11.磁场和安培力—2025高考物理真题分类汇编（解析版）
文档属性
| 名称 | 11.磁场和安培力—2025高考物理真题分类汇编（解析版） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 939.5KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-07-09 21:40:10 | ||
图片预览
文档简介
中小学教育资源及组卷应用平台
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∶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+ R0.，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×=,在内圆中匀速直线运动时间t2==, 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粒子的运动轨迹，如图。
因为b、c粒子返回A点都是运动了一个圆周，比荷均为，所以两粒子运动周期相同，故b、c粒子返回A点所用的最短时间之比为1，C错误；由2Rc= R0，qvcB=m,联立解得vc=v0，D正确。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)
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∶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+ R0.，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×=,在内圆中匀速直线运动时间t2==, 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粒子的运动轨迹，如图。
因为b、c粒子返回A点都是运动了一个圆周，比荷均为，所以两粒子运动周期相同，故b、c粒子返回A点所用的最短时间之比为1，C错误；由2Rc= R0，qvcB=m,联立解得vc=v0，D正确。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)
同课章节目录