2026届高考物理一轮复习专题特训 磁场（含解析）

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2026届高考物理一轮复习专题特训 磁场
一、单选题
1．一条长度为，电流为的通电直导线，置于匀强磁场中，磁场的方向与导线垂直，导线上受到的磁场力大小为，则该磁场的磁感应强度大小为( )
A. B. C. D.
2．如图所示，匀强磁场的磁感应强度大小为B，L形导线通以恒定电流I后放置在匀强磁场中。已知边长为4L，与磁场方向垂直，边长为，与磁场方向平行，则该导线受到的安培力大小为( )
A. B. C. D.
3．长度为L、通有电流的直导线放入一匀强磁场中，电流方向与磁场方向分别如图所示，已知磁感应强度大小均为B，对于下列各图中导线所受安培力的大小计算正确的是( )
A. B.
C. D.
4．一根长1m的导线中通有2A的电流，当其处于0.5T的匀强磁场中时，导线受到的安培力不可能是( )
A.0 B.1N C.3N D.0.6N
5．将粗细均匀、边长为L的正三角形铜线框用两根不可伸长的绝缘线悬挂于天花板上，置于垂直于线框平面向外的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，现用细导线给三角形线框通入大小为I的电流，如图所示，则( )
A.通电后两绝缘线拉力不变 B.通电后两绝缘线拉力变小
C.水平边框所受安培力大小为 D.三角形线框所受安培力大小为
6．五一期间，小明同学游览了中华苏维埃共和国临时中央政府旧址群——瑞金市叶坪景区和红井景区等，接受了一次爱国主义和革命传统教育。图甲中广场上鲜艳的红五角星令他印象深刻，为致敬先烈，返校后他用同种材质、粗细均匀的硬质导线制成了一个标准的“五角星”线框，固定在垂直线框平面的匀强磁场中，并在M、P间接有电源（如图乙所示）。若边所受安培力大小为F，不考虑导线间的相互作用力，则五角星线框受到的安培力大小为( )
A.0 B. C. D.
7．如图所示，一个质量为m的带电小滑块，放置在倾角为α的光滑绝缘斜面上，斜面固定且一半置于垂直纸面向里的匀强磁场中。小滑块由静止开始从斜面顶端沿斜面滑下，进入磁场后，下列情况不可能出现的是( )
A.小滑块沿斜面匀速滑到斜面底端
B.小滑块沿斜面匀加速滑到斜面底端
C.小滑块脱离斜面做曲线运动
D.小滑块先沿斜面下滑一小段距离后脱离斜面做曲线运动
8．如图为洛伦兹力演示仪的结构简图，励磁线圈中的电流产生垂直纸面向外的匀强磁场，调节励磁线圈中的电流可以改变磁场的强弱。电子枪发射的电子，其出射速度与磁场方向垂直，调节电子枪上的加速电压可以控制电子的速度大小，下列说法正确的是( )
A.电子在磁场中做匀速圆周运动
B.电子在磁场中运动，洛伦兹力对电子做正功
C.只调节电子枪的加速电压，可以改变电子做圆周运动的周期
D.只增大励磁线圈中的电流，可以使电子运动径迹的半径增大
9．如图，一个可以自由运动的圆形线圈水平放置并通有大小为I的电流，电流方向俯视为顺时针方向，a、b分别为线圈的外侧两端，一根竖直固定的长直导线通有竖直向上的大小也为I的电流，则线圈将( )
A.a端向上、b端向下转动，且整体向左运动
B.a端向上、b端向下转动，且整体向右运动
C.a端向下、b端向上转动，且整体向左运动
D.a端向下、b端向上转动，且整体向右运动
10．如图所示，半径为R的圆形导线环单位长度的电阻为r，PQ为圆的直径，弧MQ对应的圆心角为90°。直径PQ的上部有垂直纸面向里的匀强磁场，下部有垂直纸面向外的匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小均为B。在P、M两点间接入恒定电压U，电流方向如图中所标，那么整个圆形导体所受安培力的大小为( )
A. B. C. D.
11．现代科学研究中常用到高速电子，电子感应加速器就是利用感应电场使电子加速的设备，它的基本原理如图所示，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室。电磁铁线圈通有如图所示方向的电流，电子在真空室中做加速圆周运动。下列说法正确的是( )
A.电子加速时受到的向心力大小可能不变
B.电磁铁线圈通过的电流一定增大
C.从上向下看，电子做顺时针方向的圆周运动
D.电子轨道所在平面磁场的磁感应强度不变
二、多选题
12．图甲是回旋加速器的示意图，图乙为其加速电压U的变化情况，质量为m、电荷量为q的粒子每次加速后的动能随时间t变化的规律如图丙所示。忽略带电粒子在电场中的加速时间，不计粒子重力，磁场的磁感应强度为B，下列选项正确的是( )
A.粒子在电场区域速度增大，在磁场区域速度也增大
B.图丙中，
C.加速电压U越大，粒子的加速次数越多
D.时间内，粒子做圆周运动的半径为
13．如图，质量为m、长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于，并处于匀强磁场中.当导线中通以沿x正方向的电流I，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为θ.则磁感应强度方向和大小可能为( )
A.z正向， B.y正向，
C.z负向， D.沿悬线向上，
14．如图所示，三根通电长直导线a、b、c都垂直于纸面放置，彼此之间的距离都相等，b、c中电流等大反向，a、c中电流方向相同，a中电流大小为c中电流大小的一半.已知a受到c所产生磁场的安培力大小为F，若直线电流在某点所产生磁场的磁感应强度大小与电流大小成正比，与该点到直线电流的距离成反比，则下列说法正确的是( )
A.b、c对a安培力的合力大小等于F
B.b、c对a安培力的合力方向垂直于a、c连线
C.a、c对b安培力的合力方向垂直于a、c连线
D.a、c对b安培力的合力大小等于
15．利用如图所示的电流天平，可以用来测量匀强磁场的磁感应强度，某次操作如下：①在等臂天平的右臂下面挂一个N匝、水平边长为L的矩形线圈，线圈下部处于虚线区域内的匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面；②在线圈中通以图示方向的电流，在天平左、右两边加上总质量各为的砝码，天平平衡；③让电流反向（大小不变），在右边减去一个质量为m的砝码后，天平恰好重新平衡。重力加速度用g表示，下列判断正确的是( )
A.磁场的方向垂直于纸面向外 B.电流反向时，线圈受到的安培力方向竖直向上
C.可测得磁场的磁感应强度 D.为提高灵敏度，可以增加线圈匝数N
三、填空题
16．如图所示，“L”型导线固定并垂直放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，已知，垂直。导线通入恒定电流I时，导线受到的安培力大小为________________。
17．如图为电流天平，可以用来测量匀强磁场的磁感应强度大小。它的右臂挂着矩形线圈，匝数为n，线圈的水平边长为l，线圈一部分处于匀强磁场内，磁感应强度大小为B，方向垂直于线圈平面向里。当线圈中通有电流I时，调节砝码使两臂达到平衡。
(1)达到平衡时线圈所受安培力大小为________（用字母n、l、B、I表示）。
(2)达到平衡后使电流反向，大小不变，这时需要在左盘中增加质量为m的砝码，才能使两臂再次达到平衡，此时线圈所受安培力方向_______（填“向上”或“向下”）。
(3)当，，，，重力加速度大小取时，根据上述条件得磁感应强度大小为_______T（保留2位有效数字）。
四、实验题
18．某化工厂用体积巨大的绝缘容器盛放电解质溶液，容器竖直放置，为了方便溶液缓慢流出，设计了如图（剖面图）所示的装置，将容器置于垂直于剖面向里的强磁场中（图中未画出），容器中间用绝缘挡板分开，在容器底部内侧装有铂电极D，上方有铂电极E、F漂浮在液面上，当液面下降时，铂电极E、F会随液面下降，始终与液面良好接触。容器左侧盛放溶液，右侧盛放溶液。
（1）某次生产活动中需要使溶液从P管口流出，开关S应接__________（填“a”或“b”），M、N在同一水平面上，此时M点的电势__________（填“高于”“低于”或“等于”）N点的电势。
（2）若想加快电解质溶液流出的速度，可采取的措施为__________（写出一项即可）。
五、计算题
19．如图所示，水平放置的光滑金属导轨M、N，平行地置于匀强磁场中，间距为，磁场的磁感应强度为，方向与导轨平面垂直，金属棒ab的质量为，放在导轨上并且与导轨垂直，电源电动势为，定值电阻阻值为，其余部分电阻忽略不计，则当电键闭合瞬间，求；
(1)通过金属的电流的大小和方向；
(2)金属棒ab所受的安培力大小和方向；
20．如图所示，有一连接电源且水平放置的金属导轨处在磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面为角斜向上。将金属杆垂直导轨放置，结果静止在导轨上，已知：金属棒质量为，接入导轨的长度为，通过的电流为，重力加速度。求：
(1)金属杆受到的摩擦力。
(2)金属杆对导轨的压力大小。
参考答案
1．答案：A
解析：由题意知磁场的方向与导线垂直，故通电直导线所受安培力为
解得
故选A。
2．答案：B
解析：由安培力为，且其中B与I垂直，可知该导线的安培力为：，故ACD错误，B正确。
故选：B。
3．答案：D
解析：A.该图中安培力，选项A错误；B.该图中安培力，选项B错误；C.该图中安培力，选项C错误；D.该图中安培力，选项D正确。故选D。
4．答案：C
解析:当电流方向与磁场方向平行时，导线受到的安培力最小为零；当电流方向与磁场方向垂直时，导线受到的安培力最大，为
故导线受到的安培力不可能是3N。
故选C。
5．答案：D
解析：AB.根据左手定则可知，通电后线框所受安培力向下，则通电后两绳拉力变大，故AB错误；CD.根据题意可知，三角形线框两支路电阻之比为1:2，即通过水平边框的电流为，通过另一支路的电流为，水平边框受到的安培力为三角形线框所受安培力大小为故D正确，C错误。故选D。
6．答案：C
解析：设每个边的电阻为R，可知MNP上部分的电阻为8R，下部分电阻为2R，根据并联电路规律可知两部分导体的有效长度相等，根据左手定则及安培力公式有其中解得故选C。
7．答案：A
解析：若小滑块带正电，进入磁场后，根据左手定则可知受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下，此后小滑块会沿斜面匀加速滑到斜面底端；若小滑块带负电，则在磁场中的洛伦兹力垂直斜面向上，若速度较大，则小滑块脱离斜面做曲线运动；若速度较小，可能做匀加速直线运动到斜面底端，也可能向下滑一段距离后脱离斜面做曲线运动。故选A。
8．答案：A
解析：A（√）当电子垂直磁场方向进入匀强磁场时，洛伦兹力提供向心力，电子做匀速圆周运动。
B（×）电子在磁场中运动时，洛伦兹力的方向与速度方向垂直，洛伦兹力不做功。
C（×）设加速电压为U，对电子的加速过程，根据动能定理有，解得。设电子在磁场中做匀速圆周运动的半径为R，根据牛顿第二定律有，解得，电子的运动周期为，可知只调节电子枪的加速电压，只能改变电子进入磁场的速度，不能改变电子做圆周运动的周期。
D（×）根据可知，增大励磁线圈中的电流，即B增大，可以使电子运动径迹的半径减小。
9．答案：A
解析：根据安培定则可知，通电导线周围形成以导线截面中心为圆心的圆形磁场，如图虚线圆所示（俯视）。采用电流元法：将圆形线圈平均分成里、外两部分，每部分可以看作无数段直线电流元，根据左手定则可知，外半圆（a端）受到的安培力方向向上，里半圆（b端）受到的安培力向下，圆形线圈将转动。再用特殊位置法：圆形线圈转过90°时，左、右两半圆形线圈受到的安培力方向均向左，所以圆形线圈向左运动。故选A。
10．答案：A
解析：圆形导线环的总电阻回路并联部分两支路电阻分别为通过两支路电流分别为根据左手定则可知，圆形导线环上方MQ圆弧与其关于圆心对称的圆弧部分所受安培力大小相等，方向相同，根据力的合成可知，这两部分所受安培力合力方向与水平方向夹角为45°。圆形导线环上方PM圆弧与其关于圆心对称的圆弧部分所受安培力大小方向相反，根据力的合成可知，这两部分所受安培力合力方向与水平方向夹角为45°，与方向垂直，则整个圆形导体所受安培力的大小解得故选A。
11．答案：B
解析：电子加速时，电子速度增大，根据可知电子受到的向心力变大，故A错误电子在真空室中洛伦兹力提供向心力，有，则，电子的速度增大，轨道半径不变，则电子轨道所在平面磁场er的磁感应强度增大，电磁铁线圈通过的电流增大，故B正确，D错误；当线圈电流与题图示方向一致时，根据右手螺旋定则可知真空室中磁场方向向上，磁感应强度变大，由楞次定律可知产生的感生电场丛上向下看为顺时针方向，则电子丛上向下看做逆时针方向的加速圆周运动，故C错误。
12．答案：BD
解析：A.在磁场中受到的洛伦兹力不做功，所以在磁场中速度大小不变，在电场中电场力做正功速度增大，故A错误；
B.粒子在磁场中运动
即粒子在磁场中运动的周期与速度无关，则
故B正确；
C.根据动能定理
得
所以，加速电压U越大，粒子的加速次数越少，故C错误；
D.当时，粒子在电场中加速一次，当时，加速一次，所以当时间内，粒子被加速两次，根据动能定理
洛伦兹力提供向心力
联立得
故D正确。
故选BD。
13．答案：BC
解析：磁感应强度方向为z正方向，根据左手定则，直导线所受安培力方向沿y负方向，则导体不可能处于平衡状态，选项A错误；磁感应强度方向为y正向时，根据左手定则，直导线所受安培力方向沿z正方向，此时细线的拉力为零，由平衡条件得：。解得：选项B正确；磁感应强度方向为z负向时，根据左手定则，直导线所受安培力方向y沿正方向。由平衡条件得：，解得：，选项C正确；当沿悬线向上时，由左手定则可知，安培力垂直于导线斜向左下方，导体不可能处于平衡状态，选项D错误；故选BC。
14．答案：AD
解析：根据题意，设b、c在a处产生的磁感应强度大小均为B，根据安培定则可知，b、c在a点产生的磁场方向如图所示，根据平行四边形定则可知，，设a中电流大小为I，三根直导线间的距离均为L，则b、c对a的安培力大小均为，根据平行四边形定则可知，b、c对a的安培力的合力大小，A正确；根据A项分析可知，a处合磁感应强度方向如图所示，再根据左手定则可知，b、c对a安培力的合力方向不垂直于a、c连线，B错误；根据安培定则，a、c在b点产生的磁场的磁感应强度如图所示，由左手定则可知，a、c对b安培力的合力方向不垂直于a、c连线，C错误；a受c的安培力大小为F，c在a处产生的磁感应强度大小为B，且a中电流大小为c中电流大小的一半，则a在b处产生的磁感应强度大小为，c在b处产生的磁感应强度大小为B，根据几何知识可得，所以a、c对b安培力的合力大小，D正确.
15．答案：ACD
解析：AB.让电流反向（大小不变），在右边减去一个质量为m的砝码后，天平恰好重新平衡，可知此时安培力向下，根据左手定则可知，磁场的方向垂直于纸面向外，选项A正确，B错误。C.由平衡可知电流反向后解得'选项C正确；D.为了提高灵敏度，应使磁感应强度发生微小变化时，天平也会发生明显的倾斜，故应增加线圈匝数，使安培力变大，选项D正确。故选ACD。
16．答案：
解析：导线的等效长度为
导线受到的安培力大小为
17．答案：(1)
(2)向下
(3)0.49
解析：（1）线圈所受安培力大小为
（2）根据左手定则，此时安培力的方向向下。
（3）电流反向，大小不变，则安培力变化了，根据平衡关系有
解得
18．答案：（1）b；等于
（2）换用电动势更大的电源（增强磁场）
解析：（1）要使溶液从P管口流出，液体应该受到向左的安培力，根据左手定则，则液体中电流应该向上，上方铂电极应该为负，故S应该接b。
因为M、N在同一水平面上，所以两点电势相同。
（2）若想加快电解质溶液流出的速度，则要所受的安培力，由
可知，可以增强磁场，或者增大电流，故采取的措施为换用电动势更大的电源（增强磁场）。
19．答案：（1）方向：a指向b（2）0.03N,方向水平向左
解析：（1）由闭合电路欧姆定律得方向：a指向b
（2），方向水平向左
20．答案：(1)，方向水平向右
(2)9N
解析：（1）对导体棒作受力分析，如图所示
有
根据共点力的平衡有
方向水平向右。
（2）对导体棒，竖直方向的受力平衡，有
整理得
根据牛顿第三定律，知金属杆对导轨的压力大小为9N。
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