2026届广东高考物理三轮复习讲义：考前冲刺1 磁场

2026届广东高考物理复习讲义--考前冲刺1　磁场 考点一　安培力的分析与计算 方向 左手定则 电流间的作用力：同向电流相互吸引，异向电流相互排斥 大小 直导线 F=BILsin θ，θ=0时F=0，θ=90°时F=BIL 导线为 曲线时 等效为ac直线电流 受力 分析 根据力的平衡条件或牛顿运动定律列方程 考点二　带电粒子在匀强磁场中的运动 基本 思路 (1)画轨迹：确定圆心，用几何方法求半径并画出轨迹 (2)找联系：轨迹半径与磁感应强度、运动速度相联系，偏转角度与圆心角、运动时间相联系，运动时间与周期相联系 (3)用规律：利用牛顿第二定律和圆周运动的规律，特别是周期公式和半径公式 基本 公式 qvB=m，T= 重要 结论 r=，T= 圆心的 确定 (1)轨迹上的入射点和出射点的速度方向的垂线的交点为圆心，如图(a) (2)轨迹上入射点速度方向的垂线和入射点、出射点两点连线中垂线的交点为圆心，如图(b) (3)沿半径方向距入射点距离等于r的点，如图(c)(当r已知或可算) 半径的 确定 方法一：由公式求，Bqv=，得半径r= 方法二：由几何关系求，一般由数学知识(勾股定理、三角函数等)通过计算来确定 时间的 求解 方法一：由圆心角求，t=·T，其中轨迹对应的圆心角等于速度方向的偏向角 方法二：由弧长求，t= 考点三　带电粒子在有界磁场中运动的临界、极值问题 示意图 适用条件 应用方法 放缩圆 (轨迹圆的圆心在P1P2直线上) 粒子的入射点位置相同，速度方向一定，速度大小不同 以入射点P为定点，将半径放缩作轨迹圆，粒子恰好不射出磁场的临界状态是粒子运动轨迹与磁场边界相切 旋转圆 (轨迹圆的圆心在以入射点P为圆心、半径R=的圆上) 粒子的入射点位置相同，速度大小一定，速度方向不同 将一半径为R=的圆以入射点为圆心进行旋转，从而探索出临界条件 平移圆 (轨迹圆的所有圆心在一条直线上) 粒子的入射点位置不同，速度大小、方向均一定 将半径为R=的圆进行平移 例题1.(2025·广东·高考真题)(多选)如图是一种精确测量质量的装置原理示意图，竖直平面内，质量恒为M的称重框架由托盘和矩形线圈组成。线圈的一边始终处于垂直线圈平面的匀强磁场中，磁感应强度不变。测量分两个步骤，步骤①：托盘内放置待测物块，其质量用m表示，线圈中通大小为I的电流，使称重框架受力平衡；步骤②：线圈处于断开状态，取下物块，保持线圈不动，磁场以速率v匀速向下运动，测得线圈中感应电动势为E。利用上述测量结果可得出m的值，重力加速度为g。下列说法正确的有(　　) A.线圈电阻为 B.I越大，表明m越大 C.v越大，则E越小 D.m=-M 例题2.(2025·广东·高考真题)某同步加速器简化模型如图所示，其中仅直通道PQ内有加速电场，三段圆弧内均有可调的匀强偏转磁场B。带电荷量为-q、质量为m的离子以初速度v0从P处进入加速电场后，沿顺时针方向在加速器内循环加速。已知加速电压为U，磁场区域中离子的偏转半径均为R。忽略离子重力和相对论效应，下列说法正确的是(　　) A.偏转磁场的方向垂直纸面向外 B.第1次加速后，离子的动能增加了2qU C.第k次加速后，离子的速度大小变为 D.第k次加速后，偏转磁场的磁感应强度大小应为 例题3．（2024·广东·高考真题）如图甲所示。两块平行正对的金属板水平放置，板间加上如图乙所示幅值为、周期为的交变电压。金属板左侧存在一水平向右的恒定匀强电场，右侧分布着垂直纸面向外的匀强磁场。磁感应强度大小为B．一带电粒子在时刻从左侧电场某处由静止释放，在时刻从下板左端边缘位置水平向右进入金属板间的电场内，在时刻第一次离开金属板间的电场、水平向右进入磁场，并在时刻从下板右端边缘位置再次水平进入金属板间的电场。已知金属板的板长是板间距离的倍，粒子质量为m。忽略粒子所受的重力和场的边缘效应。 （1）判断带电粒子的电性并求其所带的电荷量q； （2）求金属板的板间距离D和带电粒子在时刻的速度大小v； （3）求从时刻开始到带电粒子最终碰到上金属板的过程中，电场力对粒子做的功W。 例题4．（2023·广东·高考真题）某小型医用回旋加速器，最大回旋半径为，磁感应强度大小为，质子加速后获得的最大动能为．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，）（    ） A． B． C． D． 例题5．（2022·广东·高考真题）（多选）如图所示，水平地面（平面）下有一根平行于y轴且通有恒定电流I的长直导线。P、M和N为地面上的三点，P点位于导线正上方，平行于y轴，平行于x轴。一闭合的圆形金属线圈，圆心在P点，可沿不同方向以相同的速率做匀速直线运动，运动过程中线圈平面始终与地面平行。下列说法正确的有（　　） A．N点与M点的磁感应强度大小相等，方向相同 B．线圈沿PN方向运动时，穿过线圈的磁通量不变 C．线圈从P点开始竖直向上运动时，线圈中无感应电流 D．线圈从P到M过程的感应电动势与从P到N过程的感应电动势相等 例题6．（2022·广东·高考真题）（多选）如图所示，磁控管内局部区域分布有水平向右的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场。电子从M点由静止释放，沿图中所示轨迹依次经过N、P两点。已知M、P在同一等势面上，下列说法正确的有（　　） A．电子从N到P，电场力做正功 B．N点的电势高于P点的电势 C．电子从M到N，洛伦兹力不做功 D．电子在M点所受的合力大于在P点所受的合力 例题7．（2022·广东·高考真题）如图所示，一个立方体空间被对角平面划分成两个区域，两区域分布有磁感应强度大小相等、方向相反且与z轴平行的匀强磁场。一质子以某一速度从立方体左侧垂直平面进入磁场，并穿过两个磁场区域。下列关于质子运动轨迹在不同坐标平面的投影中，可能正确的是（　　） A． B． C． D． 例题8．（2021·广东·高考真题）图是一种花瓣形电子加速器简化示意图，空间有三个同心圆a、b、c围成的区域，圆a内为无场区，圆a与圆b之间存在辐射状电场，圆b与圆c之间有三个圆心角均略小于90°的扇环形匀强磁场区Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ。各区磁感应强度恒定，大小不同，方向均垂直纸面向外。电子以初动能从圆b上P点沿径向进入电场，电场可以反向，保证电子每次进入电场即被全程加速，已知圆a与圆b之间电势差为U，圆b半径为R，圆c半径为，电子质量为m，电荷量为e，忽略相对论效应，取。 （1）当时，电子加速后均沿各磁场区边缘进入磁场，且在电场内相邻运动轨迹的夹角均为45°，最终从Q点出射，运动轨迹如图中带箭头实线所示，求Ⅰ区的磁感应强度大小、电子在Ⅰ区磁场中的运动时间及在Q点出射时的动能； （2）已知电子只要不与Ⅰ区磁场外边界相碰，就能从出射区域出射。当时，要保证电子从出射区域出射，求k的最大值。 例题9．（2021·广东·高考真题）截面为正方形的绝缘弹性长管中心有一固定长直导线，长管外表面固定着对称分布的四根平行长直导线，若中心直导线通入电流，四根平行直导线均通入电流，，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（　　） A．B．C．D． 专题强化练 1．（2026·广东揭阳·二模）如图所示，交流发电机中的线圈ABCD沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随时间变化的规律为，下列说法正确的是（　　） A．该交流电的方向在1s内变化50次 B．线圈转到图示位置时，交流电流表的示数达到最大值 C．线圈转到图示位置时，CD边受到的安培力方向向上 D．仅线圈转速加倍，电动势的有效值变为440V 2．（2026·广东江门·二模）（多选）完全相同的平行板电容器1、2、3按如图所示的位置放置。开有小孔的负极板固定在等边三角形PQM的三条边上，三个小孔恰好在三条边的中点，三角形区域内有垂直于纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场。0时刻比荷为k的带正电粒子从PQ边上小孔处垂直于PQ边射入三角形内，依次穿过各个小孔后能回到初始位置。已知三角形的边长为L，电容器的两极板均连接在恒压电源两端且板间距离均为d，不计粒子的重力。下列说法正确的有（　　） A．粒子在磁场中运动的速度大小为 B．电容器两板之间的电压至少为 C．粒子每次在电容器内运动的时间可能大于 D．仅移动正极板来改变电容器的板间距离，粒子仍能回到出发位置 3．（2026·广东汕头·二模）（多选）某高压三相交流输电线路采用等边三角形排列，三根输电线a、b、c位于等边三角形顶点，O1为中心，O2与O1关于bc边对称。某时刻电流满足Ia＝2Ib＝2Ic，方向如图。已知无限长直导线产生的磁感应强度大小（k为常数，r为该点到导线的距离）。将矩形线圈平行于输电线截面放置在三角形区域内，下列说法正确的是（　　） A．O1的磁感应强度为零 B．O2的磁感应强度为零 C．矩形线圈中有感应电流 D．输电线b所受安培力的方向垂直bc边向下 4．（2026·广东汕头·二模）某实验小组设计类似质谱仪的装置测定带电粒子的电量。如图，在坐标系第二象限的速度选择器两极板间电压为U、间距为d，磁场方向垂直纸面向里。速度选择器左侧的粒子源持续发射质量为m、电量为+q（q未知）的带电粒子，粒子以水平初速度v0通过速度选择器后，从坐标为（0，h）的A点进入充满第一象限的匀强电场区域，电场沿-y方向，大小在E0±ΔE范围内缓慢变化（E0已知，ΔE＜E0且大小未知），最终在x轴的x1至x2都能观测到粒子。不计粒子重力和粒子间的相互作用。 (1)求速度选择器内磁场的磁感应强度大小B； (2)求带电粒子的电量q和ΔE； (3)粒子源随后以v0持续发射质量均为m、电量分别为+q和+0.5q的两种带电粒子，求x轴能观测到粒子的宽度X。 5．（2026·广东中山·三模）图1为等臂电流天平实物图，图2为其结构简图。兴趣小组现要测定电流天平螺线管在通某恒定电流时内部产生磁场的磁感应强度大小（通电螺线管在其内部产生的磁场可视作水平方向的匀强磁场）。实验前将电流天平的U形导线（如图3）放入未通电的螺线管中，调节平衡螺母使U形导线处于水平状态。实验时将U形导线与螺线管线路分别接通直流电，设流经螺线管的电流为I1、流经U形导线的电流为I2，然后在U形导线框的左端挂上钩码，保持I1大小不变，调节I2的大小使线框平衡，如图2所示。图3中U形导线的长与宽分别为La与Lb。 (1)电路安装 实验电路如图4，其中只有滑动变阻器还未完全连接好，要求电流表的读数能从零开始变化，请将其连接好________； (2)实验测量与数据处理 ①电流天平通电流I1和I2后，关于电流天平平衡的原因，下列说法中正确的是( ) A．钩码的重力与La段导线所受到的安培力大小相等 B．钩码的重力与Lb段导线所受到的安培力大小相等 C．La段导线与Lb段导线所受到的安培力大小相等 D．La段导线与Lb段导线所受到的安培力方向相反 ②实验时，若保持螺线管中的电流，逐次增加钩码个数N（每个钩码质量相同），并重新调整U形导线的电流I2，使电流天平恢复平衡。记录下每次实验时N、I2如下表： N/个 1 2 3 4 5 I2/A 0.50 1.00 1.40 2.10 2.50 根据实验数据，做出“N−I2”图像，如图5所示，图线的斜率数值k=________。（结果保留2位有效数字） ③某次测量I2的电表示数如图6所示，示数为________A。 (3)通电螺线管内部磁感应强度的计算 若一个钩码的质量为m，重力加速度为g，本次实验中测得该通电螺线管内部磁场的磁感应强度大小B=________（用含k、m、g、La、Lb字母的表达式表示）。 6．（2026·广东中山·三模）如图所示，光滑的水平桌面上，平行于y轴方向放置一根空心光滑绝缘细管PQ，P端位于x轴上，管内有一质量为m、带电量为+q的小球。在第一象限内平行于x轴的虚线与x轴之间存在磁感应强度大小为B、方向垂直于桌面向下的匀强磁场，磁场区域宽度与细管长度相等，大小均为。开始时小球位于细管内P端且相对细管静止，某时刻细管PQ沿x轴正方向做匀速直线运动，以速率u进入磁场，之后在外力作用下仍保持原速做匀速运动且细管始终与y轴平行。 (1)求小球到达细管Q端时沿y轴方向的速度v1； (2)从小球进入磁场开始计时，直到到达管口Q，求管壁对小球弹力的瞬时功率P随时间t变化的表达式； (3)小球离开Q端后恰好从a点进入方向水平向左的匀强电场区域内，该区域在桌面上的边界为矩形abcd，已知ab边与虚线重合，ab=L，，从小球进入电场区域到离开的过程中，求电场力对小球做的功W与场强E的关系。 7．（2026·广东揭阳·二模）如图所示，在竖直面MGAF右侧足够大的空间内有垂直平面MPRG向外的匀强磁场，在竖直面MGAF左侧有线状粒子源，粒子源与MF棱平行且与MPQF共面。带电粒子无初速度逸出，经垂直于MF棱的水平匀强电场加速后，以一定的水平速度从MS段（S为MF的中点）进入正方体区域内，从M点射入的粒子恰好从R点射出。已知正方体的棱长为L，磁感应强度大小为B，带电粒子的质量为m、电荷量为+q，粒子重力和粒子间的相互作用忽略不计。 (1)求该粒子入射速度的大小v0； (2)若撤去磁场，其他条件不变，施加垂直平面MPRG向外的匀强电场，电场强度大小，从S点射入的粒子，从PQ边上的某点射出，求该点距Q点的距离Δy； (3)以G为坐标原点建立空间直角坐标系，，，分别为x，y，z轴的正方向，若该正方体区域内同时存在原匀强磁场B和（2）中匀强电场E，其他条件不变，请通过计算写出从S点射入的粒子离开该正方体区域时的坐标和速度的大小v'． 8．（2026·广东揭阳·二模）（多选）图a为全超导托卡马克核聚变实验装置的核心部件示意图，其工作原理是利用洛伦兹力将高温等离子体约束在磁场中。受此启发，小明研究了带电量为+q的粒子在环形磁场中的运动情况，如图b所示，磁感应强度，大小圆的半径分别为3R、R。有粒子从小圆上的P点射出，下列说法正确的是（　　） A．若沿半径向外以2v射出的粒子会被约束在大圆内部运动 B．若沿半径向外以v射出的粒子会被约束在大圆内部运动 C．若沿切线以射出的粒子可能被约束在大圆内部运动 D．若沿切线以射出的粒子可能射出大圆 9．（2026·广东惠州·一模）如图（a）所示为洛伦兹力演示仪，通电后会在两个励磁线圈之间产生与线圈中心连线平行的匀强磁场，磁感应强度大小与励磁线圈中的电流的关系为，其中为已知常数。电子枪中的电子初速度为零，经电压加速后，平行于线圈平面向左射入匀强磁场，轨迹如图（b）所示。玻璃泡可近似看成半径为的球体，电子枪出射口位于球心正下方处。当励磁线圈的电流为时，电子在磁场中做圆周运动的半径恰好为。不计电子所受重力。 (1)求电子的比荷； (2)改变励磁电流，使电子打在与球心等高的玻璃泡左侧，求电流大小及电子离开电子枪后在磁场中的运动时间。 10．（2026·广东·二模）将不同种类离子注入航空发动机叶片，可以延长其使用寿命。如图让甲离子从狭缝无初速度漂入电压为的加速电场，加速后垂直进入匀强磁场，打在叶片材料上；用乙离子替换甲，仅调节加速电压为，重复如甲的注入过程，乙能沿同一轨迹运动，并打在叶片材料上同一位置。已知甲、乙电荷量相等，且，则下列说法正确的是（　　） A．甲的比荷小于乙的比荷 B．甲在磁场中运动的动能比乙的小 C．甲、乙在磁场中运动的时间相等 D．甲、乙在磁场中运动的动量相等 11．（2026·广东·二模）（多选）如图，医院利用电磁流量计监测输液管中药液（药液中含有正负离子）的流量（定义：单位时间内通过横截面的液体体积）。匀强磁场的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里，输液管直径为，药液以恒定速度水平向右通过流量计，电压传感器可以检测、间的电压，当电压传感器两端电压高于或低于时，系统会发出警报声，则正常输液过程（　　） A．点的电势低于点的电势 B．点的电势高于点的电势 C．流量的上限为 D．流量的下限为 12．（2026·广东深圳·二模）霍尔推进器是未来星际航行的绿色引擎，其放电室横截面可简化为一个圆环区域，圆环内存在辐射状磁场，如图所示。另有方向均垂直圆环平面向里的匀强磁场和匀强电场（未画出），且磁感应强度大小为，电场强度大小为。电荷量为、质量为的电子恰好能够沿半径为的轨道做匀速圆周运动。下列说法中正确的是（     ） A．电场力对电子做正功 B．电子沿逆时针方向做圆周运动 C．电子做匀速圆周运动的线速度大小为 D．轨道处辐射状磁场的磁感应强度大小为 13．（2026·广东佛山·二模）2026年1月，我国研制的超导磁体成功实现了35.6T的中心磁场强度，创下世界纪录。如图，两个完全相同的环形超导线圈a和b，以过两线圈圆心、的水平线为轴平行固定放置，为连线中点，线圈中通有大小相等、方向如图所示的电流。已知线圈a产生的磁场在点处的磁感应强度大小为。下列说法正确的是（　　） A．线圈a对线圈b的作用力方向沿向左 B．处的磁感应强度大小为，方向沿向右 C．以为直径的任意圆平面内的磁通量均为零 D．若在处放置一小磁针，待其静止后，其N极指向沿向右 14．（2026·广东湛江·二模）用霍尔元件探测螺线管中电流变化的装置示意图如图所示螺线管与通电装置连接，其电流I0方向如图所示，在螺线管正下方装有一块正方形霍尔元件，a、b、c、d为上表面的四个顶点，元件中定向移动的电子形成沿着ab方向的电流I，螺线管的轴线垂直于元件的上表面。用电压表连接b、c两点，即可探测螺线管中电流的变化情况。下列说法正确的是（　　） A．电压表的正接线柱连接c点 B．若电流I不变，则电压表示数为零 C．若电流I0均匀变大，则电压表示数保持不变 D．若电流I0均匀变大，则电压表示数逐渐变大 15．（2026·广东东莞·一模）纳米技术需精确控制带电团簇（由数个原子构成）的运动轨迹。如图所示为一种模拟团簇离子束在复合场中运动的装置。在垂直于纸面的空间里，上部是由电势差为U、间距为d的两平行板产生的匀强电场，下极板正中间开有一小孔P；中部为磁感应强度大小均为B、方向如图的三个矩形匀强磁场区域；下部存在电场方向竖直向上、电场强度大小为的匀强电场。现有带电量为、质量为m、初速度为的团簇1紧贴上极板的左侧边界处水平射入，同时另一质量和初速度大小与团簇1相同但不带电的团簇2紧贴下极板的右侧边界处水平射入，在小孔P处碰撞，碰撞时间极短并粘在一起成为团簇3。团簇3从P点竖直向下进入磁场，运动轨迹在区域Ⅰ右上是圆弧，右侧区域Ⅱ是半圆，区域Ⅰ右下是圆弧，进入下部电场后能返回磁场，最终团簇3在电磁场中做周期性振荡，不计团簇重力。 (1)求上部电场的极板长度L； (2)求磁场中间区域Ⅰ的宽度D； (3)团簇3在电磁场中的振荡周期T。 16．（2026·广东·模拟预测）（多选）电磁流量计是工业中测量液体流量的常用设备，其原理如图所示。矩形测量管内有垂直于管前后表面磁感应强度为B的匀强磁场，当含有大量自由电荷的液体从左向右流经测量管时，自由电荷在洛伦兹力作用下偏转，使管壁上下两表面产生电势差，电势差最终达到稳定值。已知测量管的边长分别是a、b、c，管壁上下两表面间的电压为U，液体密度为，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　） A．上表面电势比下表面电势低，稳定时管内匀强电场方向竖直向上 B．液体的流速大小为 C．液体的流量为 D．若只增大磁场磁感应强度，管壁上下两表面的电势差将减小 17．（2026·广东江门·一模）现代科学仪器中常利用电磁场控制带电粒子的运动。如图，电子枪发出的电子（初速度可以忽略）经M、N之间的加速电场加速后，从A点进入宽度的虚线方形框内，虚线方形框内只有垂直纸面方向的匀强磁场或只有竖直向下的匀强电场时，电子都从B点飞出打在足够长的竖直荧光屏上。已知M、N之间的加速电压，A、B两点之间的竖直距离，虚线框的右边界到竖直荧光屏的距离，忽略电子的重力，电子的比荷。求： (1)虚线方形框内只有垂直纸面方向的匀强磁场时，匀强磁场的磁感应强度B； (2)虚线方形框内只有竖直向下的匀强电场时，匀强电场的电场强度E的大小； (3)电子两次打在荧光屏上的距离L。 18．（2026·广东中山·一模）（多选）图甲是粒子检测装置的示意图，图乙为其俯视图，粒子源释放出的经电离后的碳与碳原子核（初速度不计），经直线加速器加速后由中缝进入通道，该通道的上下表面是内半径为、外半径为的半圆环，磁感应强度为的匀强磁场垂直于半圆环，正对着通道出口处放置一张照相底片，能记录粒子从出口射出时的位置。当直线加速器的加速电压为时，原子核恰好能击中照相底片的正中间位置，下列说法正确的有（　　） A．在图乙中，磁场的方向是垂直于纸面向外 B．若原子核和原子核均能击中照相底片，原子核在磁场中的运动时间一定比在磁场中的运动时间小 C．加速电压为时，原子核所击中的位置比原子核更远离圆心 D．当加速电压时，原子核全部打在外圆环上 19．（2026·广东·一模）如图，空间存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场区域，该区域内有一边长为L的正方体，正方体顶点a、c、的电势之比为。若质子以的动能从a点沿方向射入该区域，质子恰好做匀速直线运动；若撤去磁场，仅保留电场，质子仍以的动能从a点沿方向射入该区域，质子在面内运动并以的动能从离开正方体。已知质子的质量为m、电荷量为q，重力不计。 (1)求a点的电势； (2)在正方体上标出电场和磁场方向（要求简要说明理由）并求出电场强度和磁感应强度的大小； (3)若撤去电场，只保留磁场，一束包含不同动能的质子流从c点沿方向射入正方体区域，测得所有质子穿过正方体的时间相同。求n的取值范围。 20．（2026·广东广州·一模）如图空间直角坐标系O-xyz将y≥0的空间划分为四个区域，IV区域存在沿z轴负方向的匀强电场，Ⅱ、Ⅲ区域存在沿y轴负方向的匀强磁场。在xOy平面内x>0区域放置一足够大的吸收屏，吸收屏下方紧靠P（l，0，0）处有一粒子源可向x轴负方向发射速率为v0、质量为m、带电量为+q的粒子（重力不计）。粒子运动经过Q（0，0，）点且刚好打在屏上P点，粒子打在吸收屏上即被吸收且不影响空间电、磁场分布。 (1)求匀强电场的电场强度大小E0； (2)求匀强磁场的磁感应强度大小B0； (3)若在I区域加沿y轴正方向、电场强度大小为2E0的匀强电场，同时调节IV区域中电场强度大小为kE0（电场方向不变），求粒子打在吸收屏上落点的坐标。 21．（2026·广东广州·一模）如图（a），矩形导体框mnkp被四根等长的绝缘细绳悬挂于水平轴OO′上，其所在区域存在方向垂直指向OO′的磁场（未画出），与OO′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。开始时导体框静止在水平位置，现给导体框通上沿mnkp方向的恒定电流，则（　　） A．mn和pk所受安培力方向相反 B．mn和pk所受安培力方向相同 C．绝缘细绳对导体框的拉力增大 D．导体框将绕OO′轴顺时针转动 22．（2026·广东梅州·一模）（多选）如图所示，真空中坐标系所在的空间存在一正交的匀强电磁场。匀强磁场方向垂直于坐标系向里，磁感应强度大小为；匀强电场方向沿轴负方向，电场强度大小为。一群质量均为，带电荷量均为的正电粒子，以大小不同的初速度从坐标原点沿轴正方向射出，不计粒子的重力和粒子间的相互作用，则下列说法正确的是（　　） A．若初速度，粒子恰好能做匀速直线运动 B．若初速度，粒子每隔时间就会返回轴一次 C．若初速度，粒子偏离轴的最远距离为 D．当粒子离轴最远时，速度达到最大 23．（2026·广东深圳·一模）离子注入是现代半导体芯片制造中的工艺，如下图所示是工作原理示意图。磁分析器截面是内外半径分别为r和3r的四分之一圆环，内有方向垂直纸面向外的匀强磁场。离子源中的电子轰击气体，使其电离，得到离子，质量分别为11m、49m，电荷量均为e。初速度可忽略不计的离子飘入加速电场，经加速后由ab边中点水平向右垂直ab进入磁分析器。已知离子由cd边中点N射出后，竖直向下注入下方水平面内的晶圆。加速电压为U，整个系统置于真空中，不计离子间作用和离子重力。 (1)进入磁分析器时，的速度大小之比； (2)离子注入的目标是将注入晶圆，试通过计算分析是否经过cd边被掺杂进了晶圆内。 24．（2026·广东深圳·一模）（多选）福建舰采用了世界最先进的电磁阻拦系统，满足了多种舰载机的降落需求。如下图所示，该系统结构两侧对称，阻拦索通过定滑轮和可动滑轮后缠绕在锥形卷扬筒上。卷扬筒可带动矩形线圈在辐射状磁场中绕中心轴同步旋转，使ab、cd边垂直切割磁感线，可动滑轮使阻拦索始终垂直于筒的转轴方向收放，不打滑。每组线圈边长30r、宽L、匝数n、总电阻R，独立构成闭合回路，ab、cd边所在处磁感应强度大小为B。当阻拦索在卷扬筒半径10r处时，收放速度为v，则（　　） A．线圈转动过程中电流方向始终不变 B．线圈ab边切割磁感线的速度大小为1.5v C．每组线圈中产生的总电动势为3nBLv D．每组线圈ab边所受的安培力大小为 25．（2026·广东汕头·一模）如图所示，在空间直角坐标系中存在磁感应强度大小为B的匀强磁场，磁场沿x轴正方向。原点O处有一粒子源，在平面内发射质量为m、电荷量为q的带正电粒子，速度大小为，方向与x轴正方向成，且。不计粒子重力，该粒子运动轨迹在不同坐标平面的投影中，可能正确的是（　　） A． B． C． D． 26．（2026·广东·模拟预测）如图甲所示为电视机显像管的内部结构原理示意图，可以进一步简化为图乙所示模型：阴极K连续产生初速度不计的电子，经过加速电压加速，电子穿过右侧金属板上的狭缝后，沿水平轴线飞入垂直纸面方向的正方形匀强磁场区域中进行偏转，最终打到竖直荧光屏上的点（O为磁场区域的中心，为水平轴线与荧光屏的交点）。已知电子的质量为，电荷量为，匀强磁场区域的边长为，磁感应强度大小，荧光屏与磁场区域的右边界相距也为，不计电子之间的相互作用。求： (1)匀强磁场的方向以及电子在匀强磁场中运动的半径； (2)从进入磁场开始到打到点，电子的运动时间； (3)若仅将区域中匀强磁场换成竖直向下的匀强电场，电子同样打到荧光屏上的点，求匀强电场的电场强度。 27．（2026·广东·模拟预测）如图所示，两根相同的细长直金属棒a、b垂直纸面放置，其中金属棒a的两端分别用两根轻质细线悬挂在固定点，金属棒b固定不动，当两金属棒中通入电流强度恒定的直流电时，金属棒a恰好静止在细线偏离竖直位置角处，且两金属棒连线水平，与金属棒平行。已知金属棒a中的电流大小为，方向垂直纸面向里，两金属棒的质量均为，长度均为，不计磁场边缘效应，不考虑金属棒与回路连通的导线间的作用力，重力加速度为。下列说法正确的是（　　） A．金属棒b中的电流方向垂直纸面向外 B．细线中的拉力大小之和为 C．金属棒a处的磁感应强度大小为 D．无法确定金属棒a对金属棒b的安培力大小 参考答案 例题1.【答案】BD 【详解】设线圈水平边的长度为L，步骤①中对称重框架与物块整体受力分析可得(m+M)g=BIL，由此可知I越大，表明m越大，B正确；步骤②中线圈中的电动势E=BLv，由此可知v越大，E越大，C错误；由于两步骤中B与L不变，则以上各式联立可得(m+M)g=I，变形可得m=-M，D正确；E是步骤②中磁场以速率v匀速向下运动产生的，I是步骤①中通的电流，故不能将它们直接代入欧姆定律公式求解线圈电阻，A错误。 例题2.【答案】D 【详解】直通道PQ有电势差为U的加速电场，由题意可知，离子带负电，且沿顺时针方向运动，由左手定则可知，偏转磁场的磁感应强度方向垂直纸面向里，故A错误；由动能定理可知，加速一次后，离子的动能增加量为qU，由于洛伦兹力不做功，则加速k次后，离子的动能增加量为kqU，由动能定理有kqU=mv2-m，解得v==，故B、C错误；离子在偏转磁场中运动的半径为R，则有qvB=m，解得B==，故D正确。 例题3．【答案】（1）正电；；（2）；；（3） 【详解】（1）根据带电粒子在右侧磁场中的运动轨迹结合左手定则可知，粒子带正电；粒子在磁场中运动的周期为 根据洛伦兹力提供向心力得 则粒子所带的电荷量 （2）若金属板的板间距离为D，则板长粒子在板间运动时 出电场时竖直速度为零，则竖直方向 在磁场中时 其中的 联立解得， （3）带电粒子在电场和磁场中的运动轨迹如图，由（2）的计算可知金属板的板间距离 则粒子在3t0时刻再次进入中间的偏转电场，在4 t0时刻进入左侧的电场做减速运动速度为零后反向加速，在6 t0时刻再次进入中间的偏转电场，6.5 t0时刻碰到上极板，因粒子在偏转电场中运动时，在时间t0内电场力做功为零，在左侧电场中运动时，往返一次电场力做功也为零，可知整个过程中只有开始进入左侧电场时电场力做功和最后0.5t0时间内电场力做功，则 例题4．【答案】C 【详解】洛伦兹力提供向心力有 质子加速后获得的最大动能为，解得最大速率约为 故选C。 例题5．【答案】AC 【详解】A．依题意，M、N两点连线与长直导线平行、两点与长直导线的距离相同，根据右手螺旋定则可知，通电长直导线在M、N两点产生的磁感应强度大小相等，方向相同，故A正确； B．根据右手螺旋定则，线圈在P点时，磁感线穿进与穿出在线圈中对称，磁通量为零；在向N点平移过程中，磁感线穿进与穿出线圈不再对称，线圈的磁通量会发生变化，故B错误； C．根据右手螺旋定则，线圈从P点竖直向上运动过程中，磁感线穿进与穿出线圈对称，线圈的磁通量始终为零，没有发生变化，线圈无感应电流，故C正确； D．线圈从P点到M点与从P点到N点，线圈的磁通量变化量相同，依题意P点到M点所用时间较从P点到N点时间长，根据法拉第电磁感应定律，则两次的感应电动势不相等，故D错误。 故选AC。 例题6．【答案】BC 【详解】A．由题可知电子所受电场力水平向左，电子从N到P的过程中电场力做负功，故A错误； B．根据沿着电场线方向电势逐渐降低可知N点的电势高于P点，故B正确； C．由于洛伦兹力一直都和速度方向垂直，故电子从M到N洛伦兹力都不做功；故C正确； D．由于M点和P点在同一等势面上，故从M到P电场力做功为0，而洛伦兹力不做功，M点速度为0，根据动能定理可知电子在P点速度也为0，则电子在M点和P点都只受电场力作用，在匀强电场中电子在这两点电场力相等，即合力相等，故D错误； 故选BC。 例题7．【答案】A 【详解】AB．由题意知当质子射出后先在MN左侧运动，刚射出时根据左手定则可知在MN受到y轴正方向的洛伦兹力，即在MN左侧会向y轴正方向偏移，做匀速圆周运动，y轴坐标增大；在MN右侧根据左手定则可知洛伦兹力反向，质子在y轴正方向上做减速运动，故A正确，B错误； CD．根据左手定则可知质子在整个运动过程中都只受到平行于xOy平面的洛伦兹力作用，在z轴方向上没有运动，z轴坐标不变，故CD错误。 故选A。 例题8．【答案】（1），，；（2） 【详解】（1）电子在电场中加速有 在磁场Ⅰ中，由几何关系可得 联立解得 在磁场Ⅰ中的运动周期为 由几何关系可得，电子在磁场Ⅰ中运动的圆心角为 在磁场Ⅰ中的运动时间为 联立解得 从Q点出来的动能为 （2）在磁场Ⅰ中的做匀速圆周运动的最大半径为，此时圆周的轨迹与Ⅰ边界相切，由几何关系可得 解得 由于，，联立解得 例题9．【答案】C 【详解】因，则可不考虑四个边上的直导线之间的相互作用；根据两通电直导线间的安培力作用满足“同向电流相互吸引，异向电流相互排斥”，则正方形左右两侧的直导线要受到吸引的安培力，形成凹形，正方形上下两边的直导线要受到排斥的安培力，形成凸形，故变形后的形状如图C。 故选C。 专题强化练 1．【答案】D 【详解】A．交流电的角速度为，根据，可得频率为 一个周期内电流方向改变2次，可知该交流电的方向在1s内变化100次，故A错误； B．线圈转到图示位置时，磁通量为零，感应电动势和感应电流的瞬时值最大，但是交流电流表的示数为交流电的有效值，不随时间变化，电流表的示数保持不变，故B错误； C．线圈沿逆时针方向转动，图示位置CD边向上运动切割磁感线，AB边向下运动切割磁感线，根据右手定则可知感应电流方向为逆时针，即由D到C，再根据左手定则可知CD边受到的安培力方向向下，故C错误； D．电动势随时间变化的规律为，有效值为。仅线圈转速加倍，电动势的有效值 角速度加倍，可知有效值变为440V，故D正确。 故选D。 2．【答案】BD 【详解】A．根据题意粒子轨迹如图 几何关系可知粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹圆半径 根据，因为，联立解得，故A错误； B．粒子在电容器中减速运动过程，根据动能定理有，联立解得 可知电容器两板之间的电压至少为，故B正确； C．粒子每次在电容器内减速运动的时间，因为，联立解得 可知粒子每次在电容器内运动的时间 可知粒子每次在电容器内运动的时间不可能大于，故C错误； D．题意可知电容器的两极板均连接在恒压电源两端，仅移动正极板来改变电容器的板间距离，极板间电压不变，电场力做功不变，则粒子在磁场中运动的速率不变，因此粒子仍能回到出发位置，故D正确。 故选BD。 3．【答案】BD 【详解】A．如图 根据右手螺旋定则可知电流c在产生的磁场平行ab指向右下方，电流a在产生的磁场平行于bc向右，b电流在产生的磁场平行ac指向右下方，根据平行四边形定则，则点合磁感应强度不为零，故A错误； B．如图 根据右手螺旋定则可知电流a在产生的磁场平行于bc向右，大小为 电流c在产生的磁场平行ab指向左上方， b电流在产生的磁场平行ab指向左下方，与间的夹角为，与的矢量和大小为 方向与bc平行，向左；则点合磁感应强度为零，故B正确； C．矩形线圈中磁场稳定，磁通量不变，没有感应电流，故C错误； D．如图 根据右手螺旋定则可知电流c在b产生的磁场垂直于bc向上，电流a在b产生的磁场垂直于ab向右下方，则 由平行四边形定则可知b处的合磁场方向从b指向c，由左手定则可知输电线b所受安培力的方向垂直bc边向下，故D正确。 故选BD。 4．【答案】(1)；(2)， ；(3)见解析 【详解】（1）在速度选择器间，有，得 （2）带电粒子在电场中，在方向 在方向，得 即，得， （3）由可知 即在时0.5q粒子击中坐标为 即在时0.5q粒子击中坐标为 若，得 若，两粒子区域重叠 若（或），两粒子区域分段 5． 【答案】(1) (2) B 2.0 1.60 (3) 【详解】（1）要求电流表读数从零开始变化，滑动变阻器采用分压式接法，如图所示 （2）[1]螺线管内部磁场沿轴线水平，U形导线中La段电流与磁场平行，所受安培力为零；Lb段电流与磁场垂直，受到竖直方向的安培力，平衡时钩码总重力与Lb段安培力大小相等。 故选B。 [2]由N−I2图像可得，斜率数值 [3]电流表量程为0∼3A，分度值为0.1A，由图可知指针读数为1.60A。 （3）钩码的重力与Lb段导线所受到的安培力平衡时，满足整理得 因此N−I2图线斜率解得 6．【答案】(1)；(2)；(3)见解析 【详解】（1）由分析可知，小球进入磁场后，在洛伦兹力的作用下沿y轴方向从静止开始做匀加速直线运动，设其加速度为a，则根据牛顿第二定律有；解得 设细管的长度为l，则根据运动学公式有 解得小球到达细管Q端时沿y轴方向的速度为 （2）从小球进入磁场开始计时，直到到达管口Q的过程中，设小球的运动时间为t0，则根据运动学公式有解得 小球沿y轴方向做匀加速直线运动的速度表达式为 则小球受到的洛伦兹力沿x轴方向的分力为 设管壁对小球的弹力为N，由于沿x轴方向小球受力平衡，则有 所以管壁对小球弹力的瞬时功率P随时间t变化的表达式为 （3）小球进入匀强电场区域后，沿y轴方向不受力，将以的速度做匀速直线运动；小球沿x轴方向将做匀变速直线运动，设其加速度大小为a1，则根据牛顿第二定律有 解得 若小球从cd边离开，则小球运动的时间为 同时小球在沿x轴方向的位移应满足 根据运动学公式有 联立解得 则此时电场力对小球做的功为 由分析可知，当时，小球将从bc边离开，则此时小球沿x轴方向的位移为 所以电场力对小球做的功为 当时，小球将从ad边离开，则此时小球沿x轴方向的位移为 所以电场力对小球做的功为 综上所述，电场力对小球做的功W与场强E的关系为：当时，；当时，；当时，。 7．【答案】(1)；(2)；(3), 【详解】（1）从点射入的粒子恰好从点射出的轨迹为圆周，设运动半径为，则 解得 （2）粒子在该区域内电场中做类平抛运动，将运动分解为垂直于方向的匀速直线运动和平行于方向的匀加速直线运动，可得 垂直于方向 平行于方向 解得 （3）该区域内同时存在上述磁场与电场时，从S点进入的粒子在正方体区域内做不等距螺旋线运动，可将其运动分解为沿方向的初速度为零的匀加速直线运动，和平行于平面的线速度为，半径为的匀速圆周运动。 分运动为匀速圆周运动的周期 假设粒子可完成个圆周运动，则 粒子在方向的位移为 解得 假设成立，且该粒子在边射出，射出坐标为 离开该区域时沿方向的速度为 解得 8．【答案】BC 【详解】A．若沿半径向外以2v射出的粒子，由洛伦兹力提供向心力得 解得粒子在磁场中的轨迹半径为 作出粒子的运动轨迹如图所示 可知粒子不会被约束在大圆内部运动，故A错误； B．若沿半径向外以v射出的粒子，由洛伦兹力提供向心力得 解得粒子在磁场中的轨迹半径为 作出粒子的运动轨迹如图所示 根据对称性可知粒子会被约束在大圆内部运动，故B正确； C．若沿切线以射出的粒子，由洛伦兹力提供向心力得 解得粒子在磁场中的轨迹半径为 若粒子在P点的速度方向是沿切线向下，如图所示 可知粒子可能被约束在大圆内部运动，故C正确； D．若沿切线以射出的粒子，由洛伦兹力提供向心力得 解得粒子在磁场中的轨迹半径为 可知轨迹的直径为 由于粒子的轨迹直径小于小圆与大圆之间的宽度，所以粒子不可能射出大圆，故D错误。 故选BC。 9．【答案】(1) (2)， 【详解】（1）电子经加速电场加速，由动能定理 电子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力 由题，，，整理得 代入，整理得 （2） 如图，， 圆周运动半径 由​，可知，原对应​，现在，因此 由几何关系，圆心角 ​ 圆周运动角速度 运动时间​，代入​整理得 10．【答案】D 【详解】A．粒子加速过程，由动能定理得 粒子在磁场中，洛伦兹力提供向心力，有 联立两式整理可得轨迹半径为 比荷 因为，所以甲的比荷大于乙的比荷，故A错误； B．粒子动能 相等，且，因此甲的动能比乙大，故B错误； C．粒子在磁场中运动半个圆周，运动时间为 由甲比荷更大、相等，可知甲在磁场中运动的时间比乙小，故C错误； D．动量 由 整理可得 、、均相等，因此甲乙动量相等，故D正确。 故选D。 11．【答案】BCD 【详解】AB．根据左手定则：向右运动的正离子受到向上的洛伦兹力，向a偏转；负离子受到向下的洛伦兹力，向b偏转，因此a聚集正电荷、b聚集负电荷，a点电势高于b点，A错误，B正确； C．当离子受力平衡时，洛伦兹力等于电场力 解得流速 流量为 其中输液管横截面积 代入得流量 可见与成正比，正常输液要求 上限：当时，，即流量上限为，C正确； D．流量下限：当时，，即流量下限为，D正确。 故选BCD 。 12．【答案】D 【详解】A．因电场力垂直圆环平面向外，电子在圆环平面内做圆周运动，电场力对电子不做功，故A错误； B．电子由于带负电，故所受电场力垂直圆环平面向外，与辐射状磁场对粒子的洛伦兹力平衡，电子受垂直圆环平面向里的匀强磁场的洛伦兹力方向指向圆心O，根据左手定则可知，电子在圆环内沿顺时针方向运动，故B错误； CD．电子在圆环内受到磁场Ⅱ的洛伦兹力提供电子做圆周运动的向心力 解得： 电子在垂直环平面方向受力平衡 解得：，故C错误，D正确。 故选D。 13．【答案】C 【详解】A．根据同向电流相互吸引，异向电流相互排斥，两线圈中电流相反，所以a对线圈b的作用力方向沿向右，A错误； B．因为两个线圈完全相同，通有大小相等的电流，且关于对称，线圈a产生的磁场在点处的磁感应强度大小为，方向向左，同理线圈b产生的磁场在点处的磁感应强度大小也为，方向向右，所以处的磁感应强度大小为0，故B错误； C．为直径，即以为圆心，空间中任意画一个圆，由对称性可知，圆中的任意关于垂直的直径对称的位置两个线圈到两者的磁感应强度等大反向，故通过圆面的磁通量必为0，故C正确； D．在处两线圈的磁场方向相反，但更靠近线圈，故净磁场由线圈决定，方向向左，故D错误。 故选C。 14．【答案】D 【详解】A．由右手螺旋定则可知，元件处在竖直向下的磁场中，元件中电子定向移动的方向沿着ba方向，由左手定则可知电子受指向cd侧的洛伦兹力，故电子将集中到cd侧，c点接电压表负极，故A错误； B．只要电流I存在，电子便受到洛伦兹力，电压表示数不为零，故B错误； CD．设bc距离为d，电压稳定时 得 可知磁感应强度B越大，电压U越大，而I0均匀变大，B将变大，电压也逐渐变大，故C错误，D正确。 故选D。 15．【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）团簇1在电场中做类平抛运动，如图所示 则，， 可得 （2）根据题意可知 团簇1和团簇2在P点完全非弹性碰撞，水平方向 竖直方向 有 团簇3在磁场圆周运动 得 依轨迹关系可知区域Ⅰ宽度为 （3）团簇3在电磁场中从P开始计时，在磁场先经完整一个，进入下方电场先减速后加速时间为，再在磁场完成整一个，进入上方电场先减速后加速时间为，恰好完成一个完整周期，根据牛顿第二定律可知，，， 解得 16．【答案】BC 【详解】A．根据左手定则可知，在洛伦兹力作用下，正电荷受到向上的洛伦兹力，向上表面汇聚，负电荷受到向下的洛伦兹力，向下表面汇聚，所以上表面电势高，下表面电势低，电场方向竖直向下，A错误； B．电势差稳定时，洛伦兹力与电场力平衡， 解得流速，B正确； C．流量是单位时间流过管道横截面的液体体积，则，C正确； D．由U＝Bbv知，当流速v和b均不变时，只增大B，电势差U增大，D错误。 故选BC。 17．【答案】(1)，方向垂直纸面向外 (2) (3) 【详解】（1）电子带负电，根据左手定则可知磁感应强度B方向垂直纸面向外，根据洛伦兹力提供向心力有 由几何关系可得 电子经过电场加速过程，根据动能定理可得 解得   方向垂直纸面向外。 （2）电子带负电，匀强电场的方向竖直向下，电子在电场中做类平抛运动，假设在电场中的时间为t，水平方向有 竖直方向有 加速度 解得 （3）只有垂直纸面方向的匀强磁场时，设从B点飞出的速度方向与水平方向的夹角为，由几何关系可得 电子打在荧光屏上与B点的竖直距离 只有匀强电场时，电子打在荧光屏上与A点的竖直距离设为，由几何关系可得， 解得电子两次打在荧光屏上的距离 18．【答案】ACD 【详解】A．由题图可知，碳原子核进入磁场区时受到的洛伦兹力方向应向右，则根据左手定则可知，磁场的方向垂直纸面向外，故A正确； B．碳原子核在磁场中做匀速圆周运动时，由洛伦兹力提供向心力有 解得碳原子核做匀速圆周运动的半径为 则碳原子核在磁场中做匀速圆周运动时的周期为 所以碳原子核在磁场中运动的时间为 由于原子核的质量数大于原子核的质量数，所以原子核在磁场中的运动时间一定比原子核在磁场中的运动时间大，故B错误； C．当加速电压为时，根据动能定理有 解得碳原子核进入磁场区的速度为 结合B选项解得碳原子核做匀速圆周运动的半径为 由于原子核的质量数大于原子核的质量数，所以原子核所击中的位置比原子核更远离圆心，故C正确； D．当直线加速器的加速电压为时，原子核恰好能击中照相底片的正中间位置，则有 当时，解得原子核做匀速圆周运动的半径为 由于中缝到外圆环最右端的距离为，恰好等于，所以当加速电压时，原子核恰好从外圆环的右侧射出，因此当加速电压时，原子核将全部打在外圆环上，故D正确。 故选ACD。 19．【答案】(1) (2)见解析，， (3) 【详解】（1）根据题意，设、的电势分别为、，质子在电场中从运动到，由动能定理有 解得 （2）依题意，质子在面内运动，所以电场方向与该平面平行，为等势线，a点的电势高于c点的电势，又电场线与等势面垂直且由高电势指向低电势，所以电场方向沿ac由a指向c；由于质子做匀速直线运动，所以电场力与洛伦兹力大小相等，方向相反，根据左手定则，可以判断磁场方向沿，由d指向b，如图所示 设电场强度大小为，匀强电场中电势差与电场强度的关系有 其中， 联立解得 设匀强磁场的磁感应强度为，则有， 联立解得 （3）若撤去电场，只保留磁场，质子从点沿方向射入正方体区域，质子在面内运动，若入射动能不同，测得在该面内运动时间相同，则所有质子在如图面内转半圈后从边离开正方体 则有， 由几何关系有 联立解得 20．【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）粒子从P到Q做类平抛运动，设运动时间为t1 x方向有 z方向有 其中 联立三式得： （2）设粒子到达Q点时，速度方向与x轴成θ角，由得 粒子在磁场中做匀速圆周运动，从Q点进入磁场，从M点离开磁场。设粒子圆周运动半径为r，速度，由洛伦兹力提供向心力有 并且 粒子打在P点，有 联立三式得 （3）调节I、IV区域的电场分布后，设粒子从Q'点进入磁场，再从M'点离开磁场 由前面分析可知，与IV区域电场强度大小无关。 粒子要进入I区域，打在吸收屏上，需满足，即 粒子到达M'点时，z方向的分速度 粒子在I区域运动，设经历时间t2，落点在吸收屏上坐标设为（x，y，0）有 得 故， 所以打在吸收屏的坐标是 21．【答案】C 【详解】AB．对mn和pk分别应用左手定则，可得到安培力的方向如下 由图可知，mn和pk受到的安培力方向不共线，故AB错误； CD．由题意可知两导体所在位置处的磁感应强度大小相等，由对称性，可知导体框整体受到的安培力合力竖直向下，导体框受到的细绳拉力变大，导体框在水平方向受到的合力为零，没有转动的趋势，故C正确，D错误。 故选C。 22．【答案】AB 【详解】A．带正电的粒子不计重力，受向上的洛伦兹力和向下的电场力，若，则qvB=qE 故粒子恰好能做匀速直线运动，故A正确； BC．若初速度，粒子的运动规律表现出周期性，可将速度分解为一个和另一个，即可将粒子的运动分解为两个分运动：向右的匀速运动和圆周运动，每经历圆周运动的一个周期，粒子将返回x轴一次，粒子做圆周运动的半径为，则粒子偏离轴的最远距离为，故B正确，C错误； D．正粒子的速度若满足，电场力小于洛伦兹力，粒子向上偏转，电场力做负功，当粒子离x轴最远时，电场力做负功最多，其速度达到最小；若满足，电场力大于洛伦兹力，粒子将向下偏转，当粒子离x轴最远时，电场力做正功最多，其速度达到最大，故D错误。 故选AB。 23．【答案】(1) (2)不能从cd边射出掺杂到晶圆内 【详解】（1）在加速电场中加速过程对有 对有 两式相比得 （2）在磁分析器中对有 洛伦兹力提供向心力有 联立 解得 对有 联立 解得 若离子恰好从d点射出，有： 解得，由于，所以不能从cd边射出掺杂到晶圆内。 24．【答案】BC 【详解】A．线圈每转过一周两次经过中性面，每经过中性面一次电流方向改变一次，故线圈每转过一周电流方向改变两次，故A错误； B．卷扬筒可带动矩形线圈在辐射状磁场中绕中心轴同步旋转，即卷扬筒与线圈角速度相同，由 解得线圈ab边切割磁感线的速度大小为，故B正确； C．因ab、cd边都切割磁感线，故每组线圈中产生的总电动势为，故C正确； D．由闭合电路的欧姆定律得线圈中的电流为 每组线圈ab边所受的安培力大小为，故D错误。 故选BC。 25．【答案】A 【详解】粒子的速度与磁场夹角为，其运动轨迹为螺旋线，根据洛伦兹力提供向心力有 解得 粒子运动的周期为 圆周运动的角速度为 解得， A．在yOz平面内，有， 联立解得 可见轨迹的投影是圆，其圆心坐标为（0，-r），若，则半径为L，圆心坐标为（0，-L），故A正确； BD．在xOy平面内，根据运动的分解可知， 联立解得 则图像为正弦曲线，振幅为，若振幅为L时，对应x轴无投影，故BD错误； C．综上分析可知，在xOz平面内，函数关系式满足 图像为余弦函数，故C错误； 故选A。 26．【答案】(1)垂直纸面向外； (2) (3) 【详解】（1）由左手定则可知，由于电子在匀强磁场中向上偏转，故匀强磁场的方向应垂直纸面向外；电子在加速电场中运动时，根据动能定理可得 解得电子出加速电场时的速度为 电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，对其列牛顿第二定律方程有 解得电子在匀强磁场中运动的半径为 （2）电子在匀强磁场中以及出匀强磁场后的运动轨迹如图所示： 根据几何关系可得 解得 所以电子在匀强磁场中运动的时间为 电子离开匀强磁场后做匀速直线运动，其运动的时间为 所以从进入匀强磁场开始到打到点，电子的运动时间为 （3）点到水平轴线的距离为 可知若仅将区域中匀强磁场换成竖直向下的匀强电场，电子同样打到荧光屏上的点，必由匀强电场上边界飞出，其运动轨迹如图所示： 根据几何关系有 解得电子在匀强电场中做类平抛运动的水平位移为 设电子在匀强电场中的运动时间为，则根据电子在匀强电场中做类平抛运动的规律有， 又因为根据牛顿第二定律有 联立解得匀强电场的电场强度为 27．【答案】C 【详解】A．根据同向电流互相吸引，金属棒b中的电流方向垂直纸面向里，故A错误。 BC．对金属棒a受力分析，可知细线中的拉力大小之和，金属棒b对金属棒a的安培力大小，则金属棒a处的磁感应强度大小为，故B错误，C正确。 D．根据牛顿第三定律，可知金属棒a对金属棒b的安培力大小也为，故D错误。 故选C。 1 / 57 学科网（北京）股份有限公司 $