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第八章 磁场
（考试时间：100 分钟 试卷满分：75 分）
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡
皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷(选择题，共42 分)
一、选择题(本题共10 小题，共42 分。在每个小题给出的四个选项中，第1～8 小题，每小题4 分，只有
一个选项符合题意；第9～10 小题，有多个选项符合题意，全部选对的得5 分，选对而不全的得3 分，错
选或不选的得0 分)
1．
【传统文件与学科知识结合】（2025·陕西西安·模拟预测）宋代科学家沈括在其著作《梦溪笔
谈》中，最早记载了地磁偏角“方家以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也”。下列关于磁现
象的说法正确的是（ ）
A．地磁场中的两条磁感线可能相交
B．磁场中，线圈所在处磁感线越密集，穿过线圈的磁通量越大
C．穿过线圈的磁通量的变化量越大，线圈中产生的感应电动势越大
D．根据右手定则不能判断线圈磁通量变化产生的感应电流的方向
2．
【现代科技与学科知识结合】（2025·浙江绍兴·三模）磁悬浮列车是一种使用磁力使得列车悬浮
起来移动的交通工具，由于悬浮行驶时不与地面接触，故可减小摩擦力，以便获得较高的行驶速度。如图
1 所示，科学家利用EDS 系统来产生悬浮，列车在导槽内行驶，车厢的两侧有电磁铁，而导槽两侧则有
“8”字形的线圈，当车辆两侧的电磁铁（左侧
极、右侧S 极）通过“8”字形线圈时会在线圈上感应出电
流，感应电流产生的磁场又与电磁铁产生排斥及吸引作用，形成一个向上的磁力使得列车悬浮起来。某时
刻车厢的左边电磁铁靠近“8”字形线圈产生图2 中方向所示的感应电流，则关于电磁铁与线圈的相对位置
说法正确的是（ ）
1
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A．电磁铁中心与线圈中心等高
B．电磁铁中心高于线圈中心
C．电磁铁中心低于线圈中心
D．电磁铁中心高于或等于线圈中心
3．（2025·北京东城·一模）超导材料温度低于临界温度
时，具有“零电阻效应”和“完全抗磁性”。
“完全抗磁性”即处于超导态的超导体内部的磁感应强度为零。实际上，处于超导态的超导体因材料的杂
质、缺陷等因素也具有一定的电阻值，只是电阻值非常小。通常采用“持续电流法”来测量超导体在超导
状态下的阻值，测量装置如图（a）所示。将超导体做成一个闭合圆环，放入圆柱形磁铁产生的磁场中
（磁铁与超导环共轴），用液氮进行冷却，进入超导态。撤去磁铁，超导环中会有电流产生。“持续电流
法”是根据一段时间内的电流衰减情况计算超导体的电阻，通常情况下经过几十天的观测，仪器均未测量
出超导环中电流的明显衰减。某次实验中，用如图（a）所示的霍尔元件（大小不计）测量超导环轴线上
某处的磁感应强度
，测量数据如图（b）所示，区域Ⅳ中磁场变化是因为液氮挥发导致超导体没有浸没
在液氮中。已知实验室环境中的磁感应强度约为
，且方向沿超导环轴线方向。下列说法正确的
是（ ）
A．区域Ⅰ中磁场是超导环中电流产生的磁场与磁铁磁场的矢量叠加的结果
B．区域Ⅱ中的磁场迅速减小的原因是材料处于非超导态
2
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C．区域Ⅲ中超导环中电流在测量处产生的磁场的磁感应强度大小约
D．撤磁铁时，超导环中感应电流在测量处的磁场与磁铁在该处的磁场方向相反
4．（2025·江苏常州·二模）一闭合的轻质弹性柔软三角形通电线圈的三个顶点a、b、c 用绝缘钉子固定在
水平绝缘桌面上，一刚性长金属棒MN 固定放置在如图所示的位置，金属棒和三角形线圈中的电流方向均
已标出。已知金属棒中的电流远大于线圈中的电流，则稳定后三角形线圈的大致形状可能是（ ）
A．
B．
C．
D．
5．（2025·广西·三模）如图，空间存在垂直纸面向外的匀强磁场（未画出），
、
、
、
、
为磁场
中的五个点，
为
的中点，
为
中垂线上的一点，且
，
平行于
。一束带
正电的同种粒子（不计重力）垂直
由
点沿纸面向上射入磁场，各粒子速度大小不同，用
、
、
、
分别表示第一次到达
、
、
、
四点的粒子所经历的时间，下列说法正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
6．（2025·湖北武汉·模拟预测）如图所示为半径为r 绝缘固定圆筒的横截面，筒内分布有垂直向里的匀强
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磁场。甲、乙两个具有相同核质比的正粒子，先后以
的初速度从筒壁上的小孔P 正对圆心O 点射入
磁场，两粒子均与筒壁碰撞四次后返回P 孔。设运动过程中粒子电荷量不变，粒子与圆筒之间的碰撞是弹
性碰撞，不计粒子重力和其他阻力，已知
，由此可知两粒子在磁场中运动时间之比为（ ）
A．
B．
C．
D．
7．（2025·安徽马鞍山·一模）如图所示为回旋加速器工作原理图，置于真空中的D 形金属盒半径为R，磁
感应强度为B 的匀强磁场与盒面垂直，交流加速电压为U。圆心A 处粒子源产生初速度为零，质量为m，
电荷量为q 的质子，质子在加速器中被加速。忽略质子穿过两金属盒间狭缝的时间，忽略相对论效应和重
力的影响，下列说法正确的是（ ）
A．保持B、R、U 及交流电频率均不变，该装置也可用于加速α 粒子
B．若增大加速电压U，质子从D 型盒出口射出的动能增大
C．质子从D 型盒出口射出时，加速次数
D．质子第n 次加速后和第
次加速后的运动半径之比为
8．（2025·山东聊城·二模）如图甲所示，纸面内存在上、下宽度均为L 的匀强电场和匀强磁场，匀强电场
竖直向下，匀强磁场垂直纸面向里，磁感应强度大小为B。现有一质量为m、电荷量为q 的带正电粒子
（不计重力）从电场的上边界的a 点由静止释放，运动到磁场的下边界的b 点时正好与下边界相切。若把
电场下移至磁场所在区域，如图乙所示，粒子从上边界c 点由静止释放，经过一段时间粒子第一次到达最
低点d（图中位置仅为示意），下列说法正确的是（ ）
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A．a、b 两点之间的距离为
B．匀强电场的场强大小为
C．粒子在d 点的速度大小为
D．粒子从c 点到d 点的竖直位移为
9．（2025·宁夏银川·三模）电磁场与现代高科技密切关联，并有重要应用。如图所示，带电粒子（不计重
力）在以下四种器件中运动的说法正确的是（ ）
A．图甲是速度选择器的结构示意图，速度
的带电粒子能够沿直线从右侧进入并匀速通过速度选
择器
B．图乙是质谱仪的结构示意图，粒子打在底片上的位置越靠近狭缝S，说明粒子的比荷越大
C．图丙是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，要想粒子获得的最大动能增大，可增大D 形盒半
径
D．图丁是磁流体发电机的结构示意图，将一束等离子体喷入磁场，A、B 两板间会产生电压，且B 板电
势低
10．（2025·河北·模拟预测）如图所示，等腰直角三角形ABC 内有一个以BC 边中点O 为圆心的半圆，OA
与半圆的交点为D。在三角形内半圆内外存在垂直纸面方向的磁场，磁感应强度大小均为B，方向相反
（图中未画出）。A 点有一个粒子源，沿AB 方向射出某速率的正粒子，粒子的比荷为k，粒子经过D 点后
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到达O 点。将半圆内的磁场换成沿AB 方向的匀强电场，粒子仍然能够到达O 点。已知
，不计粒
子重力。下列说法中正确的是（ ）
A．半圆区域的半径为
B．粒子的初速度为
C．将半圆内的磁场换成电场后，电场强度大小为
D．将半圆内的磁场换成电场后，粒子从A 点到O 点的时间为
第Ⅱ卷(非选择题，共58 分)
二、填空题(本题共2 小题，共15 分)
11．(6 分)（25-26 高三上·广东·开学考试）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0.2Ω）
B．直导线（长度适宜、阻值约为3Ω）
C．滑动变阻器R（0~15Ω，额定电流为2A）
D．定值电阻
E.电源（电动势为E=3.0V，内阻很小）
F.磁传感器和测试仪
G.开关S 和导线若干
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（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R0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
μT/A（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。
12．(9 分)（2025·湖北恩施·模拟预测）图甲为霍尔元件，其接线柱如图乙所示：金属做成长方体薄片，放
到竖直向下磁感应强度为
的磁场中，通以由a 流向b 的电流
时，前后两侧面的c、d 两端能探测出霍尔
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电势差
，理论表明
，其中为上下面厚度，
为霍尔系数，由材料种类决定。为了测霍尔系
数
，采用图丙的电路，
为保护电阻（a、b、c、d 四个接线柱功能与接法参考甲、乙）。
(1)根据图乙电流和磁场方向，判断c、d 两端电势
（填“>”或“<”）。图丙电路中电流表示数不
能从零开始调节，为了解决这一问题，须用一导线把变阻器的N 端与电路中 接线柱（填“m”、“g”或
“f”）连接即可。
(2)调节变阻器，改变霍尔元件电流，用电流表A 和理想电压表
测出电流和霍尔电压，获取多组数据，
并作出图丁的U-I 图像。已知垂直于霍尔元件表面的匀强磁场的磁感应强度B=0.2T，霍尔元件上下表面间
厚度h=0.8mm，则霍尔系数k=
（结果保留两位有效数字）。结合电流的微观表达式，可以推
导出k 值与金属材料的下面哪些参量有关
A．单位体积内的核外电子数 B．单位体积内的自由电子数
C．材料的密度 D．电子的电量
(3)有同学认为食盐溶液类似金属导体，可用容器将食盐溶液密封，做成类似的霍尔元件，来完成上述实验。
则他 （填“能”或“不能”）探测出霍尔电压。
三、计算题(本题共3 小题，共43 分。要有必要的文字说明和演算步骤。有数值计算的要注明单位)
13．(12 分）（2025·安徽合肥·模拟预测）如图1 所示，固定在水平地面上的两足够长平行光滑金属导轨
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ae、bf 相距
，与水平地面间的夹角为
，导轨底部连接一阻值
的电阻，两导轨的ac
段、bd 段长度均为
、导轨单位长度的电阻为
，ce 段和df 段的电阻可忽略，整个装置处
于磁感应强度大小为
、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中，一质量
、电阻不计的导体
棒垂直导轨放置在最底端。
时刻起，对导体棒施加一平行导轨向上的拉力F，导体棒向上运动的
图像如图2 所示，不计空气阻力，重力加速度g 取
。在上述过程中，求∶
(1)导体棒运动到cd 处时受到的安培力大小；
(2)流过电阻R 的电流与导体棒运动时间t 的关系式；
(3)导体棒在ac、bd 段运动过程中所受拉力F 的最大值。
14．（14 分）（2025·安徽·模拟预测）如图所示，在xOy 平面坐标系第一象限某区域内存在垂直于坐标平
面向外的圆形边界匀强磁场，边界正好与y 轴在M 点相切，第二象限内存在沿
方向的匀强电场。一带
电量为
、质量为m、重力可忽略不计的带电粒子从
（
，0）位置沿
方向进入匀强电场，速度大小
为
，经过一段时间从y 轴上的M 点与
方向夹角为
离开第二象限进入匀强磁场，最终从N 点垂
直穿过x 轴，
。求：
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(1)匀强电场的电场强度大小；
(2)匀强磁场的磁感应强度大小和在xOy 平面内匀强磁场区域面积。
15．(17 分)（2025·安徽·一模）如图所示，竖直平面直角坐标系xOy 的第一、四象限，存在大小相等、竖
直向上的匀强电场，第一象限存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小
，第四象限存在
垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小
。一质量为m、电荷量为+q 的带电粒子，从y 轴上的
A 点以初速度v0沿与y 轴正方向成θ=60°角进入第一象限做匀速圆周运动，恰好运动到x 轴上的C 点处（图
中未画出），然后垂直于x 轴进入第四象限。不计空气阻力及电磁场的边界效应，重力加速度为g，求：
(1)第一、四象限匀强电场的电场强度大小E；
(2)粒子从A 点开始到第三次经过x 轴时经历的时间t；
(3)仅撤去第四象限的匀强电场，粒子从A 点开始到第三次经过x 轴时与O 点间的距离x。
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