2026届高考物理二轮复习专题特训 磁场(含解析)

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2026届高考物理二轮复习专题特训 磁场
一、单选题
1．2023年9月21日，“天宫课堂”第四课正式开讲（图甲）.宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中记载：“以磁石磨针锋，则能指南”.进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意图如图乙所示.以下关于磁场的说法正确的是( )
A.图甲，从空间站向地面传输信息采用的电磁波是麦克斯韦预言并通过实验验证存在的
B.将中国古代的四大发明之一司南置于宣城，据图乙可知，磁勺尾（S极）静止时指向地理北方
C.环形导线通电方向如图丙所示，小磁针最后静止时N极指向为垂直于纸面向外
D.图丁中，放在通电螺线管内部的小磁针，静止时N极水平向左
2．有四种磁场，其磁感应强度B随时间t变化的图像如图所示.下列说法正确的是( )
A.这四种磁场都能产生电场
B.除了图甲中的磁场，其他三种磁场都可以产生电场
C.只有图丙中的磁场可以产生电磁波
D.除了图甲中的磁场，其他三种磁场都可以产生电磁波
3．如图，“L”型导线abc固定并垂直放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，，ab长为l，bc长为，导线通入恒定电流I，设导线受到的安培力大小为F，方向与bc夹角为θ，则( )
A.， B.，
C.， D.，
4．两个用材料和横截面积都相同的细导线做成的刚性闭合线框，分别用不可伸长的细线悬挂起来，如图所示。两个线框均有一半面积处在磁感应强度随时间均匀变化的匀强磁场中，两线框平面均始终垂直于磁场方向。某时刻圆形线框所受细线的拉力为零，此时正方形线框所受细线的拉力也为零。若已知圆形线框的半径为a，则正方形线框的边长为( )
A. B. C. D.
5．如图所示，空间内水平固定一条形磁体，有三个金属环a、b、c，则( )
A.若金属环a由条形磁体的N极通过条形磁体移到S极，通过金属环a的磁通量先减小后增大
B.若垂直于地面的金属环b从条形磁体的中央位置竖直下落，通过金属环b的磁通量变大
C.若在条形磁体附近，环面平行于地面的金属环c从条形磁体右边的位置1下降到位置3，通过金属环c的磁通量先减小后增大
D.若在条形磁体附近，金属环c从条形磁体右边的位置1，沿着水平方向移到磁体左边，通过金属环c的磁通量先增大后减小
6．如图所示，线圈平面与水平方向夹角，线圈面积为S，共有n匝，空间存在区域无限大的磁场，磁感线竖直向下，磁感应强度的大小为B，设此时穿过线圈的磁通量为正，下列说法正确的是( )
A.通过线圈的磁通量为
B.若线圈以cd为轴逆时针转过60°，通过线圈的磁通量为BS
C.若线圈以cd为轴顺时针转过30°，通过线圈的磁通量为BS
D.若线圈以cd为轴顺时针转过120°，通过线圈的磁通量变化量为
7．如图所示，司南是用天然磁铁矿石琢成的一个勺形的东西，放在一个刻着方位的光滑方盘上。东汉时期思想家王充在《论衡》一书中有关于“司南之杓，投之于地，其柢（即勺柄）指南”的记载。下列说法正确的是( )
A.“柢”相当于磁体的S极
B.司南之杓可以用铜为材料制作
C.“柢”相当于磁体的N极
D.柢能够指南是因为受到方盘对它施加了向南的力
8．如图所示，将两个半径相同、粗细相同、互相垂直的圆形导线圈固定在一起，其圆心恰好重合，两线圈通有相同大小的电流.设每个线圈中电流在圆心处产生的磁感应强度均为1 T，则圆心O处的磁感应强度大小是( )
A.1 T B.1.4 T C.2 T D.1.7 T
9．安培观察到通电螺线管的磁场和条形磁体的磁场很相似，提出了分子电流假说.他认为，在物质内部存在着一种环形电流——分子电流（分子电流实际上是由原子内部电子绕核运动形成的），分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于磁体的两个磁极，如图所示.下列将分子电流（箭头表示电子运动方向）等效为小磁体的图示中正确的是( )
A. B. C. D.
10．三条在同一平面（纸面）内的长直绝缘导线组成一等边三角形，在导线中通过的电流大小均为I，方向如图所示.a、b和c三点分别位于三角形的三个顶角的平分线上，且到相应顶点的距离相等.将a、b和c处的磁感应强度大小分别记为和，下列说法正确的是( )
A.
B.
C.a和b处磁场方向垂直于纸面向外，c处磁场方向垂直于纸面向里
D.a处磁场方向垂直于纸面向外，b和c处磁场方向垂直于纸面向里
11．如图所示，圆环上带有大量的负电荷，当圆环沿顺时针方向转动时，三枚小磁针都要发生转动，下列说法正确的是( )
A.的N极都向纸内偏转
B.b的N极向纸外偏转，而a、c的N极向纸内偏转
C.b、c的N极都向纸内偏转，而a的N极向纸外偏转
D.b的N极向纸内偏转，而a、c的N极向纸外偏转
12．当导线中分别通以图示方向的电流，小磁针静止时N极垂直纸面向外的是( )
A. B. C. D.
二、多选题
13．如图所示，在圆心固定一个带正电的电荷，另一个带正电粒子在库仑力和洛伦兹力共同作用下绕固定电荷做匀速圆周运动，若把两个电荷的电量都变为原来3倍后，带电粒子做匀速圆周运动的半径不变、速率不变，不考虑粒子重力作用，则下列说法中正确的是( )
A.正电粒子顺时针转动
B.正电粒子逆时针转动
C.开始时粒子受到洛伦兹力是库仑力的4倍
D.开始时粒子受到洛伦兹力是库仑力的2倍
14．下列①、②、③、④四幅图分别是速度选择器、磁流体发电机、质谱仪、回旋加速器的结构示意图，下列说法中正确的是( )
A.图①中粒子沿直线运动的条件是
B.图②中可以判断出通过电阻的电流方向为从上到下
C.图③中在分析同位素时，半径最大的粒子对应质量也最大
D.图④随着粒子的运动越来越快，粒子走过半圆的时间间隔越来越短
15．如图所示为回旋加速器的示意图，两个靠得很近的D形金属盒处在与盒面垂直的匀强磁场中，一个氘核从加速器的A处由静止开始加速，运动一段时间后从加速器出口C处射出。已知D型盒的半径为R，高频交变电源的电压为U、频率为f，氘核质量为m。下列说法正确的是( )
A.核在D形盒中运动时间与加速电压U无关
B.氘核的最大动能为
C.氘核第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为2:1
D.若要加速α粒子，交流电的频率f不需要改变
16．一束带电粒子沿水平方向平行飞过小磁针上方，如图所示，此时小磁针S极向纸内偏转，这一束粒子可能是( )
A.向右飞行的正离子束 B.向左飞行的正离子束
C.向右飞行的负离子束 D.向左飞行的负离子束
三、填空题
17．电子束的磁偏转
扫描：在偏转区的水平方向和竖直方向都有偏转磁场，其方向、强弱都在________，使得电子束打在荧光屏上的光点不断移动。电子束从最上一行到最下一行扫描一遍叫作一场，电视机中的显像管每秒要进行________场扫描。
18．电子束的磁偏转原理：电子显像管应用了电子束________的原理。
四、实验题
19．某实验小组准备定量探究直线电流周围磁场的决定因素。实验室提供了以下实验器材：
A.电流表A（量程为0.6A，内阻约为）
B.直导线（长度适宜、阻值约为）
C.滑动变阻器R（，额定电流为2A）
D.定值电阻
E.电源（电动势为，内阻很小）
F.磁传感器和测试仪
G.开关S和导线若干
（1）实验设计和电路连接
①磁传感器和测试仪可以测定空间中某点磁场的强弱，该小组猜测直导线周围的磁场强弱可能跟电流强度I以及场点到直导线的距离r有关，为完成实验定量探究，他们应该采用的实验方法为___。
②实验电路中，连接定值电阻的目的是___。
③如图甲所示为已正确连接的部分电路，为定量测量直导线周围磁场的磁感应强度，请用笔画线代替导线，完成图甲中剩余实验器件的连接___。
（2）探究磁感应强度B与电流强度Ⅰ的关系
①闭合开关S，保持磁传感器位置不变，记录电流表读数I和磁传感器及测试仪的读数B，电流表示数如图乙所示，该读数为___A。
②改变滑动变阻器滑片的位置，重复①中操作。
③在B-I坐标系中描点作图如图丙所示，可知磁感应强度B与电流强度I成正比，图线的斜率为___（结果保留两位有效数字）。
（3）探究磁感应强度B与场点到直导线距离r的关系
保持电路中电流不变，改变场点位置，测得磁感应强度B与场点到直导线距离r成反比关系。
五、计算题
20．如图，在平面直角坐标系中，第一象限内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场；第二象限内存在沿x轴正方向的匀强电场，电场强度。某带电粒子由点以速度沿y轴正方向射入电场，经y轴进入磁场，偏转后会再次回到电场。已知该粒子质量为m，电荷量为，不计粒子的重力，，。求：
(1)粒子第一次进入磁场的速度大小；
(2)磁感应强度B的取值范围。
21．如图所示，平面的第二象限（含x负半轴）内、第三象限内分别存在沿y轴正方向、负方向的匀强电场，两区域内的电场强度大小相等，区域内存在垂直于纸面向外的匀强磁场。质量为m、电荷量为q的带正电粒子从x负半轴上的P点以速度沿x轴正方向开始运动，粒子第一次穿过y轴时经过Q点，粒子第二次穿过y轴后恰能回到P点。已知点到坐标原点O的距离分别为L、，不计粒子的重力。
(1)求第二象限内匀强电场的电场强度大小E；
(2)求磁场的磁感应强度大小B。
参考答案
1．答案：C
解析：题图甲中，从空间站向地面传输信息采用的电磁波是麦克斯韦预言、赫兹通过实验验证存在的，故A错误；将中国古代的四大发明之一司南置于宣城，根据题图乙可知，磁勺尾（S极）静止时指向地理南方，故B错误；环形导线通电方向如题图丙所示，根据安培定则可知，小磁针最后静止时N极指向为垂直于纸面向外，故C正确；题图丁中，放在通电螺线管内部的小磁针，根据安培定则可知，静止时N极水平向右，故D错误.
2．答案：B
解析：根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的磁场产生电场，故乙、丙、丁都可以产生电场，A错误，B正确；均匀变化的磁场产生恒定的电场，周期性变化的磁场产生周期性变化的电场，从而产生电磁波，故丙、丁可以产生电磁波，C、D错误.
3．答案：D
解析:连接ac，根据几何关系得导线在磁场中受安培力的有效长度：
根据，得：
F与bc的夹角θ：
ABC.与计算不符，ABC错误；
D.与计算结果相符，D正确。
4．答案：C
解析：对圆形线框由法拉第电磁感应定律得，又，由闭合电路欧姆定律得，又由电阻定律得，由力的平衡条件得，圆形线框的质量为，整理得；设正方形线框的边长为x，则由法拉第电磁感应定律得，又，由闭合电路欧姆定律得，又由电阻定律得，由力的平衡条件得，正方形线框的质量为，整理得，结合解得，C正确。
5．答案：C
解析：条形磁体的磁感线分布如图所示，由于磁感线是闭合的曲线，故所有的磁感线均通过磁体内部，且磁体内部的磁场方向与磁体外部的磁场方向相反，金属环a由条形磁体的N极通过条形磁体移到S极，由于磁体内部的磁感线均穿过金属环a，且磁体外部穿过金属环a的磁感线条数先减少后增多，又通过金属环a的磁通量为磁体内部和外部的磁通量之差，故通过金属环a的磁通量先增大后减小，A错误；垂直于地面的金属环b从条形磁体的中央位置竖直下落，离磁体越远，磁场越弱，故穿过金属环b的磁感线条数变少，磁通量变小，B错误；金属环c从位置1到2过程中，磁通量减小，到位置2时，向上穿过金属环和向下穿过金属环的磁感线条数相同，此时磁通量为零，从2到3过程中磁通量增大，C正确；金属环c移到磁体中间上方时，磁感线与金属环平面平行，磁通量最小，所以金属环c从右向左移动过程中，磁通量先减小后增大，D错误.
6．答案：B
解析：通过线圈的磁通量为，故A错误；若线圈以cd为轴逆时针转过60°，线圈平面与磁场垂直且穿过线圈平面的磁通量为正，所以通过线圈的磁通量为，B正确；若线圈以cd为轴顺时针转过30°，线圈平面与磁场平行，通过线圈的磁通量为，C错误；若线圈以cd为轴顺时针转过120°，线圈平面与磁场垂直且穿过线圈平面的磁通量为负，通过线圈的磁通量为，所以通过线圈的磁通量变化量为，D错误.
7．答案：A
解析:A C.地磁的南北极与地理的南北极相反，地理的南极相当于地磁的北极，司南之杓，投之于地，其柢（即勺柄）指南，根据异名磁极相互吸引，“柢”相当于磁体的S极
故A正确，C错误；
B.铜材料不能被磁化，故司南之杓不是用铜为材料制作，故B错误；
D.柢能够指南是因为受到地磁场对它施加了向南的力，故D错误。
故选A。
8．答案：B
解析：两通电线圈在圆心O处产生的磁感应强度方向相互垂直，故圆心O处的磁感应强度大小为，故B正确.
9．答案：B
解析：做圆周运动的电荷带负电，则环形电流方向与其运动方向相反，根据安培定则可知其左侧为N极，右侧为S极，B正确.
10．答案：C
解析：由题意可知，a点的磁感应强度由三条通电导线在此处产生磁场的磁感应强度叠加而成，相邻的两条通电导线产生的磁场相互抵消，第三条通电导线产生的磁场垂直纸面向外，而在b点与a点情况相同，相邻的两条通电导线产生的磁场相互抵消，第三条通电导线产生的磁场垂直纸面向外，而在c点三条通电导线产生的磁场方向相同，且均垂直纸面向里，所以叠加而成的磁场最强，方向垂直纸面向里，故C正确.
11．答案：B
解析：圆环上带有大量的负电荷，电流方向与负电荷定向移动的方向相反，则当圆环沿顺时针方向转动时，圆环中有沿逆时针方向的电流，根据安培定则可知，圆环内部磁场方向向纸外，圆环外部磁场方向向纸内，小磁针静止时，N极所指的方向和磁场方向相同，则b的N极向纸外偏转，而a、c的N极向纸内偏转，B正确.
12．答案：C
解析：A选项图中通电直导线电流从左向右，根据安培定则可知，在小磁针处，导线产生的磁场方向垂直纸面向里，所以小磁针静止时N极垂直纸面向里，A错误；根据安培定则可知，B选项图中磁场方向为逆时针（从上向下看），因此小磁针静止时N极垂直纸面向里，B错误；根据安培定则可知，C选项图中环产生的磁场方向垂直纸面向外，所以小磁针静止时N极垂直纸面向外，C正确；根据安培定则，结合电流的方向可知，D选项图中通电螺线管的内部磁场方向由右向左，则小磁针静止时N极指向左，D错误.
13．答案：BC
解析：AB.如果粒子顺时针转动，则电场力与洛伦兹力都背向圆心，没有力来提供向心力，所以粒子是逆时针转动，A错误，B正确；CD.粒子做匀速圆周运动，设粒子电荷量为q，质量为m，速率为v，轨道半径为r，中心电荷的电荷量为Q，磁感应强度为B，有，当电量都变为原来3倍后，有，联立求得，可知开始时粒子受到洛伦兹力是库仑力的4倍，C正确，D错误。故选BC。
14．答案：AC
解析：A.能够通过速度选择器的带电粒子电场力和洛伦兹力平衡，有，解得，故A正确;B.根据左手定则可知，带正电的粒子向下板偏转，带负电的粒子向上板偏转，下板的电势高于上板，所以通过电阻的电流方向为从下到上，故B错误;C.带电粒子先在加速电场中加速，根据动能定理有，解得，带电粒子后在匀强磁场中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律，解得，由上式可知分析同位素时，半径最大的粒子对应质量也最大，故C正确;D.带电粒子在磁场中匀速圆周运动，周期为与速度无关，故D错误。故选:AC。
15．答案：BD
解析:AB.氘核最大速度
则获得的最大动能为
加速的次数为
解得
由于D形盒的半径R不变，氘核做圆周运动周期T不变，加速电压U越大，加速次数N越少，氘核在D形盒中运动时间越短，A错误，B正确；
C.根据
解得即氘核第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为，C错误；
D.根据
解得因为α粒子与氘核的比荷相同，α粒子与氘核在磁场中运动的频率相同，若要加速α粒子，则交流电的频率f不用改变，D正确。
故选BD。
16．答案：BC
解析：向右飞行的正离子束形成的电流方向向右，根据安培定则可知，正离子束在下方产生的磁场方向垂直纸面向里，则小磁针S极向纸外偏转，不符合题意，故A错误；向左飞行的正离子束形成的电流方向向左，根据安培定则可知，正离子束在下方产生的磁场方向垂直纸面向外，则小磁针S极向纸内偏转，符合题意，故B正确；向右飞行的负离子束形成的电流方向向左，根据安培定则可知，负离子束在下方产生的磁场方向垂直纸面向外，则小磁针S极向纸内偏转，符合题意，故C正确；向左飞行的负离子束形成的电流方向向右，根据安培定则可知，负离子束在下方产生的磁场方向垂直纸面向里，则小磁针S极向纸外偏转，不符合题意，故D错误.
17．答案：不断变化；50
解析：扫描：在偏转区的水平方向和竖直方向都有偏转磁场，其方向、强弱都在不断变化，使得电子束打在荧光屏上的光点不断移动。
电子束从最上一行到最下一行扫描一遍叫作一场，电视机中的显像管每秒要进行50场扫描。
18．答案：磁偏转
解析：原理：电子显像管应用了电子束磁偏转的原理。
19．答案：控制变量法；保护电路；；0.23；38
解析:（1）①磁感应强度B与距离r和电流强度I都有关，应该采用控制变量法。
②为保证电流表读数不超过量程，应该串联定值电阻保护电路。
③实物连接如图所示
（2）①根据电流表读数规则可得读数为0.23 A。
③图线的斜率为
20．答案：(1)
(2)
解析:（1）粒子在电场中做类平抛运动，根据牛顿第二定律可知
沿轴方向有
联立解得，
则粒子进入磁场时的速度大小
（2）粒子第一次进入磁场时的位置坐标
设粒子进入磁场时速度与轴正方向夹角为，则
解得
粒子在磁场中的运动轨迹刚好与轴相切时，半径最大，如图所示
根据几何关系可得
解得最大半径
即粒子在磁场中运动轨迹半径满足
由洛伦兹力提供向心力得
解得
21．答案：(1)
(2)
解析:（1）粒子沿x轴方向有
粒子沿y轴方向有
其中
解得
（2）设粒子经过Q点时速度方向与y轴正方向的夹角为，则粒子第一次经过y轴时的速度大小
粒子在磁场中运动时有
粒子恰能回到P点，说明粒子在磁场中的运动轨迹关于x轴对称，粒子在磁场中运动的轨迹半径
解得
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