文档内容
专题 10 磁场
考点 五年考情（2021-2025） 命题趋势
2025·黑吉辽卷、海南卷
2024·福建卷、重庆卷
考点1 磁场
2023·北京卷、海南卷、山东卷
安培力
2022·江苏卷、全国乙卷
注重基础，磁场的产生、基本性质、磁感
2021·广东卷、浙江卷
线、磁感应强度等基础知识仍是考查重
2025·四川卷、甘肃卷 点，常以选择题形式出现。题型创新，会
考点2 带电粒 2024·浙江卷、新课标卷、广东卷 结合现代科技成果、生活实际等创设新情
子在磁场中的 2023·北京卷、天津卷、湖北卷 境，考查学生应变与创新能力。注重综合
运动 2022·湖南卷、辽宁卷 应用，常与电场、力学等知识结合命题，
2021·湖北卷、海南卷 考查学生综合运用知识解决问题的能力。
此外，开放性、探究性问题增多，鼓励学
2025·北京卷、山东卷
生深入思考，培养批判性思维和解决复杂
2024·黑吉辽卷、海南卷、湖南卷
考点3 带电粒 问题的能力。
2023·山东卷、海南卷、辽宁卷
子在组合场中
2022·浙江卷、广东卷
的运动
2021·河北卷、北京卷
考点01 磁场 安培力
1．（2025·福建·高考真题）如图所示，空间中存在两根无限长直导线L 与L ，通有大小相等，方向相反的
1 2
电流。导线周围存在M、O、N三点，M与O关于L 对称，O与N关于L 对称且OM=ON，初始时，M
1 2
处的磁感应强度大小为B，O点磁感应强度大小为B，现保持L 中电流不变，仅将L 撤去，求N点的
1 2 1 2
磁感应强度大小（ ）
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学科网（北京）股份有限公司A． B． C．B﹣B D．B﹣B
2 1 1 2
【答案】B
【详解】根据安培定则，两导线在O点处产生的磁感应强度方向相同大小相等，则单个导线在O点处
产生的磁感应强度大小为
根据对称性，两导线在N处的磁感应强度大小应该与M点一样，为B
1
根据对称性，L 在N点处产生的磁感应强度为
2
由于L 在N点处产生的磁感应强度大于L 在N点处产生的磁感应强度，且方向相反，将L 撤去，N点
2 1 2
的磁感应强度为 。
故选B。
2．（2025·江苏·高考真题）某“冰箱贴”背面的磁性材料磁感线如图所示，下列判断正确的是（ ）
A． a点的磁感应强度大于b点 B． b点的磁感应强度大于c点
C． c点的磁感应强度大于a点 D． a、b、c点的磁感应强度一样大
【答案】B
【详解】磁感线越密集的地方磁感线强度越大，故可知 。
故选B。
3．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）如图（a），固定在光滑绝缘水平面上的单匝正方形导体框 ，置于
始终竖直向下的匀强磁场中， 边与磁场边界平行， 边中点位于磁场边界。导体框的质量 ，
电阻 、边长 。磁感应强度B随时间t连续变化， 内 图像如图（b）所示。导
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学科网（北京）股份有限公司体框中的感应电流I与时间t关系图像如图（c）所示，其中 内的图像未画出，规定顺时针方向为
电流正方向。
(1)求 时 边受到的安培力大小F；
(2)画出图(b)中 内 图像（无需写出计算过程）；
(3)从 开始，磁场不再随时间变化。之后导体框解除固定，给导体框一个向右的初速度 ，
求ad边离开磁场时的速度大小 。
【答案】(1)0.015N
(2)
(3)0.01m/s
【详解】（1）由法拉第电磁感应定律
由闭合电路欧姆定律可知， 内线框中的感应电流大小为
由图（b）可知， 时磁感应强度大小为
所以此时导线框 的安培力大小为
（2） 内线框内的感应电流大小为 ，根据楞次定律及安培定则可知感应电流方向为顺时针，
由图（c）可知 内的感应电流大小为
方向为逆时针，根据欧姆定律可知 内的感应电动势大小为
由法拉第电磁感应定律
可知 内磁感应强度的变化率为
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学科网（北京）股份有限公司解得 时磁感应强度大小为
方向垂直于纸面向里，故 的磁场随时间变化图为
（3）由动量定理可知
其中
联立解得 经过磁场边界的速度大小为
4．（2025·广东·高考真题）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．
【答案】BD
【详解】A．根据题意电动势E是线圈断开时切割磁感线产生的感应电动势，I为线圈闭合时通入的电
流，故 不是线圈的电阻；
故A错误；
B．根据平衡条件有 ①
故可知I越大，m越大；
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学科网（北京）股份有限公司故B正确；
C．根据公式有 ②
故可知v越大，E越大；
故C错误；
D．联立①②可得
故D正确。
故选BD。
5．（2024·贵州·高考真题）如图，两根相互平行的长直导线与一“凸”形导线框固定在同一竖直平面内，
导线框的对称轴与两长直导线间的距离相等。已知左、右两长直导线中分别通有方向相反的恒定电流
，且 ，则当导线框中通有顺时针方向的电流时，导线框所受安培力的合力方向（ ）
A．竖直向上 B．竖直向下 C．水平向左 D．水平向右
【答案】C
【详解】根据右手螺旋定则可知导线框所在磁场方向向里，由于 ，可知左侧的磁场强度大，同一
竖直方向上的磁场强度相等，故导线框水平方向导线所受的安培力相互抵消，根据左手定则结合
可知左半边竖直方向的导线所受的水平向左的安培力大于右半边竖直方向的导线所受的水平向
右的安培力，故导线框所受安培力的合力方向水平向左。
故选C。
6．（2024·福建·高考真题）如图，用两根不可伸长的绝缘细绳将半径为 的半圆形铜环竖直悬挂在匀强磁
场中，磁场的磁感应强度大小为 ，方向垂直纸面向外，铜环两端 、 处于同一水平线。若环中通有
大小为 、方向从 到 的电流，细绳处于绷直状态，则（ ）
A．两根细绳拉力均比未通电流时的大 B．两根细绳拉力均比未通电流时的小
C．铜环所受安培力大小为 D． 铜环所受安培力大小为
【答案】AC
【详解】方法一：微元法
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学科网（北京）股份有限公司AB．如图，取通电半圆形铜环的一小段 ，可将其视为直导线，根据左手定则可知，改小段导线受到
的安培力方向如图所示，其大小
根据对称性苛刻的，如图所示，对称的两小段所受的安培力在水平方向的分力大小相等，方向相反，
相互抵消，则通电后半圆形铜环受到的安培力竖直向下，根据受力分析可知，通电后两绳拉力变大，
故A正确，B错误；
CD．对每小段导线所受安培力在竖直方向的分力求和，可得
故C正确，D错误。
故选AC。
方法二：等效法
通电半圆形铜环可等效为等效长度为直径 ，电流方向 ，根据左手定则可知半圆形铜环受到的
安培力方向竖直向下，大小
根据受力分析可得，通电后，绳子拉力
两根细绳拉力均比未通电流时的大。
故选AC。
7．（2023·江苏·高考真题）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l，与磁场方向平行．该导线受到的安培力为（
）
A．0 B．BIl C．2BIl D．
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学科网（北京）股份有限公司【答案】C
【详解】因bc段与磁场方向平行，则不受安培力；ab段与磁场方向垂直，则受安培力为
F =BI2l=2BIl
ab
则该导线受到的安培力为2BIl。
∙
故选C。
8．（2024·浙江·高考真题）磁电式电表原理示意图如图所示，两磁极装有极靴，极靴中间还有一个用软铁
制成的圆柱。极靴与圆柱间的磁场都沿半径方向，两者之间有可转动的线圈。a、b、c和d为磁场中的
四个点。下列说法正确的是（ ）
A．图示左侧通电导线受到安培力向下 B．a、b两点的磁感应强度相同
C．圆柱内的磁感应强度处处为零 D．c、d两点的磁感应强度大小相等
【答案】A
【详解】A．由左手定则可知，图示左侧通电导线受到安培力向下，选项A正确；
B．a、b两点的磁感应强度大小相同，但是方向不同，选项B错误；
C．磁感线是闭合的曲线，则圆柱内的磁感应强度不为零，选项C错误；
D．因c点处的磁感线较d点密集，可知 c点的磁感应强度大于d点的磁感应强度，选项D错误。
故选A。
9．（2023·福建·高考真题）地球本身是一个大磁体，其磁场分布示意图如图所示。学术界对于地磁场的形
成机制尚无共识。一种理论认为地磁场主要源于地表电荷随地球自转产生的环形电流。基于此理论，
下列判断正确的是（ ）
A．地表电荷为负电荷
B．环形电流方向与地球自转方向相同
C．若地表电荷的电量增加，则地磁场强度增大
D．若地球自转角速度减小，则地磁场强度增大
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学科网（北京）股份有限公司【答案】AC
【详解】A．根据右手螺旋定则可知，地表电荷为负电荷，故A正确；
B．由于地表电荷为负电荷，则环形电流方向与地球自转方向相反，故B错误；
C．若地表电荷的电量增加，则等效电流越大，地磁场强度增大，故C正确；
D．若地球自转角速度减小，则等效电流越小，地磁场强度减小，故D错误。
故选AC。
10．（2018·全国II卷·高考真题）如图所示，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L、L，L 中的电流方
1 2 1
向向左，L 中的电流方向向上；L 的正上方有a、b两点，它们相对于L 对称。整个系统处于匀强外
2 1 2
磁场中，外磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外。已知a、b两点的磁感应强度大小分
0
别为 B 和 B，方向也垂直于纸面向外，则（ ）
0 0
A．流经L 的电流在b点产生的磁感应强度大小为 B
1 0
B．流经L 的电流在a点产生的磁感应强度大小为 B
1 0
C．流经L 的电流在b点产生的磁感应强度大小为 B
2 0
D．流经L 的电流在a点产生的磁感应强度大小为 B
2 0
【答案】C
【详解】设L 中的电流在a、b两点产生的磁感应强度大小为B，L 中的电流在a、b两点产生的磁感
1 1 2
应强度大小为B，由安培定则可知L 中的电流在a点产生的磁场方向垂直于纸面向里，L 中的电流在
2 1 2
a点产生的磁场方向垂直于纸面向里；L 中的电流在b点产生的磁场方向垂直于纸面向里，L 中的电
1 2
流在b点产生的磁场方向垂直于纸面向外，所以根据已知条件得到
解得
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学科网（北京）股份有限公司故选C。
11．（2022·福建·高考真题）奥斯特利用如图所示实验装置研究电流的磁效应。一个可自由转动的小磁针
放在白金丝导线正下方，导线两端与一伏打电池相连。接通电源瞬间，小磁针发生了明显偏转。奥斯
特采用控制变量法，继续研究了导线直径、导线材料、电池电动势以及小磁针位置等因素对小磁针偏
转情况的影响。他能得到的实验结果有（ ）
A．减小白金丝直径，小磁针仍能偏转 B．用铜导线替换白金丝，小磁针仍能偏转
C．减小电源电动势，小磁针一定不能偏转 D．小磁针的偏转情况与其放置位置无关
【答案】AB
【详解】A．减小导线直径，仍存在电流，其产生的磁场仍能使小磁针偏转，选项A正确；
B．白金导线换成铜导线，仍存在电流，产生的磁场仍能使小磁针偏转，选项B正确；
C．减小伏打电池电动势，只要导线中有电流，小磁场还是会发生偏转，选项C错误；
D．通电导线产生的磁场与地磁场叠加后，其空间磁场方向与位置有关，当小磁针在不同位置时其偏
转情况不同，选项D错误。
故选AB。
12．（2022·江苏·高考真题）如图所示，两根固定的通电长直导线a、b相互垂直，a平行于纸面，电流方
向向右，b垂直于纸面，电流方向向里，则导线a所受安培力方向（ ）
A．平行于纸面向上
B．平行于纸面向下
C．左半部分垂直纸面向外，右半部分垂直纸面向里
D．左半部分垂直纸面向里，右半部分垂直纸面向外
【答案】C
【详解】根据安培定则，可判断出导线a左侧部分的空间磁场方向斜向右上，右侧部分的磁场方向斜
向下方，根据左手定则可判断出左半部分垂直纸面向外，右半部分垂直纸面向里。
故选C。
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学科网（北京）股份有限公司13．（2022·全国乙卷·高考真题）安装适当的软件后，利用智能手机中的磁传感器可以测量磁感应强度B。
如图，在手机上建立直角坐标系，手机显示屏所在平面为xOy面。某同学在某地对地磁场进行了四次
测量，每次测量时y轴指向不同方向而z轴正向保持竖直向上。根据表中测量结果可推知（ ）
测量序号 B/μT B/μT B/μT
x y z
1 0 21 - 45
2 0 - 20 - 46
3 21 0 - 45
4 - 21 0 - 45
A．测量地点位于南半球
B．当地的地磁场大小约为50μT
C．第2次测量时y轴正向指向南方
D．第3次测量时y轴正向指向东方
【答案】BC
【详解】A．如图所示
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学科网（北京）股份有限公司地球可视为一个磁偶极，磁南极大致指向地理北极附近，磁北极大致指向地理南极附近。通过这两个
磁极的假想直线（磁轴）与地球的自转轴大约成11.3度的倾斜。由表中z轴数据可看出z轴的磁场竖
直向下，则测量地点应位于北半球，A错误；
B．磁感应强度为矢量，故由表格可看出此处的磁感应强度大致为
计算得
B ≈ 50μT
B正确；
CD．由选项A可知测量地在北半球，而北半球地磁场指向北方斜向下，则第2次测量，测量 ，
故y轴指向南方，第3次测量 ，故x轴指向北方而y轴则指向西方，C正确、D错误。
故选BC。
14．（2021·福建·高考真题）如图，四条相互平行的细长直导线垂直坐标系xOy平面，导线与坐标平面的
交点为a、b、c、d四点。已知a、b、c、d为正方形的四个顶点，正方形中心位于坐标原点O，e为
的中点且在y轴上；四条导线中的电流大小相等，其中过a点的导线的电流方向垂直坐标平面向里，
其余导线电流方向垂直坐标平面向外。则（ ）
A．O点的磁感应强度为0
B．O点的磁感应强度方向由O指向c
C．e点的磁感应强度方向沿y轴正方向
D．e点的磁感应强度方向沿y轴负方向
【答案】BD
【详解】AB．由题知，四条导线中的电流大小相等，且到O点的距离相等，故四条导线在O点的磁感
应强度大小相等，根据右手螺旋定则可知，四条导线中在O点产生的磁感应强度方向，如图所示
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学科网（北京）股份有限公司由图可知， 与 相互抵消， 与 合成，根据平行四边形定则，可知O点的磁感应强度方向由O
指向c，其大小不为零，故A错误，B正确；
CD．由题知，四条导线中的电流大小相等，a、b到e点的距离相等，故a、b在e点的磁感应强度大
小相等，c、d到e点的距离相等，故c、d在e点的磁感应强度大小相等，根据右手螺旋定则可知，四
条导线中在O点产生的磁感应强度方向，如图所示
由图可知 与 大小相等，方向相反，互相抵消；而 与 大小相等，方向如图所示，根据平行四
边形定则，可知两个磁感应强度的合磁感应强度沿y轴负方向，故C错误，D正确。
故选BD。
15．（2021·全国甲卷·高考真题）两足够长直导线均折成直角，按图示方式放置在同一平面内，EO与
在一条直线上， 与OF在一条直线上，两导线相互绝缘，通有相等的电流I，电流方向如图所示。
若一根无限长直导线通过电流I时，所产生的磁场在距离导线d处的磁感应强度大小为B，则图中与
导线距离均为d的M、N两点处的磁感应强度大小分别为（ ）
A．B、0 B．0、2B C．2B、2B D．B、B
【答案】B
【详解】两直角导线可以等效为如图所示的两直导线，由安培定则可知，两直导线分别在M处的磁感
应强度方向为垂直纸面向里、垂直纸面向外，故M处的磁感应强度为零；两直导线在N处的磁感应强
度方向均垂直纸面向里，故N处的磁感应强度为2B；综上分析B正确。
故选B。
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学科网（北京）股份有限公司16．（2021·浙江·高考真题）如图所示是通有恒定电流的环形线圈和螺线管的磁感线分布图。若通电螺线
管是密绕的，下列说法正确的是（ ）
A．电流越大，内部的磁场越接近匀强磁场
B．螺线管越长，内部的磁场越接近匀强磁场
C．螺线管直径越大，内部的磁场越接近匀强磁场
D．磁感线画得越密，内部的磁场越接近匀强磁场
【答案】B
【详解】根据螺线管内部的磁感线分布可知，在螺线管的内部，越接近于中心位置，磁感线分布越均
匀，越接近两端，磁感线越不均匀，可知螺线管越长，内部的磁场越接近匀强磁场。
故选B。
17．（2021·浙江·高考真题）如图所示，有两根用超导材料制成的长直平行细导线a、b，分别通以 和
流向相同的电流，两导线构成的平面内有一点p，到两导线的距离相等。下列说法正确的是（
）
A．两导线受到的安培力
B．导线所受的安培力可以用 计算
C．移走导线b前后，p点的磁感应强度方向改变
D．在离两导线所在的平面有一定距离的有限空间内，不存在磁感应强度为零的位置
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学科网（北京）股份有限公司【答案】BCD
【详解】A．两导线受到的安培力是相互作用力，大小相等，故A错误；
B．导线所受的安培力可以用 计算，因为磁场与导线垂直，故B正确；
C．移走导线b前，b的电流较大，则p点磁场方向与b产生磁场方向同向，向里，移走后，p点磁场
方向与a产生磁场方向相同，向外，故C正确；
D．在离两导线所在的平面有一定距离的有限空间内，两导线在任意点产生的磁场均不在同一条直线
上，故不存在磁感应强度为零的位置。故D正确。
故选BCD。
18．（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．
【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。
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学科网（北京）股份有限公司考点02 带电粒子在磁场中的运动
19．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）如图，在 平面第一、四象限内存在垂直平面向里的匀强磁场，磁
感应强度大小为B，一带正电的粒子从 点射入磁场，速度方向与y轴正方向夹角 ，
从 点射出磁场。已知粒子的电荷量为 ，质量为m，忽略粒子重力及磁场边缘效应。
(1)求粒子射入磁场的速度大小 和在磁场中运动的时间 。
(2)若在 平面内某点固定一负点电荷，电荷量为 ，粒子质量取 （k为静电力常量），
粒子仍沿（1）中的轨迹从M点运动到N点，求射入磁场的速度大小 。
(3)在（2）问条件下，粒子从N点射出磁场开始，经时间 速度方向首次与N点速度方向相反，求
（电荷量为Q的点电荷产生的电场中，取无限远处的电势为0时，与该点电荷距离为r处的电势
）。
【答案】(1) ，
(2)
(3)
【详解】（1）作出正电荷在磁场中运动的轨迹，如图所示
由几何关系可知，正电荷在磁场中做匀速圆周运动的半径为
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学科网（北京）股份有限公司由洛伦兹力提供向心力
解得正电荷的入射速度大小为
正电荷在磁场中运动的周期为
所以正电荷从M运动到N的时间为
（2）由题意可知，在 平面内的负电荷在圆心O处，由牛顿第二定律可知 ，
其中
解得 或 （舍去）
（3）在（2）的条件下，由题意可知，粒子从N点离开，仅在点电荷的作用下运动，粒子所需要的向
心力 大于点电荷提供的库仑力 ，因此粒子无法做匀速圆周运动，即正电荷从N点离开磁
场后绕负电荷做椭圆运动，如图所示
由能量守恒定律得
由开普勒第二定律可知
其中
联立解得
由牛顿第二定律
解得
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学科网（北京）股份有限公司故正电荷从 点离开磁场后到首次速度变为与 点的射出速度相反的时间为
20．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）电子比荷是描述电子性质的重要物理量。在标准理想二极管中利用磁
控法可测得比荷，一般其电极结构为圆筒面与中心轴线构成的圆柱体系统，结构简化如图（a）所示，
圆筒足够长。在O点有一电子源，向空间中各个方向发射速度大小为 的电子，某时刻起筒内加大小
可调节且方向沿中心轴向下的匀强磁场，筒的横截面及轴截面示意图如图（b）所示，当磁感应强度
大小调至 时，恰好没有电子落到筒壁上，不计电子间相互作用及其重力的影响。求：（R、 、
均为已知量）
(1)电子的比荷 ;
(2)当磁感应强度大小调至 时，筒壁上落有电子的区域面积S。
【答案】(1)
(2)
【详解】（1）当磁场的磁感应强度为 时，电子刚好不会落到筒壁上。
则电子以速度 垂直轴线方向射出，电子在磁场中做匀速圆周运动，轨迹恰好与圆筒壁相切，轨迹半
径为
根据洛伦兹力提供向心力可得
联立解得
（2）磁感应强度调整为 后，将电子速度沿垂直轴线和平行轴线方向进行分解，分别设 ，电
子将在垂直轴线方向上做匀速圆周运动，平行轴线方向上做匀速直线运动，电子击中筒壁距离粒子源
的最远点时，其垂直轴线方向的圆周运动轨迹与筒壁相切，则轨迹半径仍为
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学科网（北京）股份有限公司根据洛伦兹力提供向心力可得
联立解得
由射出到相切，经过半个周期，用时
根据速度的合成与分解可知
平行轴线方向运动距离
结合对称性，被电子击中的面积
21．（2025·安徽·高考真题）如图，在竖直平面内的 直角坐标系中，x轴上方存在垂直纸面向里的匀强
磁场，磁感应强度大小为B。在第二象限内，垂直纸面且平行于x轴放置足够长的探测薄板MN，MN
到x轴的距离为d，上、下表面均能接收粒子。位于原点O的粒子源，沿 平面向x轴上方各个方
向均匀发射相同的带正电粒子。已知粒子所带电荷量为q、质量为m、速度大小均为 。不计粒子
的重力、空气阻力及粒子间的相互作用，则（ ）
A．粒子在磁场中做圆周运动的半径为
B．薄板的上表面接收到粒子的区域长度为
C．薄板的下表面接收到粒子的区域长度为d
D．薄板接收到的粒子在磁场中运动的最短时间为
【答案】C
【详解】A．根据洛伦兹力提供向心力有 ，可得 ，故A错误；
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学科网（北京）股份有限公司B．当粒子沿x轴正方向射出时，上表面接收到的粒子离y轴最近，如图轨迹1，根据几何关系可知
；当粒子恰能通过N点到达薄板上方时，薄板上表面接收点距离y轴最远，如图轨迹2，根
据几何关系可知， ，故上表面接收到粒子的区域长度为 ，故B错误；
C．根据图像可知，粒子可以恰好打到下表面N点；当粒子沿y轴正方向射出时，粒子下表面接收到
的粒子离y轴最远，如图轨迹3，根据几何关系此时离y轴距离为d，故下表面接收到粒子的区域长度
为d，故C正确；
D．根据图像可知，粒子恰好打到下表面N点时转过的圆心角最小，用时最短，有
，故D错误。
故选C。
22．（2025·甘肃·高考真题）2025年5月1日，全球首个实现“聚变能发电演示”的紧凑型全超导托卡马
克核聚变实验装置（BEST）在我国正式启动总装。如图是托卡马克环形容器中磁场截面的简化示意图，
两个同心圆围成的环形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，内圆半径为 。在
内圆上A点有a、b、c三个粒子均在纸面内运动，并都恰好到达磁场外边界后返回。已知a、b、c带
正电且比荷均为 ，a粒子的速度大小为 ，方向沿同心圆的径向；b和c粒子速度方向相反
且与a粒子的速度方向垂直。不考虑带电粒子所受的重力和相互作用。下列说法正确的是（ ）
A．外圆半径等于 B．a粒子返回A点所用的最短时间为
C．b、c粒子返回A点所用的最短时间之比为 D．c粒子的速度大小为
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学科网（北京）股份有限公司【答案】BD
【详解】由题意，作出 粒子运动轨迹图，如图所示
a粒子恰好到达磁场外边界后返回，a粒子运动的圆周正好与磁场外边界，
然后沿径向做匀速直线运动，再做匀速圆周运动恰好回到A点，
根据a粒子的速度大小为
可得
设外圆半径等于 ,由几何关系得
则
A错误；
B．由A项分析，a粒子返回A点所用的最短时间为第一次回到A点的时间
a粒子做匀速圆周运动的周期
在磁场中运动的时间
匀速直线运动的时间
故a粒子返回A点所用的最短时间为
B正确；
C．由题意，作出 粒子运动轨迹图，如图所示
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学科网（北京）股份有限公司因为b、c粒子返回A点都是运动一个圆周，根据b、c带正电且比荷均为 ，所以两粒子做圆周运动
周期相同，故所用的最短时间之比为1:1，C错误；
D．由几何关系得
洛伦兹力提供向心力有
联立解得
D正确。
故选BD。
23．（2025·四川·高考真题）如图所示，I区有垂直于纸面向里的匀强磁场，其边界为正方形；Ⅱ区有垂直
于纸面向外的匀强磁场，其外边界为圆形，内边界与I区边界重合；正方形与圆形中心同为O点。I区
和Ⅱ区的磁感应强度大小比值为4∶1。一带正电的粒子从Ⅱ区外边界上a点沿正方形某一条边的中垂线
方向进入磁场，一段时间后从a点离开。取sin37°=0.6。则带电粒子（ ）
A．在I区的轨迹圆心不在O点
B．在I区和Ⅱ区的轨迹半径之上比为1∶2
C．在I区和Ⅱ区的轨迹长度之比为127∶37
D．在I区和Ⅱ区的运动时间之上比为127∶148
【答案】AD
【详解】A．由图可知
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学科网（北京）股份有限公司在I区的轨迹圆心不在O点，故A正确；
B．由洛伦兹力提供向心力
可得
故在I区和Ⅱ区的轨迹半径之上比为
故B错误；
D．设粒子在磁场Ⅱ区偏转的圆心角为α，由几何关系
可得
故粒子在I区运动的时间为
粒子在Ⅱ区运动的时间为
联立可得在I区和Ⅱ区的运动时间之上比为
故D正确；
C．粒子在I区和Ⅱ区的轨迹长度分别为
故在I区和Ⅱ区的轨迹长度之比为
故C错误。
故选AD。
24．（2024·天津·高考真题）如图所示，在 平面直角坐标系的第一象限内，存在半径为R的半圆形匀
强磁场区域，半圆与x轴相切于M点，与y轴相切于N点，直线边界与x轴平行，磁场方向垂直于纸
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学科网（北京）股份有限公司面向里。在第一象限存在沿 方向的匀强电场，电场强度大小为E．一带负电粒子质量为m，电荷量
为q，从M点以速度v沿 方向进入第一象限，正好能沿直线匀速穿过半圆区域。不计粒子重力。
(1)求磁感应强度B的大小；
(2)若仅有电场，求粒子从M点到达y轴的时间t；
(3)若仅有磁场，改变粒子入射速度的大小，粒子能够到达x轴上P点，M、P的距离为 ，求粒子
在磁场中运动的时间 。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】（1）根据题意可知，由于一带负电粒子能沿直线匀速穿过半圆区域，由平衡条件有
解得
（2）若仅有电场，带负电粒子受沿 轴负方向的电场力，由牛顿第二定律有
又有
联立解得
（3）根据题意，设粒子入射速度为 ，则有
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学科网（北京）股份有限公司可得
画出粒子的运动轨迹，如图所示
由几何关系可得
解得
则轨迹所对圆心角为 ，则粒子在磁场中运动的时间
25．（2024·广西·高考真题） 坐标平面内一有界匀强磁场区域如图所示，磁感应强度大小为B，方向垂
直纸面向里。质量为m，电荷量为 的粒子，以初速度v从O点沿x轴正向开始运动，粒子过y轴时
速度与y轴正向夹角为 ，交点为P。不计粒子重力，则P点至O点的距离为（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【详解】粒子运动轨迹如图所示
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学科网（北京）股份有限公司在磁场中，根据洛伦兹力提供向心力有
可得粒子做圆周运动的半径
根据几何关系可得P点至O点的距离
故选C。
26．（2024·湖北·高考真题）如图所示，在以O点为圆心、半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀
强磁场，磁感应强度大小为B。圆形区域外有大小相等、方向相反、范围足够大的匀强磁场。一质量
为m、电荷量为q（q>0）的带电粒子沿直径AC方向从A点射入圆形区域。不计重力，下列说法正确
的是（ ）
A．粒子的运动轨迹可能经过O点
B．粒子射出圆形区域时的速度方向不一定沿该区域的半径方向
C．粒子连续两次由A点沿AC方向射入圆形区域的最小时间间隔为
D．若粒子从A点射入到从C点射出圆形区域用时最短，粒子运动的速度大小为
【答案】D
【详解】AB．在圆形匀强磁场区域内，沿着径向射入的粒子，总是沿径向射出的；根据圆的特点可知
粒子的运动轨迹不可能经过O点，故AB错误；
C．粒子连续两次由A点沿AC方向射入圆形区域，时间最短则根据对称性可知轨迹如图
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学科网（北京）股份有限公司则最短时间有
故C错误；
D．粒子从A点射入到从C点射出圆形区域用时最短，则轨迹如图所示
设粒子在磁场中运动的半径为r，根据几何关系可知
根据洛伦兹力提供向心力有
可得
故D正确。
故选D。
27．（2016·全国III卷·高考真题）平面OM和平面ON之间的夹角为30°，其横截面（纸面）如图所示，平
面OM上方存在匀强磁场、磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外。一带电粒子的质量为m，电
荷量为q（q>0），沿纸面以大小为v的速度从OM上的某点向左上方射入磁场，速度方向与OM成
30°角，已知该粒子在磁场中的运动轨迹与ON只有一个交点，并从OM上另一点射出磁场，不计重力。
则粒子离开磁场时的出射点到两平面交线O的距离为（ ）
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学科网（北京）股份有限公司A． B． C． D．
【答案】D
【详解】带电粒子在磁场中做圆周运动洛伦兹力提供向心力，所以
根据题意，轨迹与ON相切，画出粒子的运动轨迹如图所示
由于
故△AO′D为等边三角形，∠O′DA=60°，而∠MON=30°，则∠OCD=90°，故CO′D为一直线，则
故选D。
28．（2023·福建·高考真题）阿斯顿（F．Aston）借助自己发明的质谱仪发现了氖等元素的同位素而获得诺
贝尔奖，质谱仪分析同位素简化的工作原理如图所示。在 上方存在一垂直纸面向外的匀强磁场，
磁感应强度大小为B。两个氖离子在O处以相同速度v垂直磁场边界入射，在磁场中发生偏转，分别
落在M和N处。已知某次实验中， ，落在M处氖离子比荷（电荷量和质量之
比）为 ；P、O、M、N、P'在同一直线上；离子重力不计。
（1）求OM的长度；
（2）若ON的长度是OM的1.1倍，求落在N处氖离子的比荷。
【答案】（1） ；（2）
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学科网（北京）股份有限公司【详解】（1）粒子进入磁场，洛伦兹力提供圆周运动的向心力则有
整理得
OM的长度为
（2）若ON的长度是OM的1.1倍，则ON运动轨迹半径为OM运动轨迹半径1.1倍，根据洛伦兹力提
供向心力得
整理得
29．（2023·北京·高考真题）如图所示，在磁感应强度大小为B、方向垂直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（
）。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 ，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
C．管道内的等效电流为
D．粒子束对管道的平均作用力大小为
【答案】C
【详解】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
可得粒子的质量
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学科网（北京）股份有限公司故B正确，不符合题意；
C．管道内的等效电流为
单位体积内电荷数为
则
故C错误，符合题意；
D．由动量定理可得
粒子束对管道的平均作用力大小
联立解得
故D正确，不符合题意。
故选C。
30．（2023·湖南·高考真题）如图，真空中有区域Ⅰ和Ⅱ，区域Ⅰ中存在匀强电场和匀强磁场，电场方向
竖直向下（与纸面平行），磁场方向垂直纸面向里，等腰直角三角形CGF区域（区域Ⅱ）内存在匀
强磁场，磁场方向垂直纸面向外。图中A、C、O三点在同一直线上，AO与GF垂直，且与电场和磁
场方向均垂直。A点处的粒子源持续将比荷一定但速率不同的粒子射入区域Ⅰ中，只有沿直线AC运
动的粒子才能进入区域Ⅱ。若区域Ⅰ中电场强度大小为E、磁感应强度大小为B，区域Ⅱ中磁感应强
1
度大小为B，则粒子从CF的中点射出，它们在区域Ⅱ中运动的时间为t。若改变电场或磁场强弱，
2 0
能进入区域Ⅱ中的粒子在区域Ⅱ中运动的时间为t，不计粒子的重力及粒子之间的相互作用，下列说
法正确的是（ ）
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学科网（北京）股份有限公司A．若仅将区域Ⅰ中磁感应强度大小变为2B，则t > t
1 0
B．若仅将区域Ⅰ中电场强度大小变为2E，则t > t
0
C．若仅将区域Ⅱ中磁感应强度大小变为 ，则
D．若仅将区域Ⅱ中磁感应强度大小变为 ，则
【答案】D
【详解】由题知粒子在AC做直线运动，则有
qvB= qE
0 1
区域Ⅱ中磁感应强度大小为B，则粒子从CF的中点射出，则粒子转过的圆心角为90°，根据
2
，有
A．若仅将区域Ⅰ中磁感应强度大小变为2B，则粒子在AC做直线运动的速度，有
1
qv ·2B= qE
A 1
则
再根据 ，可知粒子半径减小，则粒子仍然从CF边射出，粒子转过的圆心角仍为90°，则t
= t，A错误；
0
B．若仅将区域Ⅰ中电场强度大小变为2E，则粒子在AC做直线运动的速度，有
qv B = q·2E
B 1
则
v = 2v
B 0
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学科网（北京）股份有限公司再根据 ，可知粒子半径变为原来的2倍，则粒子F点射出，粒子转过的圆心角仍为90°，则
t = t，B错误；
0
C．若仅将区域Ⅱ中磁感应强度大小变为 ，则粒子在AC做直线运动的速度仍为v，再根据
0
，可知粒子半径变为原来的 ，则粒子从OF边射出，则画出粒子的运动轨迹如下图
根据
可知转过的圆心角θ = 60°，根据 ，有
则
C错误；
D．若仅将区域Ⅱ中磁感应强度大小变为 ，则粒子在AC做直线运动的速度仍为v，再根据
0
，可知粒子半径变为原来的 ，则粒子OF边射出，则画出粒子的运动轨迹如下图
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学科网（北京）股份有限公司根据
可知转过的圆心角为α = 45°，根据 ，有
则
D正确。
故选D。
31．（2023·全国乙卷·高考真题）如图，一磁感应强度大小为B的匀强磁场，方向垂直于纸面（xOy平面）
向里，磁场右边界与x轴垂直。一带电粒子由O点沿x正向入射到磁场中，在磁场另一侧的S点射出，
粒子离开磁场后，沿直线运动打在垂直于x轴的接收屏上的P点；SP = l，S与屏的距离为 ，与x
轴的距离为a。如果保持所有条件不变，在磁场区域再加上电场强度大小为E的匀强电场，该粒子入
射后则会沿x轴到达接收屏。该粒子的比荷为（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【详解】由题知，一带电粒子由O点沿x正向入射到磁场中，在磁场另一侧的S点射出，
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学科网（北京）股份有限公司则根据几何关系可知粒子出离磁场时速度方向与竖直方向夹角为30°，则
解得粒子做圆周运动的半径
r = 2a
则粒子做圆周运动有
则有
如果保持所有条件不变，在磁场区域再加上电场强度大小为E的匀强电场，该粒子入射后则会沿x轴
到达接收屏，则有
Eq = qvB
联立有
故选A。
32．（2023·全国甲卷·高考真题）光滑刚性绝缘圆筒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O为圆心的圆，如图所示。一带电粒子从P点沿PO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（ ）
A．粒子的运动轨迹可能通过圆心O
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学科网（北京）股份有限公司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
【答案】BD
【详解】D．假设粒子带负电，第一次从A点和筒壁发生碰撞如图， 为圆周运动的圆心
由几何关系可知 为直角，即粒子此时的速度方向为 ，说明粒子在和筒壁碰撞时速度会反向，
由圆的对称性在其它点撞击同理，D正确；
A．假设粒子运动过程过O点，则过P点的速度的垂线和OP连线的中垂线是平行的不能交于一点确
定圆心，由圆形对称性撞击筒壁以后的A点的速度垂线和AO连线的中垂线依旧平行不能确定圆心，
则粒子不可能过O点，A错误；
B．由题意可知粒子射出磁场以后的圆心组成的多边形应为以筒壁的内接圆的多边形，最少应为三角
形如图所示
即撞击两次，B正确；
C．速度越大粒子做圆周运动的半径越大，碰撞次数会可能增多，粒子运动时间不一定减少， C错误。
故选BD。
33．（2017·全国II卷·高考真题）如图所示，虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场，P为磁
场边界上的一点，大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点，在纸面内沿不同方向射入磁场，若粒
子射入的速率为 ，这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上；若粒子射入速率为 ，相
34 / 62
学科网（北京）股份有限公司应的出射点分布在三分之一圆周上，不计重力及带电粒子之间的相互作用，则 为（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【详解】设圆形区域磁场的半径为r，当速度为v 时，从P点入射磁场的粒子出磁场时与磁场边界的
1
最远交点与入射点之间的距离等于该粒子做圆周运动的直径，出射点分布在六分之一圆周上，如图所
示
根据几何知识可知轨迹圆的半径为
根据洛伦兹力提供向心力有
解得
当速度为v 时，从P点入射磁场的粒子出磁场时与磁场边界的最远交点与入射点之间的距离等于该粒
2
子做圆周运动的直径，出射点分布在三分之一圆周上，如图所示
根据几何知识可知轨迹圆的半径为
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学科网（北京）股份有限公司根据洛伦兹力提供向心力有
解得
则有
故C正确，ABD错误。
故选C。
34．（2022·北京·高考真题）正电子是电子的反粒子，与电子质量相同、带等量正电荷。在云室中有垂直
于纸面的匀强磁场，从P点发出两个电子和一个正电子，三个粒子运动轨迹如图中1、2、3所示。下
列说法正确的是（ ）
A．磁场方向垂直于纸面向里 B．轨迹1对应的粒子运动速度越来越大
C．轨迹2对应的粒子初速度比轨迹3的大 D．轨迹3对应的粒子是正电子
【答案】A
【详解】AD．根据题图可知，1和3粒子绕转动方向一致，则1和3粒子为电子，2为正电子，电子带
负电且顺时针转动，根据左手定则可知磁场方向垂直纸面向里，A正确，D错误；
B．电子在云室中运行，洛伦兹力不做功，而粒子受到云室内填充物质的阻力作用，粒子速度越来越
小，B错误；
C．带电粒子若仅在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律可知
解得粒子运动的半径为
根据题图可知轨迹3对应的粒子运动的半径更大，速度更大，粒子运动过程中受到云室内物质的阻力
的情况下，此结论也成立，C错误。
故选A。
35．（2022·辽宁·高考真题）粒子物理研究中使用的一种球状探测装置横截面的简化模型如图所示。内圆
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学科网（北京）股份有限公司区域有垂直纸面向里的匀强磁场，外圆是探测器。两个粒子先后从P点沿径向射入磁场，粒子1沿直
线通过磁场区域后打在探测器上的M点。粒子2经磁场偏转后打在探测器上的N点。装置内部为真空
状态，忽略粒子重力及粒子间相互作用力。下列说法正确的是（ ）
A．粒子1可能为中子
B．粒子2可能为电子
C．若增大磁感应强度，粒子1可能打在探测器上的Q点
D．若增大粒子入射速度，粒子2可能打在探测器上的Q点
【答案】AD
【详解】AB．由题图可看出粒子1没有偏转，说明粒子1不带电，则粒子1可能为中子；粒子2向上
偏转，根据左手定则可知粒子2应该带正电，A正确、B错误；
C．由以上分析可知粒子1为中子，则无论如何增大磁感应强度，粒子1都不会偏转，C错误；
D．粒子2在磁场中洛伦兹力提供向心力有
解得
可知若增大粒子入射速度，则粒子2的半径增大，粒子2可能打在探测器上的Q点，D正确。
故选AD。
36．（2022·湖北·高考真题）在如图所示的平面内，分界线SP将宽度为L的矩形区域分成两部分，一部分
充满方向垂直于纸面向外的匀强磁场，另一部分充满方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大
小均为B，SP与磁场左右边界垂直。离子源从S处射入速度大小不同的正离子，离子入射方向与磁场
方向垂直且与SP成30°角。已知离子比荷为k，不计重力。若离子从Р点射出，设出射方向与入射方
向的夹角为θ，则离子的入射速度和对应θ角的可能组合为（ ）
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学科网（北京）股份有限公司A． kBL，0° B． kBL，0° C．kBL，60° D．2kBL，60°
【答案】BC
【详解】若粒子通过下部分磁场直接到达P点，如图
根据几何关系则有
可得
根据对称性可知出射速度与SP成30°角向上，故出射方向与入射方向的夹角为θ=60°。
当粒子上下均经历一次时，如图
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学科网（北京）股份有限公司因为上下磁感应强度均为B，则根据对称性有
根据洛伦兹力提供向心力有
可得
此时出射方向与入射方向相同，即出射方向与入射方向的夹角为θ=0°。
通过以上分析可知当粒子从下部分磁场射出时，需满足
（n=1，2，3……）
此时出射方向与入射方向的夹角为θ=60°；
当粒子从上部分磁场射出时，需满足
（n=1，2，3……）
此时出射方向与入射方向的夹角为θ=0°。
故可知BC正确，AD错误。
故选BC。
37．（2021·海南·高考真题）如图，在平面直角坐标系 的第一象限内，存在垂直纸面向外的匀强磁场，
磁感应强度大小为B。大量质量为m、电量为q的相同粒子从y轴上的 点，以相同的速率在
纸面内沿不同方向先后射入磁场，设入射速度方向与y轴正方向的夹角为 。当
时，粒子垂直x轴离开磁场。不计粒子的重力。则（ ）
A．粒子一定带正电
B．当 时，粒子也垂直x轴离开磁场
C．粒子入射速率为
D．粒子离开磁场的位置到O点的最大距离为
【答案】ACD
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学科网（北京）股份有限公司【详解】A．根据题意可知粒子垂直 轴离开磁场，根据左手定则可知粒子带正电，A正确；
BC．当 时，粒子垂直 轴离开磁场，运动轨迹如图
粒子运动的半径为
洛伦兹力提供向心力
解得粒子入射速率
若 ，粒子运动轨迹如图
根据几何关系可知粒子离开磁场时与 轴不垂直，B错误，C正确；
D．粒子离开磁场距离 点距离最远时，粒子在磁场中的轨迹为半圆，如图
根据几何关系可知
40 / 62
学科网（北京）股份有限公司解得
D正确。
故选ACD。
38．（2021·湖北·高考真题）一电中性微粒静止在垂直纸面向里的匀强磁场中，在某一时刻突然分裂成a、
b和c三个微粒，a和b在磁场中做半径相等的匀速圆周运动，环绕方向如图所示，c未在图中标出。
仅考虑磁场对带电微粒的作用力，下列说法正确的是（ ）
A．a带负电荷 B．b带正电荷
C．c带负电荷 D．a和b的动量大小一定相等
【答案】BC
【详解】ABC．由左手定则可知， 粒子a、粒子b均带正电，电中性的微粒分裂的过程中，总的电荷
量应保持不变，则粒子c应带负电，A错误，BC正确；
D．粒子在磁场中做匀速圆周运动时，洛伦兹力提供向心力，即
解得
由于粒子a与粒子b的质量、电荷量大小关系未知，则粒子a与粒子b的动量大小关系不确定，D错
误。
故选BC。
39．（2021·北京·高考真题）如图所示，在xOy坐标系的第一象限内存在匀强磁场。一带电粒子在P点以
与x轴正方向成60的方向垂直磁场射入，并恰好垂直于y轴射出磁场。已知带电粒子质量为m、电荷
量为q，OP = a。不计重力。根据上述信息可以得出（ ）
A．带电粒子在磁场中运动的轨迹方程
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学科网（北京）股份有限公司B．带电粒子在磁场中运动的速率
C．带电粒子在磁场中运动的时间
D．该匀强磁场的磁感应强度
【答案】A
【详解】粒子恰好垂直于y轴射出磁场，做两速度的垂线交点为圆心 ，轨迹如图所示
A．由几何关系可知
因圆心的坐标为 ，则带电粒子在磁场中运动的轨迹方程为
故A正确；
BD．洛伦兹力提供向心力，有
解得带电粒子在磁场中运动的速率为
因轨迹圆的半径 可求出，但磁感应强度 未知，则无法求出带电粒子在磁场中运动的速率，故BD
错误；
C．带电粒子圆周的圆心角为 ，而周期为
则带电粒子在磁场中运动的时间为
因磁感应强度 未知，则运动时间无法求得，故C错误；
42 / 62
学科网（北京）股份有限公司故选A。
40．（2021·全国乙卷·高考真题）如图，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，质量为m、电荷量为
的带电粒子从圆周上的M点沿直径 方向射入磁场。若粒子射入磁场时的速度大小为 ，
离开磁场时速度方向偏转 ；若射入磁场时的速度大小为 ，离开磁场时速度方向偏转 ，不计重
力，则 为（ ）
A． B． C． D．
【答案】B
【详解】根据题意做出粒子的圆心如图所示
设圆形磁场区域的半径为R，根据几何关系有第一次的半径
第二次的半径
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学科网（北京）股份有限公司根据洛伦兹力提供向心力有
可得
所以
故选B。
考点03 带电粒子在组合场中的运动
41．（2025·广西·高考真题）如图，带等量正电荷q的M、N两种粒子，以几乎为0的初速度从S飘入电势
差为U的加速电场，经加速后从O点沿水平方向进入速度选择器（简称选择器）。选择器中有竖直向
上的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场。当选择器的电场强度大小为E，磁感应强度大小为B，右
1
端开口宽度为2d时，M粒子沿轴线OO′穿过选择器后，沿水平方向进入磁感应强度大小为B、方向
2
垂直纸面向外的匀强磁场（偏转磁场），并最终打在探测器上；N粒子以与水平方向夹角为θ的速度
从开口的下边缘进入偏转磁场，并与M粒子打在同一位置，忽略粒子重力和粒子间的相互作用及边界
效应，则（ ）
A．M粒子质量为
B．刚进入选择器时，N粒子的速度小于M粒子的速度
C．调节选择器，使N粒子沿轴线OO′穿过选择器，此时选择器的电场强度与磁感应强度大小之比为
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学科网（北京）股份有限公司D．调节选择器，使N粒子沿轴线OO′进入偏转磁场，打在探测器上的位置与调节前M粒子打在探测
器上的位置间距为
【答案】AD
【详解】A．对M粒子在加速电场中
在速度选择器中
解得M的质量 ，故A正确；
B．进入粒子速度选择器后因N粒子向下偏转，可知
即 ，故B错误；
C．M粒子在磁场中运动半径为r，则
1
解得
N粒子在磁场中运动的半径为r，则
2
解得
其中
可得
由动能定理N粒子在选择器中
在加速电场中
解得 ，
则要想使得粒子N沿轴线OO＇通过选择器，则需满足
联立解得 ，故C错误；
D．若N粒子沿直线通过选择器，则在磁场中运动的半径为r，则打在探测器的位移与调节前M打在
3
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学科网（北京）股份有限公司探测器上的位置间距为
其中 ，
可得 ，故D正确。
故选AD。
42．（2025·福建·高考真题）空间中存在垂直纸面向里的匀强磁场B与水平向右的匀强电场E，一带电体在
复合场中恰能沿着MN做匀速直线运动，MN与水平方向呈45°，NP水平向右。带电量为q，速度为
v，质量为m，当粒子到N时，撤去磁场，一段时间后粒子经过P点，则（ ）
A．电场强度为
B．磁场强度为
C．NP两点的电势差为
D．粒子从N→P时距离NP的距离最大值为
【答案】BC
【详解】AB、带电体在复合场中能沿着 做匀速直线运动，可知粒子受力情况如图所示。
由受力平衡可知
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学科网（北京）股份有限公司解得电场强度 ，磁感应强度 ，故A错误，B正确。
C、在 点撤去磁场后，粒子受力方向与运动方向垂直，做类平抛运动，如图所示。
且加速度
粒子到达 点时，位移偏转角为 ，故在 点，速度角的正切值
所以粒子在 点的速度
到 过程，由动能定理，有
解得 两点间的电势差 ，C正确；
D、将粒子在 点的速度沿水平方向和竖直方向进行分解，可知粒子在竖直方向做竖直上抛运动，且
故粒子能向上运动的最大距离
D错误；
故选BC。
43．（2025·山东·高考真题）如图甲所示的 平面内，y轴右侧被直线 分为两个相邻的区域I、Ⅱ。
区域I内充满匀强电场，区域Ⅱ内充满垂直 平面的匀强磁场，电场和磁场的大小、方向均未知。
时刻，质量为m、电荷量为 的粒子从O点沿x轴正向出发，在 平面内运动，在区域I中的
运动轨迹是以y轴为对称轴的抛物线的一部分，如图甲所示。 时刻粒子第一次到达两区域分界面，
在区域Ⅱ中运动的 图像为正弦曲线的一部分，如图乙所示。不计粒子重力。下列说法正确的是（
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学科网（北京）股份有限公司）
A．区域I内电场强度大小 ，方向沿y轴正方向
B．粒子在区域Ⅱ内圆周运动的半径
C．区域Ⅱ内磁感应强度大小 ，方向垂直 平面向外
D．粒子在区域Ⅱ内圆周运动的圆心坐标
【答案】AD
【详解】A．粒子在区域I中的运动轨迹是以y轴为对称轴的抛物线的一部分，可以判断出粒子做类平
抛运动，根据曲线轨迹可知，可知正粒子受到的电场力方向竖直向上，电场方向沿y轴正方向，设粒
子初速度为
竖直方向有
水平方向有
由牛顿第二定律有
联立解得
A正确；
B．粒子在区域Ⅱ中运动的 图像为正弦曲线的一部分，可以判断粒子做匀速圆周运动，
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学科网（北京）股份有限公司运动轨迹如图所示，则粒子在区域Ⅱ内圆周运动的半径
B错误；
C．粒子做类平抛运动进入匀强磁场时的速度
联立解得
根据洛伦兹力提供向心力有
解得
C错误；
D．如图所示，
设圆心为 点，设粒子进入匀强磁场时的速度方向与竖直方向夹角为
由速度关系有
可得
由几何关系得
那么有
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学科网（北京）股份有限公司粒子在区域Ⅱ内圆周运动的圆心坐标
D正确。
故选AD。
44．（2025·北京·高考真题）电磁流量计可以测量导电液体的流量Q——单位时间内流过管道横截面的液体
体积。如图所示，内壁光滑的薄圆管由非磁性导电材料制成，空间有垂直管道轴线的匀强磁场，磁感
应强度为B。液体充满管道并以速度v沿轴线方向流动，圆管壁上的 两点连线为直径，且垂直
于磁场方向， 两点的电势差为 。下列说法错误的是（ ）
A．N点电势比M点高 B． 正比于流量Q
C．在流量Q一定时，管道半径越小， 越小 D．若直径 与磁场方向不垂直，测得的流量Q偏
小
【答案】C
【详解】A．根据左手定则可知正离子向下偏，负离子向上偏，故N点电势比M点高，故A正确；
BC．设管道半径为r，稳定时，离子受到的洛伦兹力与电场力平衡有
同时有
联立解得
故 正比于流量Q；流量Q一定时，管道半径越小， 越大；
故B正确，C错误；
D．若直径MN与磁场方向不垂直，根据 可知此时式中磁场强度为磁感应强度的一个分量，
即此时测量时代入的磁场强度偏大，故测得的流量Q偏小；
故D正确。
本题选错误的，故选C。
45．（2024·福建·高考真题）如图，直角坐标系 中，第Ⅰ象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场。第Ⅱ、
Ⅲ象限中有两平行板电容器 、 ，其中 垂直 轴放置，极板与 轴相交处存在小孔 、 ；
垂直 轴放置，上、下极板右端分别紧贴 轴上的 、 点。一带电粒子从 静止释放，经电场直线
加速后从 射出，紧贴 下极板进入 ，而后从 进入第Ⅰ象限；经磁场偏转后恰好垂直 轴离开，
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学科网（北京）股份有限公司运动轨迹如图中虚线所示。已知粒子质量为 、带电量为 ， 、 间距离为 ， 、 的板间电压
大小均为 ，板间电场视为匀强电场，不计重力，忽略边缘效应。求：
(1)粒子经过 时的速度大小；
(2)粒子经过 时速度方向与 轴正向的夹角；
(3)磁场的磁感应强度大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】（1）粒子从M到N的运动过程中，根据动能定理有
解得
（2）粒子在 中，根据牛顿运动定律有
根据匀变速直线运动规律有
、
又
解得
（3）粒子在P处时的速度大小为
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学科网（北京）股份有限公司在磁场中运动时根据牛顿第二定律有
由几何关系可知
解得
46．（2024·湖北·高考真题）磁流体发电机的原理如图所示，MN和PQ是两平行金属极板，匀强磁场垂直
于纸面向里。等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）从左侧以某一速度平行于
极板喷入磁场，极板间便产生电压。下列说法正确的是（ ）
A．极板MN是发电机的正极
B．仅增大两极板间的距离，极板间的电压减小
C．仅增大等离子体的喷入速率，极板间的电压增大
D．仅增大喷入等离子体的正、负带电粒子数密度，极板间的电压增大
【答案】AC
【详解】A．带正电的离子受到的洛伦兹力向上偏转，极板MN带正电为发电机正极，A正确；
BCD．离子受到的洛伦兹力和电场力相互平衡时，此时令极板间距为d，则
可得
因此增大间距U变大，增大速率U变大，U大小和密度无关，BD错误C正确。
故选AC。
47．（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．
【答案】C
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学科网（北京）股份有限公司【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。
48．（2023·海南·高考真题）如图所示，质量为 ，带电量为 的点电荷，从原点以初速度 射入第一象
限内的电磁场区域，在 （ 为已知）区域内有竖直向上的匀强电场，在
区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，控制电场强度（ 值有多种可能），可让粒子从 射入磁场后
偏转打到接收器 上，则（ ）
A．粒子从 中点射入磁场，电场强度满足
B．粒子从 中点射入磁场时速度为
C．粒子在磁场中做圆周运动的圆心到 的距离为
D．粒子在磁场中运动的圆周半径最大值是
【答案】AD
【详解】A．若粒子打到PN中点，则
解得
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学科网（北京）股份有限公司选项A正确；
B．粒子从PN中点射出时，则
速度
选项B错误；
C．粒子从电场中射出时的速度方向与竖直方向夹角为θ，则
粒子从电场中射出时的速度
粒子进入磁场后做匀速圆周运动，则
则粒子进入磁场后做圆周运动的圆心到MN的距离为
解得
选项C错误；
当粒子在磁场中运动有最大运动半径时，进入磁场的速度最大，则此时粒子从N点进入磁场，此时
D．
竖直最大速度
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学科网（北京）股份有限公司出离电场的最大速度
则由
可得最大半径
选项D正确；
故选AD。
49．（2023·海南·高考真题）如图所示，带正电的小球竖直向下射入垂直纸面向里的匀强磁场，关于小球
运动和受力说法正确的是（ ）
A．小球刚进入磁场时受到的洛伦兹力水平向右 B．小球运动过程中的速度不变
C．小球运动过程的加速度保持不变 D．小球受到的洛伦兹力对小球做正功
【答案】A
【详解】A．根据左手定则，可知小球刚进入磁场时受到的洛伦兹力水平向右，A正确；
BC．小球受洛伦兹力和重力的作用，则小球运动过程中速度、加速度大小，方向都在变，BC错误；
D．洛仑兹力永不做功，D错误。
故选A。
50．（2023·新课标卷·高考真题）一电子和一α粒子从铅盒上的小孔O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O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 ，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（
）
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学科网（北京）股份有限公司A．电场方向水平向左、磁场方向垂直纸面向里
B．电场方向水平向左、磁场方向垂直纸面向外
C．电场方向水平向右、磁场方向垂直纸面向里
D．电场方向水平向右、磁场方向垂直纸面向外
【答案】C
【详解】A．带电粒子在电场和磁场中运动，打到a点的粒子电场力和洛伦兹力平衡，当电场向左磁
场垂直直面向里时，因 粒子带正电，则受到向左的电场力和向左的洛伦兹力，则会打到a点左侧；
同理电子带负电，受到向右的电场力和向右的洛伦兹力，则电子会打到a点右侧，A错误；
B．因 粒子带正电，设带电量为2q，速度v，电子带负电，电量-q，电子速度v＇>v，若电场方向向
左，磁场方向向外，则如果 粒子打在a点则受到向左的电场力和向右的洛伦兹力平衡
因电子带负电，电量-q，且电子速度大，受到向左的洛伦兹力qv＇B大于向右的电场力qE，则电子从
而向左偏转；同理如果电子打在a点，则 ，所以此时 粒子向左的电场力2qE大于向右的洛
伦兹力2qvB，则向左偏转，不会打在b点，B错误；
CD．电场方向向右，磁场垂直纸面向里，如果 粒子打在a点，即向右的电场力和向左的洛伦兹力平
衡
电子速度大，受到向右的洛伦兹力qv＇B大于向左的电场力qE则向右偏转，从而达到b点；同理如果
电子打在a， 则 粒子向右的电场力2qE大于向左的洛伦兹力2qvB从而向右偏转，会打在b
点；
同理电场向右磁场垂直纸面向外时， 粒子受到向右的电场力和洛伦兹力，电子受到向左的电场力和
洛伦兹力不能受力平衡打到a点，故C正确，D错误；
故选C。
51．（2022·浙江·高考真题）如图为某一径向电场的示意图，电场强度大小可表示为 ， a为常量。
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学科网（北京）股份有限公司比荷相同的两粒子在半径r不同的圆轨道运动。不考虑粒子间的相互作用及重力，则（ ）
A．轨道半径r小的粒子角速度一定小
B．电荷量大的粒子的动能一定大
C．粒子的速度大小与轨道半径r一定无关
D．当加垂直纸面磁场时，粒子一定做离心运动
【答案】BC
【详解】A．根据电场力提供向心力可得
解得
可知轨道半径r小的粒子角速度大，故A错误；
BC．根据电场力提供向心力可得
解得
又
联立可得
可知电荷量大的粒子的动能一定大，粒子的速度大小与轨道半径r一定无关，故BC正确；
D．磁场的方向可能垂直纸面向内也可能垂直纸面向外，所以粒子所受洛伦兹力方向不能确定，粒子
可能做离心运动，也可能做近心运动，故D错误。
故选BC。
52．（2022·广东·高考真题）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
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学科网（北京）股份有限公司上，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
【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。
53．（2022·全国甲卷·高考真题）空间存在着匀强磁场和匀强电场，磁场的方向垂直于纸面（ 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O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（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【详解】解法一：
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；
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学科网（北京）股份有限公司BD．运动的过程中在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。由于匀强电场方向是沿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。
解法二：
粒子在O点静止，对速度进行分解，分解为向x轴正方向的速度v，向x轴负方向的速度v’，两个速
度大小相等，方向相反。使得其中一个洛伦兹力平衡电场力，即
则粒子的在电场、磁场中的运动，可视为，向x轴负方向以速度 做匀速直线运动，同时在x轴
上方做匀速圆周运动。
故选B。
54．（2021·福建·高考真题）一对平行金属板中存在匀强电场和匀强磁场，其中电场的方向与金属板垂直，
磁场的方向与金属板平行且垂直纸面向里，如图所示。一质子（ ）以速度 自O点沿中轴线射入，
恰沿中轴线做匀速直线运动。下列粒子分别自O点沿中轴线射入，能够做匀速直线运动的是（ ）
（所有粒子均不考虑重力的影响）
A．以速度 的射入的正电子
B．以速度 射入的电子
C．以速度 射入的核
D．以速度 射入的a粒子
【答案】B
【详解】质子（ ）以速度 自O点沿中轴线射入，恰沿中轴线做匀速直线运动，将受到向上的洛
伦兹力和电场力，满足
解得
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学科网（北京）股份有限公司即质子的速度满足速度选择器的条件；
A．以速度 的射入的正电子 ，所受的洛伦兹力小于电场力，正电子将向下偏转，故A错误；
B．以速度 射入的电子 ，依然满足电场力等于洛伦兹力，而做匀速直线运动，即速度选择题不
选择电性而只选择速度，故B正确；
C．以速度 射入的核 ，以速度 射入的a粒子 ，其速度都不满足速度选器的条件
，故都不能做匀速直线运动，故CD错误；
故选B。
55．（2021·北京·高考真题）如图所示，M为粒子加速器；N为速度选择器，两平行导体板之间有方向相
互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里，磁感应强度为B。从S点释放一初速度为
0、质量为m、电荷量为q的带正电粒子，经M加速后恰能以速度v沿直线（图中平行于导体板的虚
线）通过N。不计重力。
（1）求粒子加速器M的加速电压U；
（2）求速度选择器N两板间的电场强度E的大小和方向；
（3）仍从S点释放另一初速度为0、质量为2m、电荷量为q的带正电粒子，离开N时粒子偏离图中
虚线的距离为d，求该粒子离开N时的动能 。
【答案】（1） ；（2） ，方向垂直导体板向下；（3）
【详解】（1）粒子直线加速，根据功能关系有
解得
（2）速度选择器中电场力与洛伦兹力平衡
得
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学科网（北京）股份有限公司方向垂直导体板向下。
（3）粒子在全程电场力做正功，根据功能关系有
解得
56．（2021·河北·高考真题）如图，距离为d的两平行金属板P、Q之间有一匀强磁场，磁感应强度大小为
，一束速度大小为v的等离子体垂直于磁场喷入板间，相距为L的两光滑平行金属导轨固定在与导
轨平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小为 ，导轨平面与水平面夹角为 ，两导轨分别与P、Q
相连，质量为m、电阻为R的金属棒 垂直导轨放置，恰好静止，重力加速度为g，不计导轨电阻、
板间电阻和等离子体中的粒子重力，下列说法正确的是（ ）
A．导轨处磁场的方向垂直导轨平面向上，
B．导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下，
C．导轨处磁场的方向垂直导轨平面向上，
D．导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下，
【答案】B
【详解】等离子体垂直于磁场喷入板间时，根据左手定则可得金属板Q带正电荷，金属板P带负电荷，
则电流方向由金属棒a端流向b端。等离子体穿过金属板P、Q时产生的电动势 满足
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学科网（北京）股份有限公司由欧姆定律 和安培力公式 可得
再根据金属棒ab垂直导轨放置，恰好静止，可得
则
金属棒ab受到的安培力方向沿斜面向上，由左手定则可判定导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下。
故B正确。
故选B。
62 / 62
学科网（北京）股份有限公司
