编
1．（2025河南模拟）如图所示，在第一象限存在正交的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直xOy坐标平面向里，电场强度大小、方向沿y轴负方向；在第二、三象限内存在半径为R的圆形匀强磁场区域，圆心位于）位置，磁感应强度的大小和方向与第一象限的磁场相同。一带正电的粒子从圆形磁场边界上的P点以初速度垂直磁场方向射入圆形匀强磁场区域，恰好从坐标原点O沿x轴正方向进入正交的电、磁场区域。已知P点到y轴的距离为，不计粒子所受重力，求：
(1)粒子的比荷；
(2)粒子在第一象限距x轴的最大距离；
(3)粒子在第一象限的轨迹与x轴相切点的横坐标。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】（1）粒子在圆形匀强磁场中做匀速圆周运动，轨迹如图所示
设OP与x轴负方向的夹角为α，由几何关系有，
解得，
由儿何关系可知，粒子做圆周运动的半径
根据洛伦兹力提供向心力，则有
解得
（2）将速度分解，设分速度使粒子受到的洛伦兹力与电场力平衡，即
解得
由左手定则可知，速度方向沿x轴正方向，则有
方向沿x轴正方向，故粒子的运动可分解为沿x轴正方向、速度大小为的匀速直线运动和速度大小为的沿逆时针方向的匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力，则有
解得
粒子在第一象限距x轴的最大距离
（3）粒子在第一象限运动的周期
粒子在第一象限的轨迹与x轴相切点的坐标
2．（2025河南模拟）用磁场实现对微观粒子的控制有着广泛的应用，如核磁共振、微流控芯片等。如图所示为一种用磁场控制微观粒子的装置内部磁场分布图，x轴上方和下方均存在方向垂直直角坐标平面向外的匀强磁场，下方的磁感应强度大小是上方的2倍。某时刻在坐标原点O将相同的带正电粒子同时分别以速度和沿y轴正方向射出。两粒子的质量均为m，电荷量均为q，不计粒子重力及相互作用。
(1)要使两粒子运动轨迹的第1个交点在位置，求x轴上方磁感应强度的大小；
(2)若x轴上方磁感应强度大小为B，且整个磁场分布在一个矩形区域内，要使两粒子的运动轨迹在x轴上有个交点，求磁场面积的最小值；
(3)若x轴上方磁感应强度大小为，下方磁感应强度大小为B，将Q粒子的速度大小变为，方向变为沿y轴负方向，要使两粒子相遇时横坐标最小，求两粒子从O点射出的时间差。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】（1）由洛伦兹力提供向心力，对P有
对Q有，
解得
运动轨迹如图所示
则
解得
（2）如图所示
若要使两粒子轨迹在x轴上有个交点，则磁场沿x轴方向上的长度至少为
磁场沿y轴方向上的宽度至少为
则磁场的最小面积
（3）由题意，两粒子在x轴上方做圆周运动的半径
在x轴下方做圆周运动的半径
在P粒子第一个半圆上相遇时横坐标最小，其相遇轨迹交点如图中所示的G点，之间距离与之间距离相等，易知
可得
又
解得粒子在x轴上、下方圆周运动的周期分别为
P粒子运动至G点转过圆心角为，所用时间
Q粒子运动至G点，在x轴下方转过圆心角为，在x轴上方转过圆心角为，所用时间
两粒子从O点出发的时间差
解得
3．（2025河南模拟）汽车装有加速度传感器，以测量汽车行驶时纵向加速度。加速度传感器有一个弹性梁，一端夹紧固定，另一端连接霍尔元件，如图所示。汽车静止时，霍尔元件处在上下正对的两个相同磁体中央位置，如果汽车有一向上的纵向加速度，则霍尔元件离开中央位置而向下偏移。偏移程度与加速度大小有关。如霍尔元件通入从左往右的电流，则下说法正确的是（ ）
A．若霍尔元件材料为N型半导体（载流子为电子），则前表面比后表面的电势高
B．若汽车加速度越大，则霍尔电压也越大
C．若汽车纵向加速度为0，增大电流，则监测到的霍尔电压也会增大
D．若汽车速度增大，则霍尔电压也增大
【答案】B
【详解】A．N型半导体载流子为电子，电流从左往右，电子从右向左运动，电子受到洛伦兹力的作用将在前表面聚集，直到粒子所受洛伦兹子与静电力平衡，前后表面光形成稳定的电势差，而后表面的电势比前表面的要高，故A错误；
B．加速度越大，偏移量越大，磁感应强度越大，霍尔电压越大，故B正确；
C．若汽车纵向加速度为0，则霍尔元件所处位置的磁感应强度为零，粒子不受洛伦兹力，不会出现霍尔电压，故C错误；
D．速度增大，但加速度不一定大，偏移量不一定大，霍尔电压也不一定大，故D错误。
故选B。
4．如图所示，带正电的小球竖直向下射入垂直纸面向里的匀强磁场，关于小球运动和受力说法正确的是（ ）
A．小球刚进入磁场时受到的洛伦兹力水平向右
B．小球在磁场中做匀速圆周运动
C．小球运动过程的加速度保持不变
D．小球受到的洛伦兹力对小球做正功
【答案】A
【详解】A．根据左手定则，可知小球刚进入磁场时受到的洛伦兹力水平向右，故A正确；
BC．小球受洛伦兹力和重力的作用，则小球运动过程中速度、加速度大小，方向都在变，小球不能做匀速圆周运动，故BC错误；
D．洛仑兹力对小球不做功，故D错误。
故选A。
5．回旋加速器利用高频交变电压使带电粒子在电场中不断加速。如图所示，回旋加速器两“D”型盒内存在垂直“D”型盒的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B，所加速粒子的比荷为k，高频电源由LC振荡电路产生，LC振荡电路中电感线圈的自感系数为L。为使回旋加速器正常工作，LC振荡电路中的电容器的电容C为（ ）
A．B．C．D．
【答案】A
【详解】根据洛伦兹力提供向心力有
被加速粒子在磁场中的运动周期为
粒子在磁场中的运动周期等于LC振荡电路的周期，即
解得
故选A。
6．如图所示，真空中直角坐标系xOy的第二、三象限内有一圆形区域，直径，该区域内存在垂直坐标平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，在第一、四象限内有一矩形ABCD区域，，，该区域内存在垂直坐标平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场和沿y轴负方向、电场强度大小为E的匀强电场。第二象限内有一垂直y轴、宽度为2L的离子源MN，离子源在极短时间内沿y轴负方向均匀地射出速度相同的同种带电粒子，正对圆心射出的粒子经磁场偏转后恰好能沿直线OQ通过矩形区域，不计粒子受到的重力和粒子间的相互作用，下列说法正确的是（ ）
A．带电粒子的比荷为
B．粒子从CD边离开时的速度大小为
C．Q点持续有粒子经过的时间间隔为
D．有三分之二的粒子能够到达x轴上的Q点
【答案】AC
【详解】A．根据几何关系可知，粒子在圆形磁场中运动的轨迹半径为L，所有粒子均由O点进入矩形区域，根据牛顿运动定律有
沿直线OQ运动的粒子受力平衡，有
解得， ，A正确；
B．粒子从CD边离开时，根据动能定理有
解得， B错误；
CD．设运动轨迹最低点与CD边相切的粒子经过O点时的速度方向与x轴正方向的夹角为α，如图所示，在水平方向上，根据动量定理可得
，
解得
由于
没有从AB、CD边射出的粒子在矩形区域内的运动可看作两个运动的合成，分别为匀速直线运动和一个完整的匀速圆周运动，对应a、b间的粒子均能经过Q点，根据几何关系可得，从b点射出的粒子先经过Q点，从a点射出的粒子最后经过Q点，Q点持续有粒子经过的时间间隔
能够到达Q点的粒子占总粒子的比例
C正确，D错误。
故选AC。