第1章 磁场对电流的作用 真题体验-【学霸黑白题】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册（教科版）

真题体验 第一章 黑题 高考直题练 考点1安培力 1.(2023·江苏高考)如图所示， 匀强磁场的磁感应强度为B.L 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1，与磁场方向平行.该 导线受到的安培力为 ( A.0 B.BIl C.2BIL D.√5Bl 2.(2021·广东高考)截面为正方 o' 形的绝缘弹性长管中心有一固 1☒ 定长直导线，长管外表面固定 ⊙1， 着对称分布的四根平行长直导 线，若中心直导线通入电流L,四根平行直导 线均通入电流12,1，≥12，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 70 A B D 3.(2022·湖南高考)如图(a),直导线MW被两 等长且平行的绝缘轻绳悬挂于水平轴O0'上， 其所在区域存在方向垂直指向O0'的磁场，与 00'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1，静止后，悬线偏离竖直方向的夹 角为0.下列说法正确的是 ( 010' M(N (a) ) 选择性必修第二册·JK 磁场对电流的作用 限时：80min 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M B.电流I增大，静止后，导线对悬线的拉力 不变 C.tan0与电流I成正比 D.sin0与电流I成正比 4.(2023·海南高考)如图所示，U形金属杆上 边长为L=15cm,质量为m=1×103kg,下端 插入导电液体中，导电液体连接电源，金属杆 所在空间有垂直于纸面向里B=8×102T的 匀强磁场. (1)若插入导电液体部分深h=2.5cm,闭合电 键后，金属杆飞起后，其下端离液面高 度H=10cm,设杆中电流不变，求金属杆 离开液面时的速度大小和金属杆中的电 流有多大；(g取10m/s2) (2)若金属杆下端刚与导电液体接触，改变电 动势的大小，通电后金属杆跳起高度'= 5cm,通电时间t'=0.002s,求通过金属杆 截面的电荷量 ×××××××× XL× 考点2带电粒子在匀强磁场中的运动 5.(2020·天津高考)（多选）如图所示，在x0y 平面的第一象限内存在方向垂直纸面向里， 磁感应强度大小为B的匀强磁场.一带电粒子 从y轴上的M点射入磁场，速度方向与y轴 正方向的夹角0=45°.粒子经过磁场偏转后 在N点（图中未画出）垂直穿过x轴.已知 黑白题030 0M=a,粒子电荷量为g,质量为m,重力不 计.则 () A.粒子带负电荷 XX B.粒子速度大小为B0 m C.粒子在磁场中运动的轨道 半径为a D.N与O点相距(2+1)a 6.(2023·全国甲卷)（多选）光滑刚性绝缘圆简 内存在着平行于轴的匀强磁场，筒上P点开 有一个小孔，过P的横截面是以0为圆心的 圆，如图所示.一带电粒子从P点沿P0射入， 然后与筒壁发生碰撞.假设粒子在每次碰撞 前、后瞬间，速度沿圆上碰撞点的切线方向 的分量大小不变，沿法线方向的分量大小不 变、方向相反；电荷量不变，不计重力.下列说 法正确的是 ×××× xxx× A.粒子的运动轨迹可能通过圆心O B.最少经2次碰撞，粒子就可能从小孔射出 C.射入小孔时粒子的速度越大，在圆内运动 时间越短 D.每次碰撞后瞬间，粒子速度方向一定平行 于碰撞点与圆心O的连线 7.(2022·湖北高考)（多选）如图所示，一带电 粒子以初速度o沿x轴正方向从坐标原点O 射入，并经过点P(a>0,b>0).若上述过程仅 由方向平行于y轴的匀强电场实现，粒子从O 到P运动的时间为t1,到达P点的动能为Ek· 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P运动的时间为t2,到达P 点的动能为E2.下列关系式正确的是() A.t<t2 B.t>t2 第 C.Ek<Ek2 D.Ek>Ek2 ···B· (第7题)》 (第8题) 8.(2023·北京高考)如图所示，在磁感应强度 大小为B、方向垂直于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(1>a).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a B.粒子质量为Bq C.管道内的等效电流为ngTa'v D.粒子束对管道的平均作用力大小为Bngl 考点3洛伦兹力的相关应用 9.（(2023·广东高考)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1.5× 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，1eV=1.6×10-19J) ( A.3.6×106m/s B.1.2×10m/s C.5.4×107m/s D.2.4×108m/s 10.(2023·浙江高考)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B=kI,通有待 测电流'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B'=k,'.调节电阻 黑白题031 R,当电流表示数为I。时，元件输出霍尔电压 U为零，则待测电流'的方向和大小分别为 霍尔元件放大图 6 C.bao D.b→a左10 11.(全国理综I)现代质 谱仪可用来分析比质 子重很多的离子，其示 磁场 加速电场 意图如图所示，其中加 出口 速电压恒定质子在人 口处从静止开始被加速电场加速，经匀强磁 场偏转后从出口离开磁场.若某种一价正离子 在入口处从静止开始被同一加速电场加速， 为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开 磁场，需将磁感应强度增加到原来的12倍.此 离子和质子的质量比的值约为 ( ) A.11 B.12 C.121 D.144 12.(2019·浙江高考)磁流体发电的原理如图 所示.将一束速度为v的等离子体垂直于磁 场方向喷入磁感应强度为B的匀强磁场中， 在相距为d、宽为a、长为b的两平行金属板 间便产生电压.如果把上、下板和电阻R连 接，上、下板就是一个直流电源的两极.若稳 定时等离子体在两板间均匀分布，电阻率为 p.忽略边缘效应，下列判断正确的是( 等离子体 选择性必修第二册·JK黑 A.上板为正极，电流I= Bdvab Rab+pd B.上板为负极，电流I= Bvad Rab+pb Bdvab C.下板为正极，电流I= Rab+pd D.下板为负极，电流I= Bvad Rab+pb 考点4带电粒子在复合场中的运动 3.(2023·新课标卷)一电子和一α粒子从铅 盒上的小孔0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0的正上方，b点在a点的右侧，如图 所示.已知α粒子的速度约为电子速度的 0 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 D 向垂直于纸面向里 B.电场方向水平向左、磁场方 向垂直于纸面向外 C.电场方向水平向右、磁场方 向垂直于纸面向里 D.电场方向水平向右、磁场方向垂直于纸面 向外 4.（2022·全国甲卷)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0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 白题032 15.(2023·江苏高考)霍尔推进器某局部区域 可抽象成如图所示的模型.Oy平面内存在 竖直向下的匀强电场和垂直坐标平面向里 的匀强磁场，磁感应强度为B.质量为m、电 荷量为e的电子从O点沿x轴正方向水平入 射.入射速度为，时，电子沿x轴做直线运 动；入射速度小于，时，电子的运动轨迹如图 中的虚线所示，且在最高点与在最低点所受 的合力大小相等.不计重力及电子间相互 作用. (1)求电场强度的大小E; (2)若电了入射速度为疗，求运动到滤度为号 时位置的纵坐标y1; (3)若电子入射速度在0<v<范围内均 _mwo位置的 匀分布，求能到达纵坐标h=5B 电子数N占总电子数N的百分比， ××Ex×× 第一章黑 6.(2023·山东高考)如图所示，在0≤x≤2d, 0≤y≤2d的区域中，存在沿y轴正方向、场 强大小为E的匀强电场，电场的周围分布着 垂直于纸面向外的恒定匀强磁场.一个质量 为m,电量为g的带正电粒子从OP中点A 进入电场（不计粒子重力）. (1)若粒子初速度为零，粒子从上边界垂直 QN第二次离开电场后，垂直NP再次进 入电场，求磁场的磁感应强度B的大小； (2)若改变电场强度大小，粒子以一定的初 速度从A点沿y轴正方向第一次进入电 场、离开电场后从P点第二次进入电场， 在电场的作用下从Q点离开 ()求改变后电场强度E'的大小和粒 子的初速度"o; (ⅱ)通过计算判断粒子能否从P点第三 次进人电场： 白题033(2)根据题意可知，弦长最长等于直径时，粒子打到MN上 离0点最远，运动轨迹如图所示 B 根据儿何关系可得00=0scs于+VS0-P_45。 3 m. (3)根据题意可知，粒子在磁场中运动的半径恒为1m,则 粒子所有轨迹的圆心连线在以S为圆心，1m为半径的圆 上，如图中虚线圆，当粒子运动的轨迹圆心在O1、02两点 时，粒子恰好能打到屏MN上，如图所示 y 由图可知，当粒子轨迹的圆心在阴影区域时，粒子能打到 屏MN上，则打到屏上的带电粒子占总粒子数目的百分比 为50%. 15.(1)2x10C/kg(2)6T(3)6T6mx103。 4 12 解析：(1)粒子在电场中做类平抛运动，加速度为a,运动至 0点时速度为，为u在y方向分速度，则=2ad,a= m 2=6+n2,解得9=2×103C/kg m (2)由an0=?=1可知粒子从0点射入磁场的方向与x 轴夹角0=45°，粒子进人磁场后做匀速圆周运动，设磁感应 强度为B,半径为1，洛伦兹力提供向心力gmB,=m, 由儿何关系r3R,解得B,=6D 4 (3)粒子进入磁场后做匀速圆周运动，磁感应强度为B2,半 径为r2,周期为T,依据轨迹对称性和几何关系知tan30°= 冬解89。 5 m, 由洛伦兹力提供向心力B,=,解得B,=T 由于粒子的运动周期为T= 2TT2 所以粒子在磁场中运动时间t=πT=√6πxI03s. 2π 0 选择性必修第二册·JK 真题体验第一章磁场对电流的作用 黑题高考真题练 1.C2.C3.D 4.(1)2m/s4.17A(2)0.085C 解析：(1)对金属杆，跳起的高度为H,竖直上抛运动由运动 学关系式v2=2gH, 解得v=√2gd=√2m/s, 通电过程金属杆受到的安培力大小为FA=BL, 由动能定理得BILh-mg(H+h)=0, 解得1≈4.17A (2)对金属杆，通电时间t'=0.002s, 由动量定理有(B'L-mg)t'=mw'-0, 由运动学公式v2=2gH', 通过金属杆截面的电荷量q='t', 联立解得g=0.085C. 5.AD 6.BD解析：假设粒子带正电，粒子正对圆心进入磁场区域， 以O,为圆心做匀速圆周运动，到达圆上A点，则O0,⊥AP, 由几何关系可知0，A⊥0A,所以粒子与圆筒壁碰撞时速度方 向沿半径方向，与筒壁碰撞后瞬间，速度方向依然沿半径方 向，即粒子速度方向一定平行于碰撞点与圆心0的连线，其 轨迹关于0点对称，故粒子的运动轨迹一定不过圆心，A错 误，D正确；由于粒子不可能在磁场中做直线运动，则粒子至 少经过两次碰撞后，才有可能从小孔射出，B正确；设粒子在 磁场中做圆周运动的轨迹半径为r,且粒子在圆内做段运 动从P点离开，圆筒的半径为R,∠P01A=20,由几何关系有 am0=R,粒子在磁场中做匀速圆周运动，有mB=m ,解得 m) r= ,粒子在磁场中运动的时间t=n· 2mn20 m-20'2m 2Tm 2Tmn ,由于n无法确定，则粒子在圆内运动的 时间无法确定，C错误 0 7.AD解析：AB.若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=。， 黑白题14 可知t1<2,故A正确，B错误.CD.当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，到达P点时 速度大于。；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，到达P点时速度等于。，而根 据瓦=2m,可知E,>Ea,故C错误，D正确故选AD. 8.C解析：A带正电的粒子沿轴线射入，然后垂直打到管壁 上，可知粒子运动的圆弧半径为r=a,故A正确，不符合题 意；B根据B=m,可得粒子的质量mg,故B正确， v 不符合题意：C.管道内的等效电流为I=NgS,单位体积内电 荷数为品。则1高心=，故C误，符合影意，0教 子束对管道的平均作用力大小等于等效电流受的安培力 F=BIl=Bngl,故D正确，不符合题意.故选C. 9.C10.D 11.D解析：设加速电压为U,人口到出口的距离为2r,原来磁 场的磁感应强度为B,质子质量为m,某种一价正离子质量 为M质子在人口处从静止加速，由动能定理，eU= 2m, 质子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心 B=m:;某种一价正离子在人口处从静止加速 动能定理，=，某种一价正离子在磁感应强度为 12B的匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心 力，e,·12B=M;联立解得：M:m=144:1,选项D正 确，ABC错误 12.C解析：根据左手定则，正离子受到的洛伦兹力方向向 下，负离子受到的洛伦兹力方向向上，因此下板为电源的正 极，根据平衡条件有B=)号，解得稳定时电源的电动势 B=d,则流过R的电流为1前印号S=d,则得 d Bdvab 电流大小为1= C正确. abR+pd' 13.C 14.B解析：AC.在xOy平面内电场的方向沿y轴正方向，故在 坐标原点O静止的带正电粒子在电场力作用下会向y轴正 方向运动.磁场方向垂直于纸面向里，根据左手定则，可判 断出向y轴正方向运动的粒子同时受到沿x轴负方向的洛 伦兹力，故带电粒子向x轴负方向偏转，AC错误；BD运动 的过程中电场力对带电粒子做功，粒子速度大小发生变化， 粒子所受的洛伦兹力方向始终与速度方向垂直.由于匀强 电场方向沿y轴正方向，故x轴为匀强电场的等势面，从开 始到带电粒子偏转再次运动到x轴时，电场力做功为0，洛 参考答案与解析景 伦兹力不做功，故带电粒子再次回到x轴时的速度为0，随 后受电场力作用再次进入第二象限重复向左偏转，故B正 确，D错误故选B. 、3mt'o 15.(1)B(2)32eB (3)90% 解析：(1)由题知，入射速度为。时，电子沿x轴做直线运 动则有Ee=euoB,解得E=vB. (2)电子在竖直向下的匀强电场和垂直于坐标平面向里的 匀强磁场的复合场中，由于洛伦兹力不做功，且由于电子人 射速度为：，则电子受到的电场力大于洛伦兹力，则电子 向上偏转，根据动能定理有 6:子（仔）’分（仔厂广解得⅓ 1 3mvo (3)若电子以v入射时，设电子能达到的最高点位置的纵 坐标为y,则根据动能定理有=之m之m心。 由于电子在最高点与在最低点所受的合力大小相等，则在 最高点有F合=eunB-eE, 在最低点有F合=eE-ewB, 2E2m(o-v） 联立有=Bv,y= eB 买让电子到达纵坐标为0位置，即y≥⅓，解得≤ 10,则若电子人射速度在0<0<，范围内均匀分布，能到 达纵坐标y2=5eB m0位置的电子数N占总电子数N,的90% 16.(1)6√ mE (2)(1)E=36E6=9,/9 (ⅱ)不能 解析：(1)由题意粒子在电场中做匀加速直线运动，根据动 能定理有gE·2d= 2m2, 2 粒子在磁场中做匀速圆周运动，有g如B=mR, 粒子从上边界垂直QW第二次离开电场后，垂直NP再次进 入电场，轨迹如图 根银几何关系可知R=号，联立可得B=6 mE (2)()由题意可知，作出粒子在电场和磁场中运动轨迹 如图 白题15 在磁场中做匀速圆周运动，根据几何关系可知R=(2d)2+ （R,解得风=名d 所以有0=53°，a=37°， 洛伦兹力提供向心力gu,B=m R' 带电粒子从A点开始做匀加速直线运动，根据动能定理有 9E·2d1m 2m-2m6, 再一次进入电场后做类似斜抛运动，沿x方向有2d= v1c0sa·t, 1 沿y方向上有2d=v,sina·t+ 第二章 电磁 第1节 楞次定律 白题 基础过关练 1.(1)偏向正极(2)S极(3)向上(4)顺时针 2.A3.A 4.A解析：由条形磁体的磁场分布情况可知，线框在位置Ⅱ 时穿过矩形闭合线框的磁通量最少.线框从位置I到Ⅱ，穿 过abcd自下而上的磁通量减少，感应电流的磁场阻碍其减 少，则在线框中产生的感应电流的方向为abcd,线框从位置 Ⅱ到Ⅲ，穿过abcd自上而下的磁通量在增加，感应电流的磁 场阻碍其增加，由楞次定律可知感应电流的方向仍然是 abcd.故A正确，BCD错误 5.B6.B7.C8.A 9.BD解析：A合上K时，左边线圈轴线上产生向左的磁场， 右边线圈轴线上感应出向右的感应磁场，由安培定则知通过 R的电流是a→b,A错误；B.断开K时，左边线圈轴线上向 左的磁场迅速减弱，右边线圈轴线上感应出向左的感应磁 场，由安培定则知通过R的电流是b→a,B正确；C.K合上 后，将变阻器R滑动头c向左移动，R接入电路的电阻减小， 左边线圈轴线上向左的磁场增强，右边线圈轴线上感应出向 右的感应磁场，由安培定则知通过R1的电流是a→b,C错 误：D.K合上后，将变阻器R滑动头c向右移动，R接入电路 的电阻增大，左边线圈轴线上向左的磁场减弱，右边线圈轴 线上感应出向左的感应磁场，由安培定则知通过R的电流 选择性必修第二册·JK 其中根据牛顿第二定律有gE'=ma, 联立以上各式解得=15/】 要=平E （i)粒子从P到Q根据动能定理有gB'·2d= 2m- 可得从Q射出时的速度为，=3，g网 此时粒子在磁场中的半径R,=m=可， qB 2 5 根据其几何关系可知对应的圆心坐标为x=2d,y=4d, 而心与P的距离为=√(34-2a）+(do0)- R, 故不能再从P点进入电场. 感应及其应用 是b+a,D正确.故选BD. 10.A解析：由楞次定律知道感应电流产生的磁场要阻碍原 磁场的变化，阻碍其相对运动，无论磁铁插人或拔出过程磁 场力均对磁铁做负功，将其他形式的能转化为电能.故选A 11.A解析：由于条形磁体与金属圆环在同一平面内，结合条 形磁体的磁场分布可知，穿过金属圆环的磁通量等于零，故 圆环在下降过程中没有产生感应电流，不受安培力的作用， 故机械能守恒，所以金属圆环能上升到原高度，故A正确。 黑题应用提优练 1.BCD 2.A 3.D 4.B 5.B解析：棒AB做切割磁感线运动，根据右手定则，B端带正 电，A端带负电，故B端受向下的电场力，A端受到向上的电 场力，故B端先落地故选B. 6.B解析：圆盘N能沿箭头方向逆时针转动，可知感应电场 的方向沿顺时针方向，则产生感应电场的磁场方向垂直于纸 面向里；AB.若导体棒ab向右运动，则感应电流由b到a,M 中的磁场向外，与产生感应电场的磁场方向相反，可知必然 是增强的，则αb必然加速运动，选项A错误，B正确：CD.若 导体棒ab向左运动，则感应电流由a到b,M中的磁场向里， 与产生感应电场的磁场方向相同，可知必然是减弱的，则ab 必然减速运动，选项CD错误.故选B. 7.BD解析：A.闭合电键，铝环中磁通量会增加，由楞次定律 可得铝环会向左运动起来，故A错误；B线圈中电流为右侧 流人，磁场方向为向左，在闭合开关的过程中，磁场变强，则 黑白题16