专题10 磁场、电磁感应（学考真题汇编，全国通用）高中物理

专题10 磁场、电磁感应 5类高频考点概览 考点一 磁现象、磁场 考点二 安培力、洛伦磁力 考点三 带电粒子在磁场（复合场）的运动 考点四 感应电流 考点五 法拉第电磁感应及其应用 考点一 磁现象、磁场 1．（2023高二下·河北·学业考试）在匀强磁场中，一根长为0.4m的通电直导线与磁场方向垂直，当导线中的电流为10A时，所受的磁场力为0.04N，该磁场磁感应强度的大小为（    ） A．0.01T B．0.1T C．0.4T D．1T 【答案】A 【详解】根据磁感应强度的定义，该磁场磁感应强度的大小为 故选A。 2．（2025高二下·广东·学业考试）通电长直导线周围的磁场可用磁感线描述，下列磁感线描述正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】AC．根据安培定则，可判断知图中通电长直导线周围的磁场应为选项A图中所示，故A正确，C错误； BD．根据安培定则，可判断知图中通电长直导线周围的磁场从上往下看，应为以导线为圆心的一圈一圈顺时针方向的同心圆，故BD错误； 故选A。 3．（2024高二下·黑龙江·学业考试）物理学中把小磁针静止时N极的指向规定为该点磁场的方向。如图所示，在条形磁铁形成的磁场中放有四个可以自由转动的小磁针（黑色一端为N极）。它们静止时的指向正确的是（　　）    A．a B．b C．c D．d 【答案】D 【详解】小磁针静止时N极指磁感线的方向，可知只有d的指向正确。 故选D。 4．（2023高二上·河北·学业考试）边长为L的正方形区域内部有磁感应强度为B的匀强磁场，将边长为2L的n匝正方形线框置于磁场外围，如图所示，则穿过线框的磁通量为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】穿过线框的磁通量为 故选A。 5．（2023高二上·江苏·学业考试）如图所示，闭合金属线框在匀强磁场中从图示位置绕中心轴转过90°，则（　　） A．通过线框的磁通量不变 B．通过线框的磁通量增大 C．此过程中，线框中无感应电流 D．此过程中，线框中有感应电流 【答案】D 【详解】AB．闭合金属线框在匀强磁场中从图示位置绕中心轴转过90°的过程中，金属线框在垂直磁感应强度B的方向上面积的投影减小，故通过线框的磁通量减小，AB错误； CD．由于闭合金属线框在旋转的过程中磁通量发生了改变，根据法拉第电磁感应定律可知，线框中有感应电流，C错误，D正确。 故选D。 6．（2023高二上·江苏·学业考试）如图所示，通电直导线电流方向竖直向上，附近的小磁针静止时指向正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】根据安培定则可以判定通电直导线周围的磁场方向如图所示 结合静止在磁体周围的小磁针，其北极的指向为该点的磁场方向，只有A图正确。 故选A。 7．（2025高二上·江苏·学业考试）如图所示。长直导线中通有水平向右的恒定电流，正下方的小磁计最后静止时，N极指向（　　） A．水平向左 B．水平向右 C．垂直纸面向里 D．垂直纸面向外 【答案】C 【详解】根据安培定则可知，长直导线下方的磁场垂直纸面向里，即N极垂直纸面向里。 故选C。 8．（2025高二上·江苏·学业考试）在磁感应强度为的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面面积为S，则通过该平面的磁通量为（　　） A．BS B．B2S C．BS2 D．B2S2 【答案】A 【详解】根据磁通量的定义可知，通过该平面的磁通量为 故选A。 9．（2023高二下·河北·学业考试）如图所示，小磁针与线圈处于同一平面内，当线圈中通入逆时针方向的电流时，忽略地磁场的影响，小磁针最后静止时S极的指向为（    ） A．水平向右 B．水平向左 C．垂直纸面向里 D．垂直纸面向外 【答案】C 【详解】根据安培定则可判断，通电线圈产生的磁场方向垂直于直面向外，小磁针N极指向为垂直纸面向外，因此，小磁针最后静止时S极的指向为垂直纸面向里。故选C。 10．（2024高二上·浙江·学业考试）下列常见磁场的磁感线分布图，正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．磁感线在条形磁铁的外部应从N到S，A错误； BD．拇指指向电流方向，四指的环绕方向为磁场方向，B错误，D正确； C．四指指向电流方向，拇指为磁场方向，C错误。 故选D。 11．（2025高三上·黑龙江·学业考试）距离很近的两个平行异名磁极之间的磁场，除边缘部分外，可以认为是匀强磁场，如图所示。关于匀强磁场中各点的磁感应强度，下列说法正确的是（　　） A．大小不等，方向不同 B．大小相等，方向相同 C．大小不等，方向相同 D．大小相等，方向不同 【答案】B 【详解】匀强磁场中各点的磁感应强度大小相等，方向相同。 故选B。 12．（2023高二下·河北·学业考试）某一区域的磁感线分布如图所示，、两点在同一条磁感线上，下列说法正确的是（    ） A．点的磁感应强度小于点的磁感应强度 B．两条磁感线之间的区域磁感应强度为0 C．点的切线方向就是该点的磁场方向 D．、两点的磁场方向相同 【答案】AC 【详解】A．磁感线越密，磁感应强度越大，点处磁感线较密，故点的磁感应强度小于点的磁感应强度，故A正确； B．磁感线是假想的，实际不存在，两条磁感线之间的区域存在磁场，磁感应强度不为0，故B错误； CD．磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向，故点的切线方向就是该点的磁场方向，、两点的磁场方向不相同，故C正确，D错误。 故选AC。 考点二 安培力、洛伦磁力 1．（2021高二·山西·学业考试）为了检验某种物质射线的电性，把该物质放在带有小孔的铅盒中，在小孔的上方加有方向如图所示的磁场，结果发现射线分开为a、b、c三束，下列判断正确的是（　　） A．a束粒子带负电 B．b束粒子带正电 C．c束粒子带负电 D．c束粒子不带电 【答案】C 【详解】A．a束粒子在磁场中运动时发生偏转，根据左手定则可以判断，a束粒子带正电，A错误； B．b束粒子在磁场中运动时不发生偏转，b束粒子不带电，B错误； CD．c束粒子在磁场中运动时发生偏转，根据左手定则可以判断，c束粒子带负电，C正确，D错误。 故选C。 2．（2023高二上·河北·学业考试）如图所示，直线PQ上方存在垂直纸面向里的匀强磁场，a、b两个电子在纸面内先后由O点垂直PQ射入磁场，并分别从M、N两点射出磁场。不计电子重力及电子间互相作用力。下列说法对的是（    ） A．电子a速度比电子b速度大 B．电子b速度比电子a速度大 C．在磁场中电子a运动的时间比电子b运动的时间长 D．在磁场中电子b运动的时间比电子a运动的时间长 【答案】B 【详解】由洛伦兹力提供向心力可得 可得 由图可知电子b的轨道半径大于电子a的轨道半径，则电子b速度比电子a速度大；根据 由于周期相同，两电子在磁场中运动的时间都等于周期的一半，则在磁场中电子a运动的时间与电子b运动的时间相等。 故选B。 3．（2025高二下·湖南·学业考试）在磁场中放置一条直导线，导线的方向与磁场方向垂直。先后在导线中通入不同的电流，导线所受的力也不一样。甲、乙、丙、丁的图像表示的是导线受力的大小F与通过导线的电流I的关系。A、B各代表一组F、I的数据。在甲、乙、丙、丁四幅图中，正确的是（　　） A．甲和乙 B．乙和丙 C．丙和丁 D．甲和丁 【答案】B 【详解】由于导线的方向与磁场方向垂直，则导线所受安培力 可知，图像为一条过原点的倾斜直线，图乙、丙符合要求。 故选B。 4．（2025高二下·湖南株洲·学业考试）一直导体棒垂直放在匀强磁场中，当通过导体棒的电流时，受到的安培力，导体棒接入电路的有效长度，则导体棒所处位置的磁感应强度大小是（　　） A．3T B．6T C．12T D．4T 【答案】A 【详解】根据安培力公式 解得磁感应强度 故选A。 5．（2021高二下·福建·学业考试）如图，正电荷在匀强磁场中运动时，所受洛伦兹力的方向正确的是（　　） A．B．C． D． 【答案】A 【详解】根据左手定则可知，A正确，BCD错误。 故选A。 6．（2024高二上·江苏泰州·学业考试）如图所示，各带电粒子均以速度射入匀强磁场，其中图中的方向垂直于纸面向里，图中的方向垂直于纸面向外，粒子所受洛伦兹力的方向竖直向下的是（　　） A．B．C．D． 【答案】D 【详解】A．根据左手定则可知，图中正电荷受到的洛伦兹力方向应该竖直向上，故A错误； B．根据左手定则可知，图中负电荷受到的洛伦兹力方向应该垂直纸面向里，故B错误； C．图中v的方向垂直纸面向里，根据左手定则可知，正电荷受到的洛伦兹力方向应该向右，故C错误； D．图中v的方向垂直纸面向外，根据左手定则可知，负电荷受到的洛伦兹力方向应该竖直向下，故D正确。 故选D。 7．（2023高二·陕西·学业考试）如图所示，利用左手定则，正确标明了正电荷刚进入磁场时所受洛伦兹力F方向的是（　　） A．甲图 B．乙图 C．丙图 D．丁图 【答案】A 【详解】A．根据左手定则甲图中洛伦兹力方向竖直向上，A正确； B．根据左手定则乙图中洛伦兹力方向竖直向下，B错误； C．根据左手定则丙图中洛伦兹力方向垂直纸面向里，C错误； D．根据左手定则丁图中洛伦兹力方向垂直纸面向外，D错误。 故选A。 8．（2022高二·湖南·学业考试）甲、乙两个质量和电荷量都相同的带正电的粒子（重力及粒子之间的相互作用力不计），分别以速度和垂直磁场方向射入匀强磁场中，且（下列各图中的v表示粒子射入磁场的方向），则甲乙两个粒子的运动轨迹正确的是（　　） A． B．C．D． 【答案】A 【详解】CD．根据左手定则可判断带正电的粒子在磁场中向上偏转，选项CD错误； AB．根据洛伦兹力提供向心力有 解得 由于，则 选项A正确，B错误。 故选A。 9．（21-22高二下·黑龙江黑河·期中）下列各图中标出了磁场B和正电荷运动速度v的方向，该时刻粒子所受洛伦兹力沿纸面向右的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．由左手定则可知洛伦兹力方向垂直纸面向里，故A错误； B．带电粒子运动方向与磁场方向平行，不受洛伦兹力，故B错误； C．由左手定则可知洛伦兹力方向沿纸面向左，故C错误； D．由左手定则可知洛伦兹力方向沿纸面向右，故D正确。 故选D。 考点三 带电粒子在磁场（复合场）的运动 1．（2021高二·贵州·学业考试）如图所示，半圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，一束粒子垂直于磁场及其左边界从圆心O处沿方向射入磁场后，发现有粒子分别从M点、N点，P点射出，不计重力和粒子间的相互作用，下列判断正确的是（　　） A．从M点射出的粒子带正电荷 B．从P点射出的粒子带正电荷 C．从P点射出的粒子带负电荷 D．从N点射出的粒子带正电荷 【答案】D 【详解】根据左手定则，若粒子带正电，则受向下的洛伦兹力，向下偏转；若粒子带负电，受向上洛伦兹力而发现向上的偏转；若粒子不带电，则不发生偏转。所以，从M点射出的粒子带负电荷，从P点射出的粒子不带电，从N点射出的粒子带正电荷，故D正确，ABC错误。 故选D。 2．（2021高二下·福建·学业考试）如图，长的直导线垂直于匀强磁场放置，磁场的磁感应强度。当导线中通以的电流时，导线受到的安培力大小为（　　） A．0 B．0.1N C．0.2N D．0.3N 【答案】C 【详解】根据安培力的计算公式可得 故选C。 3．（2022高二上·广东佛山·学业考试）阴极射线管及方向坐标如图所示。电子束从阴极射出，直线射出狭缝掠射到荧光屏上，显示出电子束的径迹，以下偏转情况判断正确的是（　　） A．在阴极射线管中加一个方向向上的电场，射线向上偏转 B．在阴极射线管中加一个方向向下的电场，射线向上偏转 C．在阴极射线管中加一个方向向前的磁场，射线向上偏转 D．在阴极射线管中加一个方向向后的磁场，射线向上偏转 【答案】BC 【详解】A．在阴极射线管中加一个方向向上的电场，射线向下偏转，故A错误； B．在阴极射线管中加一个方向向下的电场，射线向上偏转，故B正确； C．在阴极射线管中加一个方向向前的磁场，射线向上偏转，故C正确； D．在阴极射线管中加一个方向向后的磁场，射线向下偏转，故D错误。 故选BC。 4．（2024高三下·海南省直辖县级单位·学业考试）科研工作者常通过观察原子核在磁场中的运动轨迹来判断原子是否发生衰变以及衰变的性质。静止的原子核在磁场中发生衰变后运动轨迹如图1所示；静止的原子核在磁场中发生衰变后运动轨迹如图2所示。下列说法正确的是（　　） A．衰变后两个产物的动能相同 B．衰变后两个产物的动量相同 C．图1衰变为衰变 D．图2中小圆的半径与大圆的半径的关系为 【答案】C 【详解】A．衰变后两个产物的动量大小相同，但两个产物的质量不相同，所以动能不相同，故A错误； B．衰变后两个产物的动量大小相同，但方向不同，故B错误； C．的衰变方程为 图1衰变为衰变，故C正确； D．的衰变方程为 衰变前后动量守恒，即 根据半径公式可知半径之比等于电荷量的反比，从而求出图2中小圆的半径与大圆的半径的关系为，故D错误。 故选C。 5．（2022高二下·贵州·学业考试）如图所示，一长为2L、宽为L的矩形区域ABCD内（包括边界），存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场，P为BC边的中点。A处有一粒子源，可以沿AD方向发射质量为m、带电量为的粒子（不计重力与粒子间的相互作用）。从PC段射出的粒子初速度大小的范围为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】若粒子从P点射出，则半径 R=L 根据 可得 若粒子从C点射出，则 解得 r=2.5L 根据 可得 则从PC段射出的粒子初速度大小的范围为 故选A。 6．（2021高二·贵州·学业考试）如图所示，足够长的平行边界间有垂直纸面向外的匀强磁场，间距为d。一质量为m，电荷量为的粒子（不计重力），从A点以速度v沿与成角、垂直磁场的方向射入磁场区域。若要使粒子不从边界射出磁场，则磁场的磁感应强度B应满足（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】粒子不从边界射出，临界情况为粒子的轨迹恰好与边界PQ相切，如图所示 设轨道半径为r，由几何关系可得 解得 由于洛伦兹力提供向心力，可得 解得 磁感应强度B越大，轨迹半径越小，所以磁场的磁感应强度B应满足 故选A。 7．（2021高二上·广西柳州·学业考试）19世纪末，阿斯顿用他设计的质谱仪发现了氖20和氖22，证实了同位素的存在。已知氖22的质量大于氖20的质量，若两种粒子带等量正电荷，以相同的速度，经狭缝垂直磁场方向射入匀强磁场。它们的运动轨迹可能是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】粒子带正电，进入磁场后，根据左手定则可知，洛伦兹力向左，粒子向左偏转，又洛伦兹力提供向心力，有 可得 因v、B、q相同，氖22的质量大于氖20的质量，则氖22的轨迹半径大于氖20的轨迹半径。 故选C。 8．（2022高三下·海南·学业考试）如图所示，在xOy坐标系中，y轴右侧存在垂直纸面向里磁感应强度为B的匀强磁场，磁场右边界线与y轴平行，一束带正电荷的同种粒子从O点沿着x轴正方向以恒定速率进入磁场，粒子从右边界离开磁场时速度方向与x轴成θ角。若撤掉磁场，该种粒子从进入到离开右边界用的时间为t，不计粒子重力及粒子间的相互作用，则此粒子的比荷为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】由洛伦兹力提供向心力得 由几何关系得 联立解得 故A正确，BCD错误。 故选A。 9．（2023高三上·江苏南通·学业考试）劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器（如图甲所示），其原理如图乙所示，加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，两个金属盒处于与盒面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。两盒间留有空隙，现对氚核（）加速，所需的高频电源的频率为f，已知元电荷为e，下列说法正确的是（　　） A．氚核的质量为 B．高频电源的电压越大，氚核最终射出回旋加速器的速度越大 C．被加速的带电粒子在回旋加速器中做圆周运动的周期随半径的增大而增大 D．该回旋加速器接频率为f的高频电源时，也可以对氦核（）加速 【答案】A 【详解】AC．设D型盒的半径为，氚核射出D型盒时的速度为，则由洛伦兹力充当向心力有 可得 氚核在两D型盒所加电场中加速，其做圆周运动的周期与两D型盒所加电压的变化周期相同，粒子才能被同步加速，即 则由洛伦兹力充当向心力有 联立以上各式解得 故A正确，C错误； B．氚核射出加速器时由洛伦兹力充当向心力有 解得 可知，在磁感应强度一定的情况下，氚核最终射出回旋加速器的速度只与D型盒的半径有关，故B错误； D．高频电源的周期与氚核在磁场中做圆周运动的周期相同，根据洛伦兹力充当向心力有 周期 联立可得 则其频率 显然，对于比荷与氚核相同的粒子，在回旋加速器接频率为f的高频电源时，都能被加速，而氦核（）的比荷与氚核的比荷不同，因此氦核（）不能被该高频电源形成的电场加速，故D错误。 故选A。 10．（2023高三·广东·学业考试）如图，在宽为L，长为2L的矩形区域abcd内有正交的匀强电场和匀强磁场，电场的等势面如图标示，磁场方向垂直纸面向里。 不计重力的带电粒子从O点沿等势面射入场区，恰能沿直线经过p点射出场区。 若仅撤去磁场，粒子从c点射出。 若仅撤去电场，粒子将（　　） A．从a点射出 B．从b点射出 C．从d点射出 D．从b、p之间射出 【答案】A 【详解】设射入速度为v0，恰能沿直线经过p点射出场区，则有 qv0B=Eq 仅撤去磁场从c点射出，可知粒子受电场力向右，受洛伦兹力向左，撤去磁场时，则竖直方向有 L=v0t 水平方向有 Eq=ma 若仅撤去电场，则粒子做圆周运动，有 解得 可得粒子运动轨迹如下 粒子有a点射出，故A正确，BCD错误。 故选A。 11．（2022高二上·广东惠州·学业考试）下列关于静电场与磁场的应用，正确的是（　　） A．图甲为示波器的示波管，要使荧光屏中间的亮斑向上移动，需要使竖直偏转板中上级板的电势低于下级板的电势 B．图乙为静电除尘装置，煤粉等粉尘在强大的电场作用下电离成正负离子分别吸附到B和A上 C．图丙是用来加速带电粒子的回旋加速器示意图，要使粒子获得的最大动能增大，可增大加速电场的电压U D．图丁是磁流体发电机示意图，由图可判断通过电阻的电流方向向上 【答案】D 【详解】A．要使荧光屏中间的亮斑向上移动，电子在竖直偏转板中受到的电场力向上，可得上级板的电势高于下级板的电势，A错误； B．空气被电离成正离子和电子，煤粉等粉尘吸附电子带负电，向正极运动即吸附在A上，B错误； C．设回旋加速器的最大半径为，加速后最大速度为，根据 可得 所以粒子的最大动能与加速电场的电压U无关，C错误； D．根据左手定则正离子向B板偏转，负离子向A板偏转，所以B板为正极可得通过电阻的电流方向向上，D正确。 故选D。 12．（2022高二上·广东佛山·学业考试）为了诊断病人的心脏功能和动脉中血液粘滞情况，可以使用电磁流量计测量血管中血液的流速和流量。如图是电磁流量计测量血管中血液流速的示意图，下列说法正确的是（　　） A．a端电势高于b端电势 B．血液越粘滞，ab端电势差越大 C．外加磁场越大，ab两端电势差越小 D．液体均可以使用电磁流量计测量流量 【答案】A 【详解】A．血液中正负离子向右流动的速度为v，根据左手定则，在洛伦兹力作用下，正离子向管道a的一侧集中，而负离子向管道b的一侧集中，两者之间形成电势差，则a端电势高于b端电势，故A正确； B．当正负离子受到的电场力与洛伦兹力平衡时，离子不再偏移，此时有稳定的电势差，形成一个匀强电场，对离子有 解得 血液越粘滞，v越小，ab端电势差越小，故B错误； C．根据 外加磁场越大，ab两端电势差越大，故C错误； D．根据 得 ① 设在时间内流进管道的血液体积为V，则流量 ② 联立①②得 若液体不含带电粒子，不可以使用电磁流量计测量流量，故D错误。 故选A。 13．（2021高二·山西·学业考试）如图所示，极板、之间电压为，圆心为、半径为的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，极板附近的电子由静止开始被电场加速后，从点沿半径方向垂直进入匀强磁场，电子离开磁场时速度方向与进入磁场时速度方向之间的夹角为。已知电子质量为，电荷量为，不计重力。求： （1）电子离开加速电场时速度的大小； （2）匀强磁场磁感应强度的大小。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）设电子离开加速电场时速度的大小为，根据动能定理可得 解得 （2）电子在磁场中的运动轨迹如图所示 电子在磁场中，根据洛伦兹力提供向心力可得 由图中几何关系可得 联立可得匀强磁场磁感应强度的大小 14．（2020高二·山西·学业考试）质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具，如图所示，带电粒子从容器下方的小孔飘入质谱仪中电势差为的加速电场，其初速度几乎为零，然后沿着与磁场垂直的方向从点进入磁感应强度为的匀强磁场中，最后打到照相底片上（忽略重力的影响） （1）请说明该带电粒子带正电还是带负电； （2）若电荷量为、质量为的粒子，由容器进入质谱仪，最后打在底片上点，求间的距离； （3）若某种元素的两种同位素的原子核由容器进入质谱仪，在磁场中运动轨迹的直径之比为，求它们的质量之比。 【答案】（1）正电；（2）；（3） 【详解】（1）由粒子在磁场中的运动轨迹根据左手定则可得出粒子带正电； （2）粒子在电场中加速，根据动能定理 粒子在磁场中做匀速圆周运动时，洛伦兹力提供向心力 联立解得 （3）由（2）中结论对同位数可得 所以 15．（2023高二上·四川·学业考试）如图所示，直角三角形ACD区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一质量为m的带电粒子以速度从C点沿∠C的角平分线射入磁场，刚好从A点离开磁场。已知，CD边的长度为d，粒子重力不计。 （1）判断粒子的带电性质； （2）求粒子的电荷量q； （3）求粒子在磁场中的运动时间t。 【答案】（1）负电；（2）；（3） 【详解】（1）由左手定则可知，粒子带负电； （2）粒子沿∠C的角平分线射入磁场，与AC的夹角为30°，刚好从A点离开磁场，则应该沿DA方向射出，由几何关系可知，粒子在磁场中运动的半径为 根据 可得 （3）粒子在磁场中的运动时间 16．（2021高二下·云南·学业考试）如图所示，虚线右侧存在足够大且垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，N、P是磁场边界上的两个点。一个带正电的粒子，以速度v垂直于边界从N点运动到P点，其中N、P之间的距离为d，粒子只受洛伦兹力作用。求∶ （1）带电粒子电荷量与质量的比值； （2）粒子在匀强磁场中运动的时间t。 ‍ 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）由几何关系可知，粒子在磁场中做圆周运动的半径 由洛伦兹力提供向心力有 联立可得 （2）粒子在磁场中转过的弧度为 则在磁场中运动的时间 考点四 感应电流 1．（2025高二上·辽宁·学业考试）电磁感应现象的发现，开辟了人类社会的电气化时代。如图所示，矩形线圈ABCD位于长直导线附近，导线中通过的电流为I，线圈与导线在同一平面内，线圈的两个边与导线平行。下列情形中线圈不能产生感应电流的是（　　） A．长直导线中的电流I逐渐增大 B．在这个平面内线圈远离导线移动 C．在这个平面内线圈靠近导线移动 D．在这个平面内线圈沿AB方向移动 【答案】D 【详解】A．长直导线中的电流I逐渐增大时，穿过线圈的磁通量增加，线圈中会产生感应电流，A不符合题意； B．在这个平面内线圈远离导线移动时，穿过线圈的磁通量减小，线圈中会产生感应电流，B不符合题意； C．在这个平面内线圈靠近导线移动时，穿过线圈的磁通量增加，线圈中会产生感应电流，C不符合题意； D．在这个平面内线圈沿AB方向移动时，穿过线圈的磁通量不变，线圈中不会产生感应电流，D符合题意。 故选D。 2．（2023高一下·贵州·学业考试）如图所示，闭合金属圆环固定。下列操作能使圆环产生感应电流的是（　　） A．使条形磁铁静止在圆环上方 B．使条形磁铁静止在圆环中央 C．使条形磁铁静止在圆环下方 D．使条形磁铁快速地穿过圆环 【答案】D 【详解】A．使条形磁铁静止在圆环上方，穿过圆环的磁通量保持不变，不会使圆环产生感应电流，故A错误； B．使条形磁铁静止在圆环中央，穿过圆环的磁通量保持不变，不会使圆环产生感应电流，故B错误； C．使条形磁铁静止在圆环下方，穿过圆环的磁通量保持不变，不会使圆环产生感应电流，故C错误； D．使条形磁铁快速地穿过圆环，穿过圆环的磁通量发生变化，会使圆环产生感应电流，故D正确。 故选D。 3．（2025高二下·广东·学业考试）如图所示，在匀强磁场中有一个闭合的金属线圈，下列哪种方式可使线圈中产生感应电流（　　） A．在磁场内垂直于磁场方向左右平移线圈 B．在磁场内垂直于磁场方向上下平移线圈 C．在磁场内沿磁场方向平移线圈 D．在磁场内绕线圈某一边转动 【答案】D 【详解】A．在磁场内垂直于磁场方向左右平移线圈，穿过线圈的磁通量保持不变，不能产生感应电流，故A错误； B．在磁场内垂直于磁场方向上下平移线圈，穿过线圈的磁通量保持不变，不能产生感应电流，故B错误； C．在磁场内沿磁场方向平移线圈，穿过线圈的磁通量保持不变，不能产生感应电流，故C错误； D．在磁场内绕线圈某一边转动，回路的有效面积会发生改变，磁通量会发生改变，则会产生感应电流，故D正确。 故选D。 4．（2025高二下·贵州·学业考试）决定闭合电路中是否产生感应电流的是穿过这一电路的（　　） A．磁场 B．磁通量大小 C．磁通量是否变化 D．磁场方向 【答案】C 【详解】产生感应电流的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化。 故选C。 5．（2025高二下·广东·学业考试）如图所示，垂直于纸面的匀强磁场局限在虚线框内，一闭合导线框平面始终与磁场垂直，导线框在以下运动过程中可产生感应电流的是（　　） A．从位置1直线运动到位置2 B．从位置1直线运动到位置3 C．从位置3直线运动到位置4 【答案】B 【详解】只有当穿过线圈的磁通发生变化时才会产生感应电流，则从位置1直线运动到位置2或者从位置3直线运动到位置4，磁通量不变，不会产生感应电流；而从位置1直线运动到位置3，磁通量增加，会产生感应电流。 故选B。 6．（2024高二·广东·学业考试）如图所示，要使Q线圈产生图示方向的电流，可采用的方法有（　　） A．闭合电键K后，把R的滑片右移 B．闭合电键K后，把P中的铁芯从左边抽出 C．闭合电键K后，把Q靠近P 【答案】C 【详解】A．闭合电键K后，把R的滑片右移，Q中的磁场方向从左向右，且在减小，根据楞次定律，左边导线电流方向向上，故A错误； B．闭合电键K后，将P中的铁芯从左边抽出，Q中的磁场方向从左向右，且在减小，根据楞次定律，左边导线电流方向向上，故B错误； C．闭合电键，将Q靠近P，Q中的磁场方向从左向右，且在增强，根据楞次定律，左边导线的电流向下，故C正确。 故选C。 【点睛】解决本题的关键掌握感应电流产生的条件，即当通过闭合回路中的磁通量发生变化，就会产生感应电流，以及会运用楞次定律判断感应电流的方向。 7．（2024高二上·广东·学业考试）如图所示，在一固定水平放置的闭合导体圆环上方，有一条形磁铁，从离地面高h处，由静止开始下落，最后落在水平地面上。磁铁下落过程中始终保持竖直方向，并从圆环中心穿过圆环，而不与圆环接触。若不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法中正确的是（　　） A．在磁铁下落的整个过程中，圆环中的感应电流方向先逆时针后顺时针（从上向下看圆环） B．磁铁在整个下落过程中，它的机械能不变 C．磁铁落地时的速率一定等于 【答案】A 【详解】A．在磁铁下落的整个过程中，圆环中的感应电流方向，根据楞次定律的增反减同，可知先逆时针后顺时针（从上向下看圆环）,故A正确； BC．磁铁在整个下落过程中，除重力外，磁场力也做功了，它的机械能变小，即 解得 故B错误，C错误。 故选A。 8．（2022高二上·浙江杭州·学业考试）下列说法正确的是（    ）      A．图甲中人接触起电机头发散开属于感应起电 B．图乙中用酒精灯给串联接入电路的灯丝加热，发现小灯泡变亮 C．图丙中相互靠近的导线中通有同向电流 D．图丁中金属线圈在通入竖直向上的恒定电流导线右侧向右运动时，感应电流方向为逆时针方向 【答案】C 【详解】A．图甲中人接触起电机头发散开属于接触起电，故A错误； B．图乙中用酒精灯给串联接入电路的灯丝加热，灯丝电阻变大，发现小灯泡变暗，故B错误； C．根据安培定则和左手定则可知，图丙中相互靠近的导线中通有同向电流，故C正确； D．图丁中金属线圈在通入竖直向上的恒定电流导线右侧向右运动时，线圈的磁通量向里减少，根据楞次定律可知，感应电流方向为顺时针方向，故D错误。 故选C。 10．（2022高二上·山东青岛·学业考试）如图所示，三角形线框与长直导线彼此绝缘，线框被导线分成面积相等的两部分，在MN接通图示方向电流的瞬间，下列说法正确的是（　　） A．线框中磁通量始终为定值 B．线框中无感应电流 C．线框中感应电流的方向C→B→A D．线框中感应电流的方向A→B→C 【答案】D 【详解】由安培定则可知，MN中的电流在导线框左处产生的磁场垂直于纸面向里，右处的磁场垂直纸面向外。虽然线框被导线分成面积相等的两部分，但离导线越远，磁场越弱，所以根据磁通量相互抵消一部分，可得在MN通电的瞬间，通过导线框的磁通量向里增大，由楞次定律可知，可判断ABC中电流的方向A-B-C。 故选D。 11．（2022高三下·湖南·学业考试）如图所示，竖直放置的陶瓷圆筒上对称位置绕有两个完全相同的闭合线圈A和B，一条形磁铁从圆筒上方某一位置释放，当条形磁铁通过圆筒的正中间位置时，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．线圈A、B中的电流方向相反 B．从上向下看A中的感应电流方向为顺时针 C．条形磁铁向下的加速度为g D．线圈B中的感应电流小于线圈A中的感应电流 【答案】A 【详解】AB．当条形磁铁通过圆筒的正中间位置时，穿过线圈A的磁通量向上减小，穿过线圈B的磁通量向上增加，根据楞次定律可知，线圈A、B中的电流方向相反，从上向下看A中的感应电流方向为逆时针，选项A正确，B错误； C．根据楞次定律 “来拒去留”可知磁铁受磁场力方向向上，则磁铁向下的加速度小于g，选项C错误； D．磁铁在该位置，穿过两个线圈的磁通量的变化率相等，则感应电动势相等，即线圈B中的感应电流等于线圈A中的感应电流，选项D错误。 故选A。 12．（2022高二·广东·学业考试）如图所示，一个方形金属线圈绕水平固定转轴OO′来回摆动，空间有沿水平向右的匀强磁场，方向垂直于轴OO′。图中H点为线圈摆动的最高位置，L点为最低位置。关于该线圈，下列说法正确的是（   ） A．在摆动过程中没有感应电流 B．在摆动过程中有恒定的感应电流 C．在H位置穿过的磁通量最大 D．在L位置穿过的磁通量最大 【答案】D 【详解】AB．线圈摆动过程中磁通量的变化率不同，根据法拉第电磁感应定律 又由欧姆定律可得 所以产生的感应电流不同，因此可得线圈在摆动过程中有非恒定的感应电流，AB错误； CD．在最低点磁场穿过的有效面积最大，因此在最低点L穿过线圈的磁通量最大，C错误，D正确。 故选D。 13．（2019高二下·广东·学业考试）如图所示，矩形线圈MNPQ处于匀强磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，PQ边刚好处于磁场右边界．则当线圈做下列运动时，通过线圈的磁通量会发生变化的是 A．线圈向右平移且MN边未离开磁场 B．线圈向左平移且MN边未离开磁场 C．线圈向上平移且MQ边未离开磁场 D．线圈向下平移且NP边未离开磁场 【答案】A 【详解】A、根据公式，不变，线圈向右平移且边未离开磁场，有效面积减小，通过线圈的磁通量减小，故选项A正确； BCD、根据公式，不变，线圈向左平移且边未离开磁场，有效面积不变，通过线圈的磁通量不变，同理可知线圈向上平移且边未离开磁场或线圈向下平移且边未离开磁场，有效面积不变，通过线圈的磁通量磁通量均不会发生变化，故B、C、D错误． 14．（2023高二上·浙江绍兴·学业考试）在如图所示的磁场中，把圆形闭合线圈从位置水平匀速右移到位置，下列说法正确的是（    ） A．处的磁感应强度比处的大 B．穿过线圈的磁通量变大 C．线圈中会产生感应电流 D．线圈中的电流大小恒定 【答案】C 【详解】A．由图可知处的磁磁感线比处的稀疏，因此处的磁感应强度比处的小，A错误； B．由于线圈面积不变，处的磁感应强度比处的小，因此穿过线圈的磁通量变小，B错误； CD．因为磁通量发生变化，所以线圈中会产生感应电流，但是变化不是均匀的，所以产生的不是恒定电流，C正确D错误。 故选C。 考点五 法拉第电磁感应及其应用 1．（2023高三·重庆万州·学业考试）我国在全球海上风电项目中占有绝对主导地位，发展新能源为减少碳排行动作出了杰出贡献。如图为某沿海区域的风速测速仪的简易图，其工作原理是：风吹动风杯，风杯通过转轴带动永磁铁转动，电流测量装置可监测感应线圈产生的电流变化，从而测量实时风速。由此可知（    ） A．可以通过监测电流的最大值来监测风速大小 B．感应线圈匝数越少，越有利于监测到电流变化 C．风速越大，电流测量装置显示的电流变化周期越大 D．电流测量装置监测到的电流为大小不变、方向周期性变化的电流 【答案】A 【详解】线圈在磁场中转动会产生交流电，根据运动的相对性可知，磁体相对线圈转动在线圈中也会产生交流电，转动的周期与产生的交流电的周期相同，风速越大，磁体转动的越快，产生的交流电的周期越小，线圈磁通量的变化率越大，由法拉第电磁感应定律可知产生的感应电动势就越大，感应电流也就越大，感应电动势的大小与线圈的匝数成正比，故匝数越多，产生的感应电流也越大。 故选A。 2．（2022高二上·山东青岛·学业考试）如图所示，半径为0.2m粗细均匀的圆形轨道内存在着垂直轨道平面的匀强磁场，磁感应强度大小为0.5T，导体棒ab与虚线直径平行，长度为0.4m，在外力作用下沿轨道平面匀速运动，速度大小为3m/s。已知轨道总电阻为4，导体棒总电阻为2。运动过程中导体棒与轨道良好接触，忽略阻力及摩擦，当导体棒通过圆心时，a、b两点的电势差为（　　） A．0.6V B．0.5V C．0.3V D．0.2V 【答案】D 【详解】当导体棒通过圆心时感应电动势 此时外电路电阻 则a、b两点的电势差为 故选D。 3．（2024高三·河北·学业考试）如图所示，两粗糙水平导轨固定放置，间距为L，导轨左端接有阻值为R的电阻，质量为m的导体棒垂直放在导轨上。空间存在一矩形磁场区域，磁感应强度竖直向下，大小为B。初始导体棒在磁场右边界，磁场以速度v匀速向右移动，经时间t导体棒运动恰稳定，导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，导轨和导体棒的电阻均不计，导体棒始终与导轨垂直，且接触良好。则（　　） A．导体棒稳定时的速度大小为 B．题述过程通过导体棒某横截面的电荷量为 C．若磁场速度为，则导体棒稳定时的速度也减半 D．若磁场速度为2v，则导体棒最终在磁场左边界处 【答案】B 【详解】A．磁场向右运动，根据右手定则可知导体棒中电流为从到b，导体棒受到的安培力向右，导体棒加速，两者的速度差逐渐减小，则导体棒的加速度逐渐减小，最后两者速度差恒定，设导体棒稳定时速度大小为，则导体棒相对磁场的切割速度大小为，则感应电动势 感应电流 所受安培力 导体棒受力平衡，有 解得 故A错误； B．对导体棒根据动量定理有 通过某横截面的电荷量 联立可得 故B正确； C．若磁场速度为，则导体棒稳定时速度变为 故C错误； D．磁场与导体棒间始终存在速度差，导体棒最终一定会离开磁场。故D错误。 故选B。 4．（2022高三·河北·学业考试）如图所示，放置在匀强磁场中的光滑水平导轨左侧连有电阻R，磁场方向垂直于导轨所在平面向里．一根电阻可忽略不计的金属杆ab跨放在导轨上，现从静止开始对杆ab施加水平向右的恒力F，不计系统的自感，在杆ab运动过程中，下列说法正确的是（    ） A．磁场对杆ab的作用力对杆ab做功，但磁场的能量是不变的 B．恒力F做的功等于电阻R上消耗的电能 C．磁场对杆ab作用力的功率大于电阻R上消耗的功率 D．电阻R上消耗的功率一直增加 【答案】A 【详解】A．匀强磁场受到杆ab的反作用力，但磁场没有运动，磁场的能量是不变的，A正确； B．恒力F做的正功等于杆ab增加的动能和回路中产生的焦耳热，所以恒力F做的功大于电阻R上消耗的电能，B错误； C．磁场对杆ab的作用力对杆ab做负功，把其他能量转化为电能，故磁场对杆ab作用力的功率等于电阻R上消耗的功率，C错误； D．杆ab先加速运动，电阻R上消耗的功率增加加速度越来越小，最终匀速，之后电阻R上消耗的功率不再增加，D错误。 故选A。 5．（2022高三·上海·学业考试）如图所示，平行金属导轨与水平面成θ角，导轨与固定电阻R1和R2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面，有一导体棒ab，质量为m，导体棒的电阻与固定电阻R1和R2的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为，导体棒ab沿导轨向上滑动，当上滑的速度为v时，受到安培力的大小为F，此时（　　） A．电阻R1消耗的热功率为 B．电阻R2消耗的热功率为 C．整个装置因摩擦而消耗的热功率为 D．整个装置消耗的机械功率为 【答案】B 【详解】AB．棒ab上滑速度为v时，切割磁感线产生感应电动势为 设棒电阻为R，则有 回路的总电阻为 则通过棒的电流为 棒所受安培力 通过电阻R1的电流与通过电阻R2的电流相等，即 则电阻R1消耗的热功率 电阻R2消耗的热功率为 故A错误，B正确； C．棒与导轨间的摩擦力 故因摩擦而消耗的热功率为 故C错误； D．由能量转化知，整个装置中消耗的机械功率为安培力的功率和摩擦力的功率之和为 故D错误。 故选B。 6．（2025高二上·陕西·学业考试）如图所示，面积的单匝矩形线圈abcd垂直于匀强磁场放置，磁场的磁感应强度B=2T。以ab边为轴，将线圈由图示位置转过（与磁感线平行），所用时间，在转动的过程中，线圈始终处在磁场内，求： (1)图示位置穿过线圈的磁通量； (2)上述过程中穿过线圈磁通量的变化量； (3)这一过程中线圈产生的感应电动势E。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）图示位置穿过线圈的磁通量 （2）线圈由图示位置转过，此时穿过线圈的磁通量 上述过程中穿过线圈磁通量的变化量 （3）这一过程中线圈产生的感应电动势 【点睛】 7．（2024高三·河北·学业考试）如图所示，光滑绝缘水平面上边界MN的右侧有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为。正方形线框边长为L，质量为m。线框一半位于磁场中，右边与MN平行。现给线框一水平向右的初速度，线框恰能全部进入磁场区域。以下两种方案可以让线框一直以速度匀速运动。 （1）方案一：给线框施加水平向右的拉力，直到线框全部进入磁场。求拉力F。 （2）方案二：让磁场从开始随时间按一定规律变化。求线框完全进入磁场前磁感应强度随时间变化的表达式。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）设线框总电阻为R，无外力，线框减速过程，设某一时刻速度为v，感应电动势为 感应电流 安培力为 再经很短时间，由动量定理有 可得 可得 线框全部进入磁场时速度恰减为0，全过程求和可得 解得 给线框施加水平向右的拉力，匀速运动时有 可得 （2）时线框内的磁通量为 经过时间t，设磁感应强度为B，时，线框未全部进入磁场，回路的磁通量为 感应电动势始终为0，线框内的磁通量一直不变，有 可得 8．（2024高三·河北·学业考试）如图所示，某竖直平面内有一匝数为N、总质量为m、总电阻为R的正方形线圈abcd，线圈边长为L，ab边中点通过一不可伸长的绝缘细线绕过两光滑定滑轮与质量为2m的重物相连，ab边始终水平，在线圈上方有一垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场区域，磁场区域的上、下边界均水平且间距为d（d>L）。某时刻线圈从ab边距MN的距离为h处由静止释放，之后向上运动。已知ab边经过MN和PQ时的速度相等，重力加速度为g。求： （1）ab边刚进入磁场时的加速度大小； （2）线圈进、出磁场过程中产生的总焦耳热； （3）线圈进入磁场过程的运动时间。 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）从线圈开始运动到边经过过程，设细线上的拉力为，线圈及重物加速度大小为，由牛顿第二定律，对线圈有 对重物有 解得 由运动学公式有 得 回路产生电动势 感应电流 所受安培力 由牛顿第二定律有 解得 （2）边经过时的速度与经过时的速度相等，都是，分析可知线圈进入磁场过程和离开磁场过程产生的焦耳热相等，末速度也相等。从边经过到边到达的过程，由运动学公式有 得 线圈进入磁场过程，线圈与重物组成的系统损失的机械能转化为焦耳热，由功能关系有 得 则线圈进、出磁场过程中产生的总焦耳热为 （3）线圈边进入磁场后，设某时刻速度为，细线的拉力为，线圈所受安培力 经过一小段时间，线圈和重物的速度变化量为，由动量定理，对线圈有 对重物有 得 对左右两边求和得 可得 9．（2023高三·河北·学业考试）学习小组探究线框通过磁场时产生的阻尼与线框形状等因素的关系。如图甲所示，光滑水平面上，在宽度为L的区域内存在竖直向下的匀强磁场，一绝缘小车上水平固定一个边长也为L的正方形闭合线圈abcd，匝数为n，总电阻为R，小车质量为m，线圈质量相比小车可忽略。一轻质弹簧的左端固定在竖直平面上，推动小车使其压缩弹簧，当弹簧储存的弹性势能为时，从静止释放小车，小车脱离弹簧后，线圈bc边平行磁场边界进入磁场，测得线圈离开磁场时的速度大小是进入磁场时速度大小的一半。 （1）求线圈穿过磁场过程产生的电热； （2）若保持单匝线圈的周长不变，将线圈变成矩形，求bc边的长度为多少时，小车穿出磁场后的末速度最小，并求出最小末速度。（提示：若a、b、c均为正数，a＋b＋c=定值，当a=b=c时，乘积abc有最大值） （3）若再取一个完全一样的正方形线圈efgh，其中fg与ad固定在一起形成横“日”字形固定在车上（彼此绝缘），如图乙所示。重复原来的操作，请判断两线圈是否能穿出磁场，并说出理由。 【答案】（1）；（2），；（3）能，见解析 【详解】（1）设线圈进入磁场时的速度为，则线圈离开磁场时的速度为，弹簧弹性势能转化为小车的动能，则有 线圈穿过磁场的过程动能转化为电热，则有 解得 （2）设磁场磁感应强度为B，矩形线圈bc边长为，ab边长为，线圈离开磁场时的速度为，结合题述有 线圈减速过程中，设某一时刻的速度为v，感应电动势为 感应电流 安培力 经过时间，由动量定理有 解得 线圈前进位移 当时有 可得 可变换为 当，即有 时有最小值为 又当线圈为正方形时，有 联立可得 当时有 可得 当取时，取最小值为，综上可知，当时，线圈穿出磁场后的末速度最小 （3）设bc边穿出磁场时的速度为，ad与fg边穿出磁场时的速度为，eh边穿出磁场时的速度为，对于bc边进出磁场过程有 对于ad和fg边进出磁场过程有 对于eh边进出磁场过程有 三式相加得 解得 可知两线框恰好能穿出磁场。 1 / 5 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题10 磁场、电磁感应 5类高频考点概览 考点一 磁现象、磁场 考点二 安培力、洛伦磁力 考点三 带电粒子在磁场（复合场）的运动 考点四 感应电流 考点五 法拉第电磁感应及其应用 考点一 磁现象、磁场 1．（2023高二下·河北·学业考试）在匀强磁场中，一根长为0.4m的通电直导线与磁场方向垂直，当导线中的电流为10A时，所受的磁场力为0.04N，该磁场磁感应强度的大小为（    ） A．0.01T B．0.1T C．0.4T D．1T 2．（2025高二下·广东·学业考试）通电长直导线周围的磁场可用磁感线描述，下列磁感线描述正确的是（　　） A．B．C．D． 3．（2024高二下·黑龙江·学业考试）物理学中把小磁针静止时N极的指向规定为该点磁场的方向。如图所示，在条形磁铁形成的磁场中放有四个可以自由转动的小磁针（黑色一端为N极）。它们静止时的指向正确的是（　　）    A．a B．b C．c D．d 4．（2023高二上·河北·学业考试）边长为L的正方形区域内部有磁感应强度为B的匀强磁场，将边长为2L的n匝正方形线框置于磁场外围，如图所示，则穿过线框的磁通量为（　　） A． B． C． D． 5．（2023高二上·江苏·学业考试）如图所示，闭合金属线框在匀强磁场中从图示位置绕中心轴转过90°，则（　　） A．通过线框的磁通量不变 B．通过线框的磁通量增大 C．此过程中，线框中无感应电流 D．此过程中，线框中有感应电流 6．（2023高二上·江苏·学业考试）如图所示，通电直导线电流方向竖直向上，附近的小磁针静止时指向正确的是（　　） A． B． C． D． 7．（2025高二上·江苏·学业考试）如图所示。长直导线中通有水平向右的恒定电流，正下方的小磁计最后静止时，N极指向（　　） A．水平向左 B．水平向右 C．垂直纸面向里 D．垂直纸面向外 8．（2025高二上·江苏·学业考试）在磁感应强度为的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面面积为S，则通过该平面的磁通量为（　　） A．BS B．B2S C．BS2 D．B2S2 9．（2023高二下·河北·学业考试）如图所示，小磁针与线圈处于同一平面内，当线圈中通入逆时针方向的电流时，忽略地磁场的影响，小磁针最后静止时S极的指向为（    ） A．水平向右 B．水平向左 C．垂直纸面向里 D．垂直纸面向外 10．（2024高二上·浙江·学业考试）下列常见磁场的磁感线分布图，正确的是（　　） A． B． C． D． 11．（2025高三上·黑龙江·学业考试）距离很近的两个平行异名磁极之间的磁场，除边缘部分外，可以认为是匀强磁场，如图所示。关于匀强磁场中各点的磁感应强度，下列说法正确的是（　　） A．大小不等，方向不同 B．大小相等，方向相同 C．大小不等，方向相同 D．大小相等，方向不同 12．（2023高二下·河北·学业考试）某一区域的磁感线分布如图所示，、两点在同一条磁感线上，下列说法正确的是（    ） A．点的磁感应强度小于点的磁感应强度 B．两条磁感线之间的区域磁感应强度为0 C．点的切线方向就是该点的磁场方向 D．、两点的磁场方向相同 考点二 安培力、洛伦磁力 1．（2021高二·山西·学业考试）为了检验某种物质射线的电性，把该物质放在带有小孔的铅盒中，在小孔的上方加有方向如图所示的磁场，结果发现射线分开为a、b、c三束，下列判断正确的是（　　） A．a束粒子带负电 B．b束粒子带正电 C．c束粒子带负电 D．c束粒子不带电 2．（2023高二上·河北·学业考试）如图所示，直线PQ上方存在垂直纸面向里的匀强磁场，a、b两个电子在纸面内先后由O点垂直PQ射入磁场，并分别从M、N两点射出磁场。不计电子重力及电子间互相作用力。下列说法对的是（    ） A．电子a速度比电子b速度大 B．电子b速度比电子a速度大 C．在磁场中电子a运动的时间比电子b运动的时间长 D．在磁场中电子b运动的时间比电子a运动的时间长 3．（2025高二下·湖南·学业考试）在磁场中放置一条直导线，导线的方向与磁场方向垂直。先后在导线中通入不同的电流，导线所受的力也不一样。甲、乙、丙、丁的图像表示的是导线受力的大小F与通过导线的电流I的关系。A、B各代表一组F、I的数据。在甲、乙、丙、丁四幅图中，正确的是（　　） A．甲和乙 B．乙和丙 C．丙和丁 D．甲和丁 4．（2025高二下·湖南株洲·学业考试）一直导体棒垂直放在匀强磁场中，当通过导体棒的电流时，受到的安培力，导体棒接入电路的有效长度，则导体棒所处位置的磁感应强度大小是（　　） A．3T B．6T C．12T D．4T 5．（2021高二下·福建·学业考试）如图，正电荷在匀强磁场中运动时，所受洛伦兹力的方向正确的是（　　） A．B．C． D． 6．（2024高二上·江苏泰州·学业考试）如图所示，各带电粒子均以速度射入匀强磁场，其中图中的方向垂直于纸面向里，图中的方向垂直于纸面向外，粒子所受洛伦兹力的方向竖直向下的是（　　） A．B．C．D． 7．（2023高二·陕西·学业考试）如图所示，利用左手定则，正确标明了正电荷刚进入磁场时所受洛伦兹力F方向的是（　　） A．甲图 B．乙图 C．丙图 D．丁图 8．（2022高二·湖南·学业考试）甲、乙两个质量和电荷量都相同的带正电的粒子（重力及粒子之间的相互作用力不计），分别以速度和垂直磁场方向射入匀强磁场中，且（下列各图中的v表示粒子射入磁场的方向），则甲乙两个粒子的运动轨迹正确的是（　　） A． B．C．D． 9．（21-22高二下·黑龙江黑河·期中）下列各图中标出了磁场B和正电荷运动速度v的方向，该时刻粒子所受洛伦兹力沿纸面向右的是（　　） A． B． C． D． 考点三 带电粒子在磁场（复合场）的运动 1．（2021高二·贵州·学业考试）如图所示，半圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，一束粒子垂直于磁场及其左边界从圆心O处沿方向射入磁场后，发现有粒子分别从M点、N点，P点射出，不计重力和粒子间的相互作用，下列判断正确的是（　　） A．从M点射出的粒子带正电荷 B．从P点射出的粒子带正电荷 C．从P点射出的粒子带负电荷 D．从N点射出的粒子带正电荷 2．（2021高二下·福建·学业考试）如图，长的直导线垂直于匀强磁场放置，磁场的磁感应强度。当导线中通以的电流时，导线受到的安培力大小为（　　） A．0 B．0.1N C．0.2N D．0.3N 3．（2022高二上·广东佛山·学业考试）阴极射线管及方向坐标如图所示。电子束从阴极射出，直线射出狭缝掠射到荧光屏上，显示出电子束的径迹，以下偏转情况判断正确的是（　　） A．在阴极射线管中加一个方向向上的电场，射线向上偏转 B．在阴极射线管中加一个方向向下的电场，射线向上偏转 C．在阴极射线管中加一个方向向前的磁场，射线向上偏转 D．在阴极射线管中加一个方向向后的磁场，射线向上偏转 4．（2024高三下·海南省直辖县级单位·学业考试）科研工作者常通过观察原子核在磁场中的运动轨迹来判断原子是否发生衰变以及衰变的性质。静止的原子核在磁场中发生衰变后运动轨迹如图1所示；静止的原子核在磁场中发生衰变后运动轨迹如图2所示。下列说法正确的是（　　） A．衰变后两个产物的动能相同 B．衰变后两个产物的动量相同 C．图1衰变为衰变 D．图2中小圆的半径与大圆的半径的关系为 5．（2022高二下·贵州·学业考试）如图所示，一长为2L、宽为L的矩形区域ABCD内（包括边界），存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场，P为BC边的中点。A处有一粒子源，可以沿AD方向发射质量为m、带电量为的粒子（不计重力与粒子间的相互作用）。从PC段射出的粒子初速度大小的范围为（　　） A． B． C． D． 6．（2021高二·贵州·学业考试）如图所示，足够长的平行边界间有垂直纸面向外的匀强磁场，间距为d。一质量为m，电荷量为的粒子（不计重力），从A点以速度v沿与成角、垂直磁场的方向射入磁场区域。若要使粒子不从边界射出磁场，则磁场的磁感应强度B应满足（　　） A． B． C． D． 7．（2021高二上·广西柳州·学业考试）19世纪末，阿斯顿用他设计的质谱仪发现了氖20和氖22，证实了同位素的存在。已知氖22的质量大于氖20的质量，若两种粒子带等量正电荷，以相同的速度，经狭缝垂直磁场方向射入匀强磁场。它们的运动轨迹可能是（　　） A． B． C． D． 8．（2022高三下·海南·学业考试）如图所示，在xOy坐标系中，y轴右侧存在垂直纸面向里磁感应强度为B的匀强磁场，磁场右边界线与y轴平行，一束带正电荷的同种粒子从O点沿着x轴正方向以恒定速率进入磁场，粒子从右边界离开磁场时速度方向与x轴成θ角。若撤掉磁场，该种粒子从进入到离开右边界用的时间为t，不计粒子重力及粒子间的相互作用，则此粒子的比荷为（　　） A． B． C． D． 9．（2023高三上·江苏南通·学业考试）劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器（如图甲所示），其原理如图乙所示，加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，两个金属盒处于与盒面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。两盒间留有空隙，现对氚核（）加速，所需的高频电源的频率为f，已知元电荷为e，下列说法正确的是（　　） A．氚核的质量为 B．高频电源的电压越大，氚核最终射出回旋加速器的速度越大 C．被加速的带电粒子在回旋加速器中做圆周运动的周期随半径的增大而增大 D．该回旋加速器接频率为f的高频电源时，也可以对氦核（）加速 10．（2023高三·广东·学业考试）如图，在宽为L，长为2L的矩形区域abcd内有正交的匀强电场和匀强磁场，电场的等势面如图标示，磁场方向垂直纸面向里。 不计重力的带电粒子从O点沿等势面射入场区，恰能沿直线经过p点射出场区。 若仅撤去磁场，粒子从c点射出。 若仅撤去电场，粒子将（　　） A．从a点射出 B．从b点射出 C．从d点射出 D．从b、p之间射出 11．（2022高二上·广东惠州·学业考试）下列关于静电场与磁场的应用，正确的是（　　） A．图甲为示波器的示波管，要使荧光屏中间的亮斑向上移动，需要使竖直偏转板中上级板的电势低于下级板的电势 B．图乙为静电除尘装置，煤粉等粉尘在强大的电场作用下电离成正负离子分别吸附到B和A上 C．图丙是用来加速带电粒子的回旋加速器示意图，要使粒子获得的最大动能增大，可增大加速电场的电压U D．图丁是磁流体发电机示意图，由图可判断通过电阻的电流方向向上 12．（2022高二上·广东佛山·学业考试）为了诊断病人的心脏功能和动脉中血液粘滞情况，可以使用电磁流量计测量血管中血液的流速和流量。如图是电磁流量计测量血管中血液流速的示意图，下列说法正确的是（　　） A．a端电势高于b端电势 B．血液越粘滞，ab端电势差越大 C．外加磁场越大，ab两端电势差越小 D．液体均可以使用电磁流量计测量流量 13．（2021高二·山西·学业考试）如图所示，极板、之间电压为，圆心为、半径为的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，极板附近的电子由静止开始被电场加速后，从点沿半径方向垂直进入匀强磁场，电子离开磁场时速度方向与进入磁场时速度方向之间的夹角为。已知电子质量为，电荷量为，不计重力。求： （1）电子离开加速电场时速度的大小； （2）匀强磁场磁感应强度的大小。 14．（2020高二·山西·学业考试）质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具，如图所示，带电粒子从容器下方的小孔飘入质谱仪中电势差为的加速电场，其初速度几乎为零，然后沿着与磁场垂直的方向从点进入磁感应强度为的匀强磁场中，最后打到照相底片上（忽略重力的影响） （1）请说明该带电粒子带正电还是带负电； （2）若电荷量为、质量为的粒子，由容器进入质谱仪，最后打在底片上点，求间的距离； （3）若某种元素的两种同位素的原子核由容器进入质谱仪，在磁场中运动轨迹的直径之比为，求它们的质量之比。 15．（2023高二上·四川·学业考试）如图所示，直角三角形ACD区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一质量为m的带电粒子以速度从C点沿∠C的角平分线射入磁场，刚好从A点离开磁场。已知，CD边的长度为d，粒子重力不计。 （1）判断粒子的带电性质； （2）求粒子的电荷量q； （3）求粒子在磁场中的运动时间t。 16．（2021高二下·云南·学业考试）如图所示，虚线右侧存在足够大且垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，N、P是磁场边界上的两个点。一个带正电的粒子，以速度v垂直于边界从N点运动到P点，其中N、P之间的距离为d，粒子只受洛伦兹力作用。求∶ （1）带电粒子电荷量与质量的比值； （2）粒子在匀强磁场中运动的时间t。 ‍ 考点四 感应电流 1．（2025高二上·辽宁·学业考试）电磁感应现象的发现，开辟了人类社会的电气化时代。如图所示，矩形线圈ABCD位于长直导线附近，导线中通过的电流为I，线圈与导线在同一平面内，线圈的两个边与导线平行。下列情形中线圈不能产生感应电流的是（　　） A．长直导线中的电流I逐渐增大 B．在这个平面内线圈远离导线移动 C．在这个平面内线圈靠近导线移动 D．在这个平面内线圈沿AB方向移动 2．（2023高一下·贵州·学业考试）如图所示，闭合金属圆环固定。下列操作能使圆环产生感应电流的是（　　） A．使条形磁铁静止在圆环上方 B．使条形磁铁静止在圆环中央 C．使条形磁铁静止在圆环下方 D．使条形磁铁快速地穿过圆环 3．（2025高二下·广东·学业考试）如图所示，在匀强磁场中有一个闭合的金属线圈，下列哪种方式可使线圈中产生感应电流（　　） A．在磁场内垂直于磁场方向左右平移线圈 B．在磁场内垂直于磁场方向上下平移线圈 C．在磁场内沿磁场方向平移线圈 D．在磁场内绕线圈某一边转动 4．（2025高二下·贵州·学业考试）决定闭合电路中是否产生感应电流的是穿过这一电路的（　　） A．磁场 B．磁通量大小 C．磁通量是否变化 D．磁场方向 5．（2025高二下·广东·学业考试）如图所示，垂直于纸面的匀强磁场局限在虚线框内，一闭合导线框平面始终与磁场垂直，导线框在以下运动过程中可产生感应电流的是（　　） A．从位置1直线运动到位置2 B．从位置1直线运动到位置3 C．从位置3直线运动到位置4 6．（2024高二·广东·学业考试）如图所示，要使Q线圈产生图示方向的电流，可采用的方法有（　　） A．闭合电键K后，把R的滑片右移 B．闭合电键K后，把P中的铁芯从左边抽出 C．闭合电键K后，把Q靠近P 7．（2024高二上·广东·学业考试）如图所示，在一固定水平放置的闭合导体圆环上方，有一条形磁铁，从离地面高h处，由静止开始下落，最后落在水平地面上。磁铁下落过程中始终保持竖直方向，并从圆环中心穿过圆环，而不与圆环接触。若不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法中正确的是（　　） A．在磁铁下落的整个过程中，圆环中的感应电流方向先逆时针后顺时针（从上向下看圆环） B．磁铁在整个下落过程中，它的机械能不变 C．磁铁落地时的速率一定等于 8．（2022高二上·浙江杭州·学业考试）下列说法正确的是（    ）      A．图甲中人接触起电机头发散开属于感应起电 B．图乙中用酒精灯给串联接入电路的灯丝加热，发现小灯泡变亮 C．图丙中相互靠近的导线中通有同向电流 D．图丁中金属线圈在通入竖直向上的恒定电流导线右侧向右运动时，感应电流方向为逆时针方向 10．（2022高二上·山东青岛·学业考试）如图所示，三角形线框与长直导线彼此绝缘，线框被导线分成面积相等的两部分，在MN接通图示方向电流的瞬间，下列说法正确的是（　　） A．线框中磁通量始终为定值 B．线框中无感应电流 C．线框中感应电流的方向C→B→A D．线框中感应电流的方向A→B→C 11．（2022高三下·湖南·学业考试）如图所示，竖直放置的陶瓷圆筒上对称位置绕有两个完全相同的闭合线圈A和B，一条形磁铁从圆筒上方某一位置释放，当条形磁铁通过圆筒的正中间位置时，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．线圈A、B中的电流方向相反 B．从上向下看A中的感应电流方向为顺时针 C．条形磁铁向下的加速度为g D．线圈B中的感应电流小于线圈A中的感应电流 12．（2022高二·广东·学业考试）如图所示，一个方形金属线圈绕水平固定转轴OO′来回摆动，空间有沿水平向右的匀强磁场，方向垂直于轴OO′。图中H点为线圈摆动的最高位置，L点为最低位置。关于该线圈，下列说法正确的是（   ） A．在摆动过程中没有感应电流 B．在摆动过程中有恒定的感应电流 C．在H位置穿过的磁通量最大 D．在L位置穿过的磁通量最大 13．（2019高二下·广东·学业考试）如图所示，矩形线圈MNPQ处于匀强磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，PQ边刚好处于磁场右边界．则当线圈做下列运动时，通过线圈的磁通量会发生变化的是 A．线圈向右平移且MN边未离开磁场 B．线圈向左平移且MN边未离开磁场 C．线圈向上平移且MQ边未离开磁场 D．线圈向下平移且NP边未离开磁场 14．（2023高二上·浙江绍兴·学业考试）在如图所示的磁场中，把圆形闭合线圈从位置水平匀速右移到位置，下列说法正确的是（    ） A．处的磁感应强度比处的大 B．穿过线圈的磁通量变大 C．线圈中会产生感应电流 D．线圈中的电流大小恒定 考点五 法拉第电磁感应及其应用 1．（2023高三·重庆万州·学业考试）我国在全球海上风电项目中占有绝对主导地位，发展新能源为减少碳排行动作出了杰出贡献。如图为某沿海区域的风速测速仪的简易图，其工作原理是：风吹动风杯，风杯通过转轴带动永磁铁转动，电流测量装置可监测感应线圈产生的电流变化，从而测量实时风速。由此可知（    ） A．可以通过监测电流的最大值来监测风速大小 B．感应线圈匝数越少，越有利于监测到电流变化 C．风速越大，电流测量装置显示的电流变化周期越大 D．电流测量装置监测到的电流为大小不变、方向周期性变化的电流 2．（2022高二上·山东青岛·学业考试）如图所示，半径为0.2m粗细均匀的圆形轨道内存在着垂直轨道平面的匀强磁场，磁感应强度大小为0.5T，导体棒ab与虚线直径平行，长度为0.4m，在外力作用下沿轨道平面匀速运动，速度大小为3m/s。已知轨道总电阻为4，导体棒总电阻为2。运动过程中导体棒与轨道良好接触，忽略阻力及摩擦，当导体棒通过圆心时，a、b两点的电势差为（　　） A．0.6V B．0.5V C．0.3V D．0.2V 3．（2024高三·河北·学业考试）如图所示，两粗糙水平导轨固定放置，间距为L，导轨左端接有阻值为R的电阻，质量为m的导体棒垂直放在导轨上。空间存在一矩形磁场区域，磁感应强度竖直向下，大小为B。初始导体棒在磁场右边界，磁场以速度v匀速向右移动，经时间t导体棒运动恰稳定，导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，导轨和导体棒的电阻均不计，导体棒始终与导轨垂直，且接触良好。则（　　） A．导体棒稳定时的速度大小为 B．题述过程通过导体棒某横截面的电荷量为 C．若磁场速度为，则导体棒稳定时的速度也减半 D．若磁场速度为2v，则导体棒最终在磁场左边界处 4．（2022高三·河北·学业考试）如图所示，放置在匀强磁场中的光滑水平导轨左侧连有电阻R，磁场方向垂直于导轨所在平面向里．一根电阻可忽略不计的金属杆ab跨放在导轨上，现从静止开始对杆ab施加水平向右的恒力F，不计系统的自感，在杆ab运动过程中，下列说法正确的是（    ） A．磁场对杆ab的作用力对杆ab做功，但磁场的能量是不变的 B．恒力F做的功等于电阻R上消耗的电能 C．磁场对杆ab作用力的功率大于电阻R上消耗的功率 D．电阻R上消耗的功率一直增加 5．（2022高三·上海·学业考试）如图所示，平行金属导轨与水平面成θ角，导轨与固定电阻R1和R2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面，有一导体棒ab，质量为m，导体棒的电阻与固定电阻R1和R2的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为，导体棒ab沿导轨向上滑动，当上滑的速度为v时，受到安培力的大小为F，此时（　　） A．电阻R1消耗的热功率为 B．电阻R2消耗的热功率为 C．整个装置因摩擦而消耗的热功率为 D．整个装置消耗的机械功率为 6．（2025高二上·陕西·学业考试）如图所示，面积的单匝矩形线圈abcd垂直于匀强磁场放置，磁场的磁感应强度B=2T。以ab边为轴，将线圈由图示位置转过（与磁感线平行），所用时间，在转动的过程中，线圈始终处在磁场内，求： (1)图示位置穿过线圈的磁通量； (2)上述过程中穿过线圈磁通量的变化量； (3)这一过程中线圈产生的感应电动势E。 7．（2024高三·河北·学业考试）如图所示，光滑绝缘水平面上边界MN的右侧有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为。正方形线框边长为L，质量为m。线框一半位于磁场中，右边与MN平行。现给线框一水平向右的初速度，线框恰能全部进入磁场区域。以下两种方案可以让线框一直以速度匀速运动。 （1）方案一：给线框施加水平向右的拉力，直到线框全部进入磁场。求拉力F。 （2）方案二：让磁场从开始随时间按一定规律变化。求线框完全进入磁场前磁感应强度随时间变化的表达式。 8．（2024高三·河北·学业考试）如图所示，某竖直平面内有一匝数为N、总质量为m、总电阻为R的正方形线圈abcd，线圈边长为L，ab边中点通过一不可伸长的绝缘细线绕过两光滑定滑轮与质量为2m的重物相连，ab边始终水平，在线圈上方有一垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场区域，磁场区域的上、下边界均水平且间距为d（d>L）。某时刻线圈从ab边距MN的距离为h处由静止释放，之后向上运动。已知ab边经过MN和PQ时的速度相等，重力加速度为g。求： （1）ab边刚进入磁场时的加速度大小； （2）线圈进、出磁场过程中产生的总焦耳热； （3）线圈进入磁场过程的运动时间。 9．（2023高三·河北·学业考试）学习小组探究线框通过磁场时产生的阻尼与线框形状等因素的关系。如图甲所示，光滑水平面上，在宽度为L的区域内存在竖直向下的匀强磁场，一绝缘小车上水平固定一个边长也为L的正方形闭合线圈abcd，匝数为n，总电阻为R，小车质量为m，线圈质量相比小车可忽略。一轻质弹簧的左端固定在竖直平面上，推动小车使其压缩弹簧，当弹簧储存的弹性势能为时，从静止释放小车，小车脱离弹簧后，线圈bc边平行磁场边界进入磁场，测得线圈离开磁场时的速度大小是进入磁场时速度大小的一半。 （1）求线圈穿过磁场过程产生的电热； （2）若保持单匝线圈的周长不变，将线圈变成矩形，求bc边的长度为多少时，小车穿出磁场后的末速度最小，并求出最小末速度。（提示：若a、b、c均为正数，a＋b＋c=定值，当a=b=c时，乘积abc有最大值） （3）若再取一个完全一样的正方形线圈efgh，其中fg与ad固定在一起形成横“日”字形固定在车上（彼此绝缘），如图乙所示。重复原来的操作，请判断两线圈是否能穿出磁场，并说出理由。 1 / 5 学科网（北京）股份有限公司 $