专题10 磁场（选择题）学易金卷：三年（2021-2023）高考物理真题分项汇编（全国通用）含答案.pdf

专题10 磁场目录考点 01 磁现象和安培力.1考点 02 带电粒子在磁场中的圆周运动.6考点 03 带电粒子在电磁组合场与叠加场中的运动.10考点 04 现代科技中的电磁场问题.15考点考点 01 磁现象和安培力磁现象和安培力一、单选题一、单选题1（2022江苏高考真题）如图所示，两根固定的通电长直导线 a、b 相互垂直，a 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 a 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2（2023江苏统考高考真题）如图所示，匀强磁场的磁感应强度为 BL 形导线通以恒定电流 I，放置在磁场中已知 ab 边长为 2l，与磁场方向垂直，bc 边长为 l，与磁场方向平行该导线受到的安培力为（）A0BBIlC2BIlD5BIl3（2022湖南统考高考真题）如图（a），直导线 MN 被两等长且平行的绝缘轻绳悬挂于水平轴 OO上，其所在区域存在方向垂直指向 OO的磁场，与 OO距离相等位置的磁感应强度大小相等且不随时间变化，其截专题10 磁场（选择题）学易金卷：三年（2021-2023）高考物理真题分项汇编（全国通用）面图如图（b）所示。导线通以电流 I，静止后，悬线偏离竖直方向的夹角为。下列说法正确的是（）A当导线静止在图（a）右侧位置时，导线中电流方向由 N 指向 MB电流 I 增大，静止后，导线对悬线的拉力不变Ctan 与电流 I 成正比Dsin 与电流 I 成正比4（2022浙江统考高考真题）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 I 的大小，然后保持电流 I 不变，改变导线通电部分的长度 L，得到导线受到的安培力 F 分别与 I 和 L 的关系图象，则正确的是（）ABCD5（2021江苏高考真题）在光滑桌面上将长为L的软导线两端固定，固定点的距离为2L，导线通有电流I，处于磁感应强度大小为 B、方向竖直向下的匀强磁场中，导线中的张力为（）ABILB2BILCBILD2 BIL6（2021广东高考真题）截面为正方形的绝缘弹性长管中心有一固定长直导线，长管外表面固定着对称分布的四根平行长直导线，若中心直导线通入电流1I，四根平行直导线均通入电流2I，12II，电流方向如图所示，下列截面图中可能正确表示通电后长管发生形变的是（）ABCD7（2021全国高考真题）两足够长直导线均折成直角，按图示方式放置在同一平面内，EO 与O Q在一条直线上，PO与 OF 在一条直线上，两导线相互绝缘，通有相等的电流 I，电流方向如图所示。若一根无限长直导线通过电流 I 时，所产生的磁场在距离导线 d 处的磁感应强度大小为 B，则图中与导线距离均为 d的 M、N 两点处的磁感应强度大小分别为（）AB、0B0、2BC2B、2BDB、B8（2021浙江统考高考真题）如图所示是通有恒定电流的环形线圈和螺线管的磁感线分布图。若通电螺线管是密绕的，下列说法正确的是（）A电流越大，内部的磁场越接近匀强磁场B螺线管越长，内部的磁场越接近匀强磁场C螺线管直径越大，内部的磁场越接近匀强磁场D磁感线画得越密，内部的磁场越接近匀强磁场二、多选题二、多选题9（2022福建高考真题）奥斯特利用如图所示实验装置研究电流的磁效应。一个可自由转动的小磁针放在白金丝导线正下方，导线两端与一伏打电池相连。接通电源瞬间，小磁针发生了明显偏转。奥斯特采用控制变量法，继续研究了导线直径、导线材料、电池电动势以及小磁针位置等因素对小磁针偏转情况的影响。他能得到的实验结果有（）A减小白金丝直径，小磁针仍能偏转B用铜导线替换白金丝，小磁针仍能偏转C减小电源电动势，小磁针一定不能偏转D小磁针的偏转情况与其放置位置无关10（2022全国统考高考真题）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 B。如图，在手机上建立直角坐标系，手机显示屏所在平面为 xOy 面。某同学在某地对地磁场进行了四次测量，每次测量时 y 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Bx/TBy/TBz/T1021-4520-20-463210-454-210-45A测量地点位于南半球B当地的地磁场大小约为 50TC第 2 次测量时 y 轴正向指向南方D第 3 次测量时 y 轴正向指向东方11（2022湖北统考高考真题）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 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33g；减速时，加速度的最大值为3g，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36B棒与导轨间的动摩擦因数为33C加速阶段加速度大小最大时，磁场方向斜向下，=60D减速阶段加速度大小最大时，磁场方向斜向上，=15012（2021重庆高考真题）某同学设计了一种天平，其装置如图所示。两相同的同轴圆线圈MN、水平固定，圆线圈 P 与M、N 共轴且平行等距。初始时，线圈MN、通以等大反向的电流后，在线圈 P 处产生沿半径方向的磁场，线圈 P 内无电流且天平平衡。设从上往下看顺时针方向为正向。当左托盘放入重物后，要使线圈 P 仍在原位置且天平平衡，可能的办法是（）A若 P 处磁场方向沿半径向外，则在 P 中通入正向电流B若 P 处磁场方向沿半径向外，则在 P 中通入负向电流C若 P 处磁场方向沿半径向内，则在 P 中通入正向电流D若 P 处磁场方向沿半径向内，则在 P 中通入负向电流13（2021浙江高考真题）如图所示，有两根用超导材料制成的长直平行细导线 a、b，分别通以80A和100A流向相同的电流，两导线构成的平面内有一点 p，到两导线的距离相等。下列说法正确的是（）A两导线受到的安培力125baFFB导线所受的安培力可以用FILB计算C移走导线 b 前后，p 点的磁感应强度方向改变D在离两导线所在的平面有一定距离的有限空间内，不存在磁感应强度为零的位置14（2021福建统考高考真题）如图，四条相互平行的细长直导线垂直坐标系 xOy 平面，导线与坐标平面的交点为 a、b、c、d 四点。已知 a、b、c、d 为正方形的四个顶点，正方形中心位于坐标原点 O，e 为cd的中点且在 y 轴上；四条导线中的电流大小相等，其中过 a 点的导线的电流方向垂直坐标平面向里，其余导线电流方向垂直坐标平面向外。则（）AO 点的磁感应强度为 0BO 点的磁感应强度方向由 O 指向 cCe 点的磁感应强度方向沿 y 轴正方向De 点的磁感应强度方向沿 y 轴负方向考点考点 02 带电粒子在磁场中的圆周运动带电粒子在磁场中的圆周运动一、单选题一、单选题1（2023北京统考高考真题）如图所示，在磁感应强度大小为 B、方向垂直纸面向外的匀强磁场中，固定一内部真空且内壁光滑的圆柱形薄壁绝缘管道，其轴线与磁场垂直。管道横截面半径为 a，长度为 l（la）。带电粒子束持续以某一速度 v 沿轴线进入管道，粒子在磁场力作用下经过一段圆弧垂直打到管壁上，与管壁发生弹性碰撞，多次碰撞后从另一端射出，单位时间进入管道的粒子数为 n，粒子电荷量为q，不计粒子的重力、粒子间的相互作用，下列说法不正确的是（）A粒子在磁场中运动的圆弧半径为 aB粒子质量为BqavC管道内的等效电流为2nq a vD粒子束对管道的平均作用力大小为Bnql2（2022北京高考真题）正电子是电子的反粒子，与电子质量相同、带等量正电荷。在云室中有垂直于纸面的匀强磁场，从 P 点发出两个电子和一个正电子，三个粒子运动轨迹如图中 1、2、3 所示。下列说法正确的是（）A磁场方向垂直于纸面向里B轨迹 1 对应的粒子运动速度越来越大C轨迹 2 对应的粒子初速度比轨迹 3 的大D轨迹 3 对应的粒子是正电子3（2022广东高考真题）如图所示，一个立方体空间被对角平面MNPQ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Oyz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（）ABCD4（2021北京高考真题）如图所示，在 xOy 坐标系的第一象限内存在匀强磁场。一带电粒子在 P 点以与 x轴正方向成 60的方向垂直磁场射入，并恰好垂直于 y 轴射出磁场。已知带电粒子质量为 m、电荷量为 q，OP=a。不计重力。根据上述信息可以得出（）A带电粒子在磁场中运动的轨迹方程B带电粒子在磁场中运动的速率C带电粒子在磁场中运动的时间D该匀强磁场的磁感应强度5（2021全国高考真题）如图，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，质量为 m、电荷量为0q q 的带电粒子从圆周上的 M 点沿直径MON方向射入磁场。若粒子射入磁场时的速度大小为1v，离开磁场时速度方向偏转90；若射入磁场时的速度大小为2v，离开磁场时速度方向偏转60，不计重力，则12vv为（）A12B33C32D3二、多选题二、多选题6（2022辽宁高考真题）粒子物理研究中使用的一种球状探测装置横截面的简化模型如图所示。内圆区域有垂直纸面向里的匀强磁场，外圆是探测器。两个粒子先后从 P 点沿径向射入磁场，粒子 1 沿直线通过磁场区域后打在探测器上的 M 点。粒子 2 经磁场偏转后打在探测器上的 N 点。装置内部为真空状态，忽略粒子重力及粒子间相互作用力。下列说法正确的是（）A粒子 1 可能为中子B粒子 2 可能为电子C若增大磁感应强度，粒子 1 可能打在探测器上的 Q 点D若增大粒子入射速度，粒子 2 可能打在探测器上的 Q 点7（2022湖北统考高考真题）如图所示，一带电粒子以初速度 v0沿 x 轴正方向从坐标原点 射入，并经过点 P（a0，b0）。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 运动的时间为 t1，到达 点的动能为 Ek1。若上述过程仅由方向垂直于纸面的匀强磁场实现，粒子从 O 到 运动的时间为 t2，到达 点的动能为 Ek2。下列关系式正确的是（）At1 t2CEk1Ek28（2022湖北统考高考真题）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 B，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 k，不计重力。若离子从 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（）A13kBL，0B12kBL，0CkBL，60D2kBL，609（2021湖北统考高考真题）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（）Aa 带负电荷Bb 带正电荷Cc 带负电荷Da 和 b 的动量大小一定相等考点考点 03 带电粒子在电磁组合场与叠加场中的运动带电粒子在电磁组合场与叠加场中的运动1（2023山西统考高考真题）一电子和一 粒子从铅盒上的小孔 O 竖直向上射出后，打到铅盒上方水平放置的屏幕 P 上的 a 和 b 两点，a 点在小孔 O 的正上方，b 点在 a 点的右侧，如图所示。已知 粒子的速度约为电子速度的110，铅盒与屏幕之间存在匀强电场和匀强磁场，则电场和磁场方向可能为（）A电场方向水平向左、磁场方向垂直纸面向里B电场方向水平向左、磁场方向垂直纸面向外C电场方向水平向右、磁场方向垂直纸面向里D电场方向水平向右、磁场方向垂直纸面向外2（2022海南高考真题）有一个辐向分布的电场，距离 O 相等的地方电场强度大小相等，有一束粒子流通过电场，又垂直进入一匀强磁场，则运动轨迹相同的粒子，它们具有相同的（）A质量B电量C比荷D动能3（2023海南统考高考真题）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小球运动过程中的速度不变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4（2023湖南统考高考真题）如图，真空中有区域和，区域中存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下（与纸面平行），磁场方向垂直纸面向里，等腰直角三角形 CGF 区域（区域）内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外。图中 A、C、O 三点在同一直线上，AO 与 GF 垂直，且与电场和磁场方向均垂直。A点处的粒子源持续将比荷一定但速率不同的粒子射入区域中，只有沿直线 AC 运动的粒子才能进入区域。若区域中电场强度大小为 E、磁感应强度大小为 B1，区域中磁感应强度大小为 B2，则粒子从 CF 的中点射出，它们在区域中运动的时间为 t0。若改变电场或磁场强弱，能进入区域中的粒子在区域中运动的时间为 t，不计粒子的重力及粒子之间的相互作用，下列说法正确的是（）A若仅将区域中磁感应强度大小变为 2B1，则 t t0B若仅将区域中电场强度大小变为 2E，则 t t0C若仅将区域中磁感应强度大小变为234B，则02tt D若仅将区域中磁感应强度大小变为224B，则02tt5（2023全国统考高考真题）如图，一磁感应强度大小为 B 的匀强磁场，方向垂直于纸面（xOy 平面）向里，磁场右边界与 x 轴垂直。一带电粒子由 O 点沿 x 正向入射到磁场中，在磁场另一侧的 S 点射出，粒子离开磁场后，沿直线运动打在垂直于 x 轴的接收屏上的 P 点；SP=l，S 与屏的距离为2l，与 x 轴的距离为a。如果保持所有条件不变，在磁场区域再加上电场强度大小为 E 的匀强电场，该粒子入射后则会沿 x 轴到达接收屏。该粒子的比荷为（）A22EaBB2EaBC22BaED2BaE6（2022重庆高考真题）2021 年中国全超导托卡马克核聚变实验装置创造了新的纪录。为粗略了解等离子体在托卡马克环形真空室内的运动状况，某同学将一小段真空室内的电场和磁场理想化为方向均水平向右的匀强电场和匀强磁场（如图），电场强度大小为 E，磁感应强度大小为 B。若某电荷量为 q 的正离子在此电场和磁场中运动，其速度平行于磁场方向的分量大小为 v1，垂直于磁场方向的分量大小为 v2，不计离子重力，则（）A电场力的瞬时功率为2212qE vvB该离子受到的洛伦兹力大小为 qv1BCv2与 v1的比值不断变大D该离子的加速度大小不变7（2022全国统考高考真题）空间存在着匀强磁场和匀强电场，磁场的方向垂直于纸面（xOy平面）向里，电场的方向沿 y 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 O 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（）ABCD二、多选题二、多选题8（2021海南高考真题）如图，在平面直角坐标系Oxy的第一象限内，存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为 B。大量质量为 m、电量为 q 的相同粒子从 y 轴上的(0,3)PL点，以相同的速率在纸面内沿不同方向先后射入磁场，设入射速度方向与 y 轴正方向的夹角为0180。当150时，粒子垂直 x 轴离开磁场。不计粒子的重力。则（）A粒子一定带正电B当45时，粒子也垂直 x 轴离开磁场C粒子入射速率为2 3qBLmD粒子离开磁场的位置到 O 点的最大距离为3 5L9（2023海南统考高考真题）如图所示，质量为m，带电量为q的点电荷，从原点以初速度0v射入第一象限内的电磁场区域，在000,0yyxx（00 xy、为已知）区域内有竖直向上的匀强电场，在0 xx区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，控制电场强度（E值有多种可能），可让粒子从NP射入磁场后偏转打到接收器MN上，则（）A粒子从NP中点射入磁场，电场强度满足20020y mvEqxB粒子从NP中点射入磁场时速度为2200020 xyvyC粒子在磁场中做圆周运动的圆心到NM的距离为0mvqBD粒子在磁场中运动的圆周半径最大值是22000204mvxyqBx10（2022浙江统考高考真题）如图为某一径向电场的示意图，电场强度大小可表示为Ear，a 为常量。比荷相同的两粒子在半径 r 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 r 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 r 一定无关D当加垂直纸面磁场时，粒子一定做离心运动11（2022广东高考真题）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 M、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BN 点的电势高于 P 点的电势C电子从 M 到 N，洛伦兹力不做功D电子在 M 点所受的合力大于在 P 点所受的合力考点考点 04 现代科技中的电磁场问题现代科技中的电磁场问题一、单选题一、单选题1（2023广东统考高考真题）某小型医用回旋加速器，最大回旋半径为0.5m，磁感应强度大小为1.12T，质子加速后获得的最大动能为71.5 10 eV根据给出的数据，可计算质子经该回旋加速器加速后的最大速率约为（忽略相对论效应，191eV1.6 10J）（）A63.6 10 m/sB71.2 10 m/sC75.4 10 m/sD810 m/s2.42（2023浙江高考真题）某兴趣小组设计的测量大电流的装置如图所示，通有电流 I 的螺绕环在霍尔元件处产生的磁场1BIk，通有待测电流I的直导线ab垂直穿过螺绕环中心，在霍尔元件处产生的磁场2Bk I。调节电阻 R，当电流表示数为0I时，元件输出霍尔电压HU为零，则待测电流I的方向和大小分别为（）Aab，201kIkBab，102kIkCba，201kIkDba，102kIk3（2021河北高考真题）如图，距离为 d 的两平行金属板 P、Q 之间有一匀强磁场，磁感应强度大小为1B，一束速度大小为 v 的等离子体垂直于磁场喷入板间，相距为 L 的两光滑平行金属导轨固定在与导轨平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小为2B，导轨平面与水平面夹角为，两导轨分别与 P、Q 相连，质量为 m、电阻为 R 的金属棒ab垂直导轨放置，恰好静止，重力加速度为 g，不计导轨电阻、板间电阻和等离子体中的粒子重力，下列说法正确的是（）A导轨处磁场的方向垂直导轨平面向上，12sinmgRvB B LdB导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下，12sinmgRvB B LdC导轨处磁场的方向垂直导轨平面向上，12tanmgRvB B LdD导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下，12tanmgRvB B Ld4（2021福建统考高考真题）一对平行金属板中存在匀强电场和匀强磁场，其中电场的方向与金属板垂直，磁场的方向与金属板平行且垂直纸面向里，如图所示。一质子（11H）以速度0v自 O 点沿中轴线射入，恰沿中轴线做匀速直线运动。下列粒子分别自 O 点沿中轴线射入，能够做匀速直线运动的是（）（所有粒子均不考虑重力的影响）A以速度02v的射入的正电子01()eB以速度0v射入的电子01()eC以速度02v射入的核21(H)D以速度04v射入的 a 粒子42He专题10 磁场目录考点 01 磁现象和安培力.1考点 02 带电粒子在磁场中的圆周运动.12考点 03 带电粒子在电磁组合场与叠加场中的运动.22考点 04 现代科技中的电磁场问题.34考点考点 01 磁现象和安培力磁现象和安培力一、单选题一、单选题1（2022江苏高考真题）如图所示，两根固定的通电长直导线 a、b 相互垂直，a 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 a 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【答案】C【详解】根据安培定则，可判断出导线 a 左侧部分的空间磁场方向斜向右上，右侧部分的磁场方向斜向下方，根据左手定则可判断出左半部分垂直纸面向外，右半部分垂直纸面向里。故选 C。2（2023江苏统考高考真题）如图所示，匀强磁场的磁感应强度为 BL 形导线通以恒定电流 I，放置在磁场中已知 ab 边长为 2l，与磁场方向垂直，bc 边长为 l，与磁场方向平行该导线受到的安培力为（）A0BBIlC2BIlD5BIl【答案】C【详解】因 bc 段与磁场方向平行，则不受安培力；ab 段与磁场方向垂直，则受安培力为Fab=BI2l=2BIl则该导线受到的安培力为 2BIl。故选 C。3（2022湖南统考高考真题）如图（a），直导线 MN 被两等长且平行的绝缘轻绳悬挂于水平轴 OO上，其所在区域存在方向垂直指向 OO的磁场，与 OO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（b）所示。导线通以电流 I，静止后，悬线偏离竖直方向的夹角为。下列说法正确的是（）A当导线静止在图（a）右侧位置时，导线中电流方向由 N 指向 MB电流 I 增大，静止后，导线对悬线的拉力不变Ctan 与电流 I 成正比Dsin 与电流 I 成正比【答案】D【详解】A当导线静止在图（a）右侧位置时，对导线做受力分析有可知要让安培力为图示方向，则导线中电流方向应由 M 指向 N，A 错误；BCD由于与 OO距离相等位置的磁感应强度大小相等且不随时间变化，有sinBILmg，FT=mgcos则可看出 sin 与电流 I 成正比，当 I 增大时 增大，则 cos 减小，静止后，导线对悬线的拉力 FT减小，BC错误、D 正确。故选 D。4（2022浙江统考高考真题）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 I 的大小，然后保持电流 I 不变，改变导线通电部分的长度 L，得到导线受到的安培力 F 分别与 I 和 L 的关系图象，则正确的是（）ABCD【答案】B【详解】根据F=BIL可知先保持导线通电部分的长度 L 不变，改变电流 I 的大小，则 FI 图象是过原点的直线。同理保持电流 I不变，改变通过电部分的长度 L，则 F-L 图象是过原点的直线。故选 B。5（2021江苏高考真题）在光滑桌面上将长为L的软导线两端固定，固定点的距离为2L，导线通有电流I，处于磁感应强度大小为 B、方向竖直向下的匀强磁场中，导线中的张力为（）ABILB2BILCBILD2 BIL【答案】A【详解】从上向下看导线的图形如图所示导线的有效长度为 2L，则所受的安培力大小2FBIL设绳子的张力为T，由几何关系可知2TF解得TBIL故 A 正确，BCD 错误。故选 A.6（2021广东高考真题）截面为正方形的绝缘弹性长管中心有一固定长直导线，长管外表面固定着对称分布的四根平行长直导线，若中心直导线通入电流1I，四根平行直导线均通入电流2I，12II，电流方向如图所示，下列截面图中可能正确表示通电后长管发生形变的是（）ABCD【答案】C【详解】因12II，则可不考虑四个边上的直导线之间的相互作用；根据两通电直导线间的安培力作用满足“同向电流相互吸引，异向电流相互排斥”，则正方形左右两侧的直导线2I要受到1I吸引的安培力，形成凹形，正方形上下两边的直导线2I要受到1I排斥的安培力，形成凸形，故变形后的形状如图 C。故选 C。7（2021全国高考真题）两足够长直导线均折成直角，按图示方式放置在同一平面内，EO 与O Q在一条直线上，PO与 OF 在一条直线上，两导线相互绝缘，通有相等的电流 I，电流方向如图所示。若一根无限长直导线通过电流 I 时，所产生的磁场在距离导线 d 处的磁感应强度大小为 B，则图中与导线距离均为 d的 M、N 两点处的磁感应强度大小分别为（）AB、0B0、2BC2B、2BDB、B【答案】B【详解】两直角导线可以等效为如图所示的两直导线，由安培定则可知，两直导线分别在 M 处的磁感应强度方向为垂直纸面向里、垂直纸面向外，故 M 处的磁感应强度为零；两直导线在 N 处的磁感应强度方向均垂直纸面向里，故 N 处的磁感应强度为 2B；综上分析 B 正确。故选 B。8（2021浙江统考高考真题）如图所示是通有恒定电流的环形线圈和螺线管的磁感线分布图。若通电螺线管是密绕的，下列说法正确的是（）A电流越大，内部的磁场越接近匀强磁场B螺线管越长，内部的磁场越接近匀强磁场C螺线管直径越大，内部的磁场越接近匀强磁场D磁感线画得越密，内部的磁场越接近匀强磁场【答案】B【详解】根据螺线管内部的磁感线分布可知，在螺线管的内部，越接近于中心位置，磁感线分布越均匀，越接近两端，磁感线越不均匀，可知螺线管越长，内部的磁场越接近匀强磁场。故选 B。二、多选题二、多选题9（2022福建高考真题）奥斯特利用如图所示实验装置研究电流的磁效应。一个可自由转动的小磁针放在白金丝导线正下方，导线两端与一伏打电池相连。接通电源瞬间，小磁针发生了明显偏转。奥斯特采用控制变量法，继续研究了导线直径、导线材料、电池电动势以及小磁针位置等因素对小磁针偏转情况的影响。他能得到的实验结果有（）A减小白金丝直径，小磁针仍能偏转B用铜导线替换白金丝，小磁针仍能偏转C减小电源电动势，小磁针一定不能偏转D小磁针的偏转情况与其放置位置无关【答案】AB【详解】A减小导线直径，仍存在电流，其产生的磁场仍能使小磁针偏转，选项 A 正确；B白金导线换成铜导线，仍存在电流，产生的磁场仍能使小磁针偏转，选项 B 正确；C减小伏打电池电动势，只要导线中有电流，小磁场还是会发生偏转，选项 C 错误；D通电导线产生的磁场与地磁场叠加后，其空间磁场方向与位置有关，当小磁针在不同位置时其偏转情况不同，选项 D 错误。故选 AB。10（2022全国统考高考真题）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 B。如图，在手机上建立直角坐标系，手机显示屏所在平面为 xOy 面。某同学在某地对地磁场进行了四次测量，每次测量时 y 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Bx/TBy/TBz/T1021-4520-20-463210-454-210-45A测量地点位于南半球B当地的地磁场大小约为 50TC第 2 次测量时 y 轴正向指向南方D第 3 次测量时 y 轴正向指向东方【答案】BC【详解】A如图所示地球可视为一个磁偶极，磁南极大致指向地理北极附近，磁北极大致指向地理南极附近。通过这两个磁极的假想直线（磁轴）与地球的自转轴大约成 11.3 度的倾斜。由表中 z 轴数据可看出 z 轴的磁场竖直向下，则测量地点应位于北半球，A 错误；B磁感应强度为矢量，故由表格可看出此处的磁感应强度大致为2222xzyzBBBBB计算得B 50TB 正确；CD由选项 A 可知测量地在北半球，而北半球地磁场指向北方斜向下，则第 2 次测量，测量0yB，故 y轴指向南方，第 3 次测量0 xB，故 x 轴指向北方而 y 轴则指向西方，C 正确、D 错误。故选 BC。11（2022湖北统考高考真题）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 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33g；减速时，加速度的最大值为3g，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36B棒与导轨间的动摩擦因数为33C加速阶段加速度大小最大时，磁场方向斜向下，=60D减速阶段加速度大小最大时，磁场方向斜向上，=150【答案】BC【详解】设磁场方向与水平方向夹角为 1，190;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111sincosFmgFma令21cos=1+2sin=1+根据数学知识可得2111sin+=Fmgma则有112sin+=11mgmaF同理磁场方向与水平方向夹角为 2，20，b0）。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 运动的时间为 t1，到达 点的动能为 Ek1。若上述过程仅由方向垂直于纸面的匀强磁场实现，粒子从 O 到 运动的时间为 t2，到达 点的动能为 Ek2。下列关系式正确的是（）At1 t2CEk1Ek2【答案】AD【详解】AB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，沿 x 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xtv可知t1Ek2故 C 错误，D 正确。故选 AD。8（2022湖北统考高考真题）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 B，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 k，不计重力。若离子从 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（）A13kBL，0B12kBL，0CkBL，60D2kBL，60【答案】BC【详解】若粒子通过下部分磁场直接到达 P 点，如图根据几何关系则有RL2vqvBmR可得=qBLvkBLm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=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12RL根据洛伦兹力提供向心力有2vqvBmR可得1=22qBLvkBLm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=0。通过以上分析可知当粒子从下部分磁场射出时，需满足1=2121qBLvkBLnmn（n=1，2，3）此时出射方向与入射方向的夹角为=60；当粒子从上部分磁场射出时，需满足1=22qBLvkBLnmn（n=1，2，3）此时出射方向与入射方向的夹角为=0。故可知 BC 正确，AD 错误。故选 BC。9（2021湖北统考高考真题）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（）Aa 带负电荷Bb 带正电荷Cc 带负电荷Da 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，总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2vqvBmR解得mvRqB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 BC。考点考点 03 带电粒子在电磁组合场与叠加场中的运动带电粒子在电磁组合场与叠加场中的运动1（2023山西统考高考真题）一电子和一 粒子从铅盒上的小孔 O 竖直向上射出后，打到铅盒上方水平放置的屏幕 P 上的 a 和 b 两点，a 点在小孔 O 的正上方，b 点在 a 点的右侧，如图所示。已知 粒子的速度约为电子速度的110，铅盒与屏幕之间存在匀强电场和匀强磁场，则电场和磁场方向可能为（）A电场方向水平向左、磁场方向垂直纸面向里B电场方向水平向左、磁场方向垂直纸面向外C电场方向水平向右、磁场方向垂直纸面向里D电场方向水平向右、磁场方向垂直纸面向外【答案】C【详解】A带电粒子在电场和磁场中运动，打到 a 点的粒子电场力和洛伦兹力平衡，当电场向左磁场垂直直面向里时，因粒子带正电，则受到向左的电场力和向左的洛伦兹力，则会打到 a 点左侧；同理电子带负电，受到向右的电场力和向右的洛伦兹力，则电子会打到 a 点右侧，A 错误；B因粒子带正电，设带电量为 2q，速度 v，电子带负电，电量-q，电子速度 vv，若电场方向向左，磁场方向向外，则如果粒子打在 a 点则受到向左的电场力和向右的洛伦兹力平衡22qEqvB=EvB因电子带负电，电量-q，且电子速度大，受到向左的洛伦兹力 qvB 大于向右的电场力 qE，则电子从而向左偏转；同理如果电子打在 a 点，则qEqv B=，所以此时粒子向左的电场力 2qE 大于向右的洛伦兹力2qvB，则向左偏转，不会打在 b 点，B 错误；CD电场方向向右，磁场垂直纸面向里，如果粒子打在 a 点，即向右的电场力和向左的洛伦兹力平衡22qEqvB=EvB电子速度大，受到向右的洛伦兹力 qvB 大于向左的电场力 qE 则向右偏转，从而达到 b 点；同理如果电子打在 a，qEqv B=则粒子向右的电场力 2qE 大于向左的洛伦兹力 2qvB 从而向右偏转，会打在 b 点；同理电场向右磁场垂直纸面向外时，粒子受到向右的电场力和洛伦兹力，电子受到向左的电场力和洛伦兹力不能受力平衡打到 a 点，故 C 正确，D 错误；故选 C。2（2022海南高考真题）有一个辐向分布的电场，距离 O 相等的地方电场强度大小相等，有一束粒子流通过电场，又垂直进入一匀强磁场，则运动轨迹相同的粒子，它们具有相同的（）A质量B电量C比荷D动能【答案】C【详解】粒子在辐射电场中以速度v做匀速圆周运动，电场力完全提供向心力，根据牛顿第二定律可知2vqEmr解得2m vrqE粒子在匀强磁场中2vqvBmr解得m vrqB 粒子不同场中的轨迹相同，即粒子在不同场中转动半径相同，所以这些粒子具有相同的速度v和比荷qm。故选 C。3（2023海南统考高考真题）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小球运动过程中的速度不变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，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，BC 错误；D洛仑兹力永不做功，D 错误。故选 A。4（2023湖南统考高考真题）如图，真空中有区域和，区域中存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下（与纸面平行），磁场方向垂直纸面向里，等腰直角三角形 CGF 区域（区域）内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外。图中 A、C、O 三点在同一直线上，AO 与 GF 垂直，且与电场和磁场方向均垂直。A点处的粒子源持续将比荷一定但速率不同的粒子射入区域中，只有沿直线 AC 运动的粒子才能进入区域。若区域中电场强度大小为 E、磁感应强度大小为 B1，区域中磁感应强度大小为 B2，则粒子从 CF 的中点射出，它们在区域中运动的时间为 t0。若改变电场或磁场强弱，能进入区域中的粒子在区域中运动的时间为 t，不计粒子的重力及粒子之间的相互作用，下列说法正确的是（）A若仅将区域中磁感应强度大小变为 2B1，则 t t0B若仅将区域中电场强度大小变为 2E，则 t t0C若仅将区域中磁感应强度大小变为234B，则02tt D若仅将区域中磁感应强度大小变为224B，则02tt【答案】D【详解】由题知粒子在 AC 做直线运动，则有qv0B1=qE区域中磁感应强度大小为 B2，则粒子从 CF 的中点射出，则粒子转过的圆