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专题 10 磁场
考点分类 三年考情（2024-2026） 命题规律
2026浙江卷、2026江苏
考点1 磁
卷、2026河南卷、2025浙
场 安培力 真实情境深度渗透：以粒子回旋加速器、磁悬
江卷、2025重庆卷、2025
洛伦兹力
浮列车、国产核磁共振设备等真实科技场景为
河南卷、2024安徽卷、
载体，不再使用纯理论裸模型出题，要求学生
2024贵州卷、2024浙江卷
从复杂场景中提炼磁场相关物理规律。
2026湖北卷、2026广东 综合关联属性突出：不再孤立考查磁场基础公
考点2 带
卷、2026山东卷、2025安 式，会联动牛顿运动定律、动能定理、圆周运
电粒子在磁
场中的运动 徽卷、2025广西卷、2025 动等考点，强化“洛伦兹力-圆周运动-能量转
广东卷、2024广西卷、 化”的综合链条考查。
2024湖北卷、2024河北卷 能力导向持续强化：弱化机械繁琐的代数运
算，重点考查带电粒子在有界磁场中的轨迹分
2026贵州卷、2026湖南
析、几何关系推导能力，规避固化刷题套路，
考点3 带 卷、2026黑吉辽卷、2025
依靠建模能力实现分数分层。
电粒子在组 北京卷、2025广东卷、
合场中的运 2025海南卷、2024安徽
动
卷、2024江西卷、2024湖
北卷
考点01 磁场 安培力 洛伦兹力
1．（2026·浙江·高考真题）如图所示，一根带负电的塑料棒，长为l、横截面积为S、均匀分布有N个电
子（电子电荷量为 ）。让棒垂直于匀强磁场B，以速度v沿轴向做匀速运动。下列说法正确的是（ ）
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学科网（北京）股份有限公司A．等效电流的方向与v方向相同 B．等效电流的大小
C．棒产生的感应电动势 D．棒所受安培力的大小
2．（2026·江苏·高考真题）平面内存在垂直平面向外的匀强磁场，一电子垂直磁场射入，不计空气阻力。
如图所示，则电子偏转的轨迹可能是（ ）
A．a B．b C．c D．d
3．（2026·黑吉辽蒙卷·高考真题）如图，真空中一带正电的小球用绝缘轻绳悬于 点，处于竖直向下的匀
强磁场中。将小球从 点由静止释放，小球运动轨迹的俯视示意图可能是（ ）
A． B．
C． D．
4．（2026·河南·高考真题）如图，间距为 的两虚线 、 间存在方向垂直于纸面向外的匀强磁场，虚线
上方存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场。一带电粒子在纸面内垂直于虚线 从 点射入磁场，一段时间
后又从 点射出磁场。已知该粒子在下方磁场中运动的圆轨迹半径为 ，不计重力，则上、下磁场的磁感
应强度大小之比为（ ）
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学科网（北京）股份有限公司A． B． C． D．
5．（2026·云南·高考真题）洛伦兹力演示仪示意图如图甲所示，玻璃泡处于励磁线圈产生的磁场中。玻璃
泡内有一垂直磁场的竖直圆面，图乙为其放大示意图，其圆心为O、半径为R、最高点为P，区域内的磁
场视为匀强磁场。电子枪将电子从O点正下方0.8R处的S点，以速度v水平向左射出，电子在圆面内运动
一段时间后到达P点。已知电子质量为m、电荷量为e，不计电子的重力和电子之间的相互作用。求：
(1)匀强磁场的磁感应强度大小和方向；
(2)电子从S点第一次到达P点所用的时间。
6．（2025·江西·高考真题）托卡马克是一种磁约束核聚变装置，其中心柱上的密绕螺线管（ 线圈）可
以驱动附近由电子和离子组成的磁约束等离子体旋转形成等离子体电流，如图（a）所示。当 线圈通以
如图（b）所示的电流时，产生的等离子体电流方向（俯视）为（ ）
A．顺时针 B．逆时针 C．先顺时针后逆时针D．先逆时针后顺时针
7．（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（ ）
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学科网（北京）股份有限公司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
8．（2025·福建·高考真题）如图，两根长直细导线L、L 平行放置，其所在平面上有M、O、N三点，
1 2
为线段MN的中点，L、L 分别处于线段OM、ON的中垂线上。当 、 通有大小相等、方向相反的电
1 2
流时， 、 点的磁感应强度大小分别为 、 。现保持L 的电流不变，撤去L 的电流，此时N点的磁
1 2
感应强度大小为（ ）
A． B． C． D．
9．（2025·湖北·高考真题）如图所示，在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，放置一通电圆线圈，圆心为
O点，线圈平面与磁场垂直。在圆线圈的轴线上有M和N两点，它们到O点的距离相等。已知M点的总
磁感应强度大小为零，则N点的总磁感应强度大小为（ ）
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学科网（北京）股份有限公司A．0 B．B C．2B D．3B
10．（2025·江西·高考真题）（多选）如图所示，一细金属导体棒 在匀强磁场中沿纸面由静止开始向右
运动，磁场方向垂直纸面向里。不考虑棒中自由电子的热运动。下列选项正确的是（ ）
A．电子沿棒运动时不受洛伦兹力作用 B．棒运动时，P端比Q端电势低
C．棒加速运动时，棒中电场强度变大 D．棒保持匀速运动时，电子最终相对棒静止
11．（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
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学科网（北京）股份有限公司C．v越大，则E越小 D．
12．（2025·河南·高考真题）（多选）手机拍照时手的抖动产生的微小加速度会影响拍照质量，光学防抖
技术可以消除这种影响。如图，镜头仅通过左、下两侧的弹簧与手机框架相连，两个相同线圈c、d分别固
定在镜头右、上两侧，c、d中的一部分处在相同的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。拍照时，手机可
实时检测手机框架的微小加速度a的大小和方向，依此自动调节c、d中通入的电流 和 的大小和方向
（无抖动时 和 均为零），使镜头处于零加速度状态。下列说法正确的是（ ）
A．若 沿顺时针方向， ，则表明a的方向向右
B．若 沿顺时针方向， ，则表明a的方向向下
C．若a的方向沿左偏上 ，则 沿顺时针方向， 沿逆时针方向且
D．若a的方向沿右偏上 ，则 沿顺时针方向， 沿顺时针方向且
13．（2025·浙江·高考真题）如图所示，某兴趣小组设计了一新型两级水平电磁弹射系统。第一级由间距
为l的水平金属导轨、可在导轨上滑行的导电动子、输出电压恒为U的电源和开关S组成，由此构成的回
路总电阻为 ；第二级由固定在动子上间距也为l的导电“ ”形滑杆、锁定在滑杆上可导电的模型飞机
组成，由此构成的回路总电阻为 。另外在第二级回路内固定一超导线圈，它与第一、第二两级回路三者
彼此绝缘。导轨间存在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场。接通开关S，动子从静止开始运
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学科网（北京）股份有限公司动，所受阻力与其速度成正比，比例系数为k。当动子运动距离为 时（可视为已匀速），立即断开S，
在极短时间内实现下列操作：首先让超导线圈通上大电流，产生竖直方向的强磁场，在第二级回路中产生
磁通量 ；再让超导线圈断开，磁场快速消失，同时解锁飞机，对飞机实施第二次加速，飞机起飞。已知
动子及安装其上所有装备的总质量为M，其中飞机质量为m，在运动过程中，动子始终与导轨保持良好接
触，忽略导轨电阻。
(1)求动子在接通S瞬间受力的大小；
(2)求第一级弹射过程中动子能达到的最大速度 ；
(3)求第一级弹射过程中电源输出的总能量W；
(4)判断超导线圈中电流方向（俯视），并求飞机起飞时的速度大小。
14．（2025·重庆·高考真题）研究小组设计了一种通过观察粒子在荧光屏上打出的亮点位置来测量粒子速
度大小的装置，如题图所示，水平放置的荧光屏上方有沿竖直方向强度大小为B，方向垂直于纸面向外的
匀强磁场。O、N、M均为荧光屏上的点，且在纸面内的同一直线上。发射管K（不计长度）位于O点正
上方，仅可沿管的方向发射粒子，一端发射带正电粒子，另一端发射带负电粒子，同时发射的正、负粒子
速度大小相同，方向相反，比荷均为 。已知 ， ，不计粒子所受重力及粒子间相互作
用。
(1)若K水平发射的粒子在O点产生光点，求粒子的速度大小。
(2)若K从水平方向逆时针旋转60°，其两端同时发射的正、负粒子恰都能在N点产生光点，求粒子的速度
大小。
(3)要使（2）问中发射的带正电粒子恰好在M点产生光点，可在粒子发射t时间后关闭磁场，忽略磁场变
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学科网（北京）股份有限公司化的影响，求t。
15．（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
16．（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
17．（2024·浙江·高考真题）如图所示，边长为1m、电阻为0.04Ω的刚性正方形线框 abcd 放在强磁场中，
线框平面与磁场B垂直。若线框固定不动，磁感应强度以 均匀增大时，线框的发热功率为P；
若磁感应强度恒为0.2T，线框以某一角速度绕其中心轴 匀速转动时，线框的发热功率为2P，则ab边
所受最大的安培力为（ ）
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学科网（北京）股份有限公司A． N B． C．1N D．
18．（2024·浙江·高考真题）（多选）如图所示，一根固定的足够长的光滑绝缘细杆与水平面成 角。质
量为m、电荷量为+q的带电小球套在细杆上。小球始终处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中。磁场方向
垂直细杆所在的竖直面，不计空气阻力。小球以初速度 沿细杆向上运动至最高点，则该过程（ ）
A．合力冲量大小为mvcosθ B．重力冲量大小为
0
C．洛伦兹力冲量大小为 D．若 ，弹力冲量为零
19．（2024·重庆·高考真题）小明设计了如图所示的方案，探究金属杆在磁场中的运动情况，质量分别为
2m、m的金属杆P、Q用两根不可伸长的导线相连，形成闭合回路，两根导线的间距和P、Q的长度均为
L，仅在Q的运动区域存在磁感应强度大小为B、方向水平向左的匀强磁场。Q在垂直于磁场方向的竖直
面内向上运动，P、Q始终保持水平，不计空气阻力、摩擦和导线质量，忽略回路电流产生的磁场。重力
加速度为g，当P匀速下降时，求
（1）P所受单根导线拉力的大小；
（2）Q中电流的大小。
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学科网（北京）股份有限公司20．（2024·安徽·高考真题）如图所示，一“U”型金属导轨固定在竖直平面内，一电阻不计，质量为m的
金属棒ab垂直于导轨，并静置于绝缘固定支架上。边长为L的正方形cdef区域内，存在垂直于纸面向外
的匀强磁场。支架上方的导轨间，存在竖直向下的匀强磁场。两磁场的磁感应强度大小B随时间的变化关
系均为B = kt（SI），k为常数（k > 0）。支架上方的导轨足够长，两边导轨单位长度的电阻均为r，下方
导轨的总电阻为R。t = 0时，对ab施加竖直向上的拉力，恰使其向上做加速度大小为a的匀加速直线运
动，整个运动过程中ab与两边导轨接触良好。已知ab与导轨间动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g。不
计空气阻力，两磁场互不影响。
（1）求通过面积S 的磁通量大小随时间t变化的关系式，以及感应电动势的大小，并写出ab中电流的方
cdef
向；
（2）求ab所受安培力的大小随时间t变化的关系式；
（3）求经过多长时间，对ab所施加的拉力达到最大值，并求此最大值。
考点02 带电粒子在磁场中的运动
1．（2026·广东·高考真题）（多选）如图是一种长方体电子磁谱仪结构示意图，磁谱仪内存在磁感应强度
大小为 、方向垂直底面向上的匀强磁场，磁场区域长为 、宽为 。电子束中有三个电子通过准直器后
垂直左侧面沿边缘进入磁场，偏转后分别到达磁谱仪三个侧面，与边缘的距离分别为 、 和 ，电子电
荷量为 、质量为 ，不考虑相对论效应，下列说法正确的有（ ）
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学科网（北京）股份有限公司A．电子1的动能比电子3的大
B．电子1在磁场中的运动时间为
C．电子2的动能为
D．电子3的动量大小为
2．（2026·湖北·高考真题）如图所示，在 平面内， 区域存在匀强电场，电场强度大小为 、方
向沿 轴负方向；在 区域，有一个以 为圆心、 为半径的半圆形区域，半圆形区域内既无电场也无
磁场，半圆形区域外存在匀强磁场，磁场方向垂直于 平面向里。一质量为 、电荷量为 的带正电粒
子从坐标为 的 点静止释放，之后从坐标为 的 点第一次射出磁场。不计重力，求：
(1)粒子第一次进入磁场时的速度大小；
(2)磁场的磁感应强度大小；
(3)粒子第二次射出磁场时的位置坐标。
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学科网（北京）股份有限公司3．（2026·山东·高考真题）在xOy坐标系中，第二象限有一粒子发生器，其右侧放置速度选择器，速度选
择器中电场强度大小为E，方向沿y轴负方向，匀强磁场方向垂直xOy面向里；y=－x(x ≤ 0)与y轴正半轴
所围区域I中充满垂直xOy面向外的匀强磁场；x轴下方为区域II、第一象限为区域III，两区域均充满方
向垂直xOy面向里的匀强磁场，磁感应强度大小分别为5B和12B。质量为m，电荷量为q的粒子a经速度
选择器后以速率v从点(－h，h)沿x轴正方向进入区域I，一段时间后恰好从原点O沿y轴负方向进入区域
II。不计粒子重力及粒子间相互作用。
(1)求速度选择器中磁感应强度大小B 和区域I中磁感应强度大小B；
0 1
(2)求粒子a从O点运动到P点 的时间t；
(3)当粒子a从点 离开区域II进入区域III时，和a电荷量相同的粒子b恰好从O点以速率v沿y轴
负方向进入区域II，若粒子a、b在x轴相遇且相遇时速度都沿y轴正方向，求粒子b的质量M及第一次相
遇时的x轴坐标x。
1
4．（2026·浙江·高考真题）俄歇电子能谱（AES）广泛应用于材料表面成分分析。如图1所示，一束高能
电子入射到样品表面，将某原子内层（如K层）的一个电子击出，形成一个空穴。随后，较外层（如L
层）的一个电子跃迁至该空穴，并释放出能量，该能量可能以X光子的形式射出，也可能立即将另一核外
电子（如L层或M层的电子）电离而逸出样品表面，该电子称为俄歇电子；现用电子动能 的
电子束轰击某样品表面，成功激发KLM俄歇过程（即初始空穴为K层、跃迁电子来自L层、逸出电子来
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学科网（北京）股份有限公司自M层）和KLL俄歇过程（逸出电子来自L层）。已知该原子K层的电离能 L层的电离能
已知电子的电荷量 ，电子质量 ，光速 ，普朗克常
量 。（计算结果保留一位有效数字）请回答：
(1)入射电子的德布罗意波长 。
(2)求射出的X光子的波长 ；
(3)甲同学利用带电粒子在磁场中的运动规律，设计了如图2所示的测量俄歇电子动能的方案；俄歇电子从
原点O垂直y轴和磁场方向进入匀强磁场，则y=10.0cm和y=10.5cm处被探测到，通过测得的俄歇电子的
1 2
动能，求原子M层的电离能 ；
(4)乙同学认为用带电粒子在电场中的运动规律，测出俄歇电子的动能，请你帮乙同学设计一个方案，列出
所需要测量的物理量，并给出计算俄歇电子动能的表达式。
5．（2025·全国卷·高考真题）如图，正方形abcd内有方向垂直于纸面的匀强磁场，电子在纸面内从顶点a
以速度v 射入磁场，速度方向垂直于ab。磁感应强度的大小不同时，电子可分别从ab边的中点、b点和c
0
点射出，在磁场中运动的时间分别为t、t 和t，则（ ）
1 2 3
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学科网（北京）股份有限公司A．t < t = t B．t < t < t C．t = t > t D．t > t > t
1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3
6．（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
7．（2025·广西·高考真题）（多选）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、方向垂直
2
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学科网（北京）股份有限公司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
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
8．（2025·甘肃·高考真题）（多选）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（ ）
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学科网（北京）股份有限公司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
9．（2025·四川·高考真题）（多选）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区的运动时间之比为127∶148
10．（2025·河北·高考真题）（多选）如图，真空中两个足够大的平行金属板 水平固定，间距为
板接地。M板上方整个区域存在垂直纸面向里的匀强磁场。M板O点处正上方P点有一粒子源，可
沿纸面内任意方向发射比荷、速度大小均相同的同种带电粒子。当发射方向与 的夹角 时，粒子
恰好垂直穿过M板Q点处的小孔。已知 ，初始时两板均不带电，粒子碰到金属板后立即被吸收，
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学科网（北京）股份有限公司电荷在金属板上均匀分布，金属板电量可视为连续变化，不计金属板厚度、粒子重力及粒子间的相互作用，
忽略边缘效应。下列说法正确的是（ ）
A．粒子一定带正电
B．若间距d增大，则板间所形成的最大电场强度减小
C．粒子打到M板上表面的位置与O点的最大距离为
D．粒子打到M板下表面的位置与Q点的最小距离为
11．（2025·山东·高考真题）（多选）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（ ）
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
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学科网（北京）股份有限公司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
12．（2025·浙江·高考真题）利用磁偏转系统可以测量不同核反应中释放的高能粒子能量，从而研究原子
核结构。如图1所示，用回旋加速器使氘原子核（ ）获得2.74MeV动能，让其在S处撞击铝（ ）核
发生核反应，产生处于某一激发态和基态的同位素核（ ）以及两种不同能量的质子（ ）。产生的质
子束经狭缝X沿水平直径方向射入半径为R，方向垂直纸面向里、大小为B的圆形匀强磁场区域，经偏转
后打在位于磁场上方的探测板上A、D处（探测板与磁场边界相切于A点，D点与磁场圆心O处在同一竖
直线上），获得如图2所示的质子动能的能谱图。
(1)写出氘核撞击铝核的核反应方程；
(2)求A、D的间距L；
(3)若从回旋加速器引出的高能氘核流为1.0mA，求回旋加速器的输出功率；
(4)处于激发态的 核会发生β衰变，核反应方程是 。若 核质量等于 核质量，电
子质量为0.51MeV/c2，在上述两个核反应过程中，原子核被视为静止，求衰变释放的能量。
13．（2025·北京·高考真题）北京谱仪是北京正负电子对撞机的一部分，它可以利用带电粒子在磁场中的
运动测量粒子的质量、动量等物理量。
考虑带电粒子在磁感应强度为B的匀强磁场中的运动，且不计粒子间相互作用。
(1)一个电荷量为 的粒子的速度方向与磁场方向垂直，推导得出粒子的运动周期T与质量m的关系。
(2)两个粒子质量相等、电荷量均为q，粒子1的速度方向与磁场方向垂直，粒子2的速度方向与磁场方向
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学科网（北京）股份有限公司平行。在相同的时间内，粒子1在半径为R的圆周上转过的圆心角为 ，粒子2运动的距离为d。求：
a．粒子1与粒子2的速度大小之比 ；
b．粒子2的动量大小 。
14．（2025·湖北·高考真题）如图所示，两平行虚线MN、PQ间无磁场。MN左侧区域和PQ右侧区域内均
有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小分别为B和2B。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从
MN左侧O点以大小为 的初速度射出，方向平行于MN向上。已知O点到MN的距离为 ，粒子能回
到O点，并在纸面内做周期性运动。不计重力，求
(1)粒子在MN左侧区域中运动轨迹的半径；
(2)粒子第一次和第二次经过PQ时位置的间距；
(3)粒子的运动周期
15．（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）
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学科网（北京）股份有限公司(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。
16．（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．
17．（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
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学科网（北京）股份有限公司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
18．（2024·河北·高考真题）（多选）如图，真空区域有同心正方形ABCD和abcd，其各对应边平行，
ABCD的边长一定，abcd的边长可调，两正方形之间充满恒定匀强磁场，方向垂直于正方形所在平面．A
处有一个粒子源，可逐个发射速度不等、比荷相等的粒子，粒子沿AD方向进入磁场。调整abcd的边长，
可使速度大小合适的粒子经ad边穿过无磁场区后由BC边射出。对满足前述条件的粒子，下列说法正确的
是（ ）
A．若粒子穿过ad边时速度方向与ad边夹角为45°，则粒子必垂直BC射出
B．若粒子穿过ad边时速度方向与ad边夹角为60°，则粒子必垂直BC射出
C．若粒子经cd边垂直BC射出，则粒子穿过ad边的速度方向与ad边夹角必为45°
D．若粒子经bc边垂直BC射出，则粒子穿过ad边时速度方向与ad边夹角必为60°
19．（2024·海南·高考真题）如图，在xOy坐标系中有三个区域，圆形区域Ⅰ分别与x轴和y轴相切于P点
和S点。半圆形区域Ⅱ的半径是区域Ⅰ半径的2倍。区域Ⅰ、Ⅱ的圆心 连线与x轴平行，半圆与圆相
切于Q点，QF垂直于x轴，半圆的直径MN所在的直线右侧为区域Ⅲ。区域Ⅰ、Ⅱ分别有磁感应强度大
小为B、 的匀强磁场，磁场方向均垂直纸面向外。区域Ⅰ下方有一粒子源和加速电场组成的发射器，可
将质量为m、电荷量为q的粒子由电场加速到 。改变发射器的位置，使带电粒子在OF范围内都沿着y
轴正方向以相同的速度 沿纸面射入区域Ⅰ。已知某粒子从P点射入区域Ⅰ，并从Q点射入区域Ⅱ（不计
粒子的重力和粒子之间的影响）
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学科网（北京）股份有限公司（1）求加速电场两板间的电压U和区域Ⅰ的半径R；
（2）在能射入区域Ⅲ的粒子中，某粒子在区域Ⅱ中运动的时间最短，求该粒子在区域Ⅰ和区域Ⅱ中运动
的总时间t；
（3）在区域Ⅲ加入匀强磁场和匀强电场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，电场强度的大小
，方向沿x轴正方向。此后，粒子源中某粒子经区域Ⅰ、Ⅱ射入区域Ⅲ，进入区域Ⅲ时速度方向与
y轴负方向的夹角成74°角。当粒子动能最大时，求粒子的速度大小及所在的位置到y轴的距离
。
20．（2024·浙江·高考真题）探究性学习小组设计了一个能在喷镀板的上下表面喷镀不同离子的实验装置，
截面如图所示。在xOy平面内，除x轴和虚线之间的区域外，存在磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向
外的匀强磁场，在无磁场区域内，沿着x轴依次放置离子源、长度为L的喷镀板P、长度均为L的栅极板
M和N（由金属细丝组成的网状电极），喷镀板P上表面中点Q的坐标为（1.5L，0），栅极板M中点S
的坐标为（3L，0），离子源产生a和b两种正离子，其中a离子质量为m，电荷量为q，b离子的比荷为a
离子的 倍，经电压U=kU（其中 ，k大小可调，a和b离子初速度视为0）的电场加速后，沿
0
着y轴射入上方磁场。经磁场偏转和栅极板N和M间电压U 调控（U >0），a和b离子分别落在喷镀
NM NM
板的上下表面，并立即被吸收且电中和，忽略场的边界效应、离子受到的重力及离子间相互作用力。
（1）若U=U，求a离子经磁场偏转后，到达x轴上的位置x（用L表示）。
0 0
（2）调节U和U ，并保持 ，使a离子能落到喷镀板P上表面任意位置，求：
NM
①U的调节范围（用U 表示）；
0
②b离子落在喷镀板P下表面的区域长度；
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学科网（北京）股份有限公司（3）要求a和b离子恰好分别落在喷镀板P上下表面的中点，求U和U 的大小。
NM
考点03 带电粒子在组合场中的运动
1．（2026·贵州·高考真题）如图，空间中存在垂直于纸面向里的匀强磁场及从 点沿径向向外的电场，某
处电场强度大小 ， 为常量， 为该处到 的距离。一带负电粒子在纸面内沿逆时针方向做匀速圆
周运动。当磁感应强度大小为 时，粒子运动半径为 ，速率为 ，电势能为 ；当磁感应强度大小为
（ ）时，粒子运动半径为 ，速率仍为 ，电势能为 。取无限远处的电势为零，不计粒子重
力，则（ ）
A． ， B． ，
C． ， D． ，
2．（2026·湖南·高考真题）（多选）某小组设计了一磁悬浮装置。如图，环形通电线圈固定在水平面上，
其上方固定一半径为 的环形细管道，管道任意处磁场方向与竖直方向夹角为 。质量为 的带正电小
球在环形管道中以某一速率做匀速圆周运动，此时小球与管道间无弹力，重力加速度为 。下列说法正确
的是（ ）
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学科网（北京）股份有限公司A．从管道上方俯视，小球沿顺时针方向做圆周运动
B．小球做圆周运动的周期为
C．小球做圆周运动的半个周期内洛伦兹力的冲量大小为
D．若小球的绕行方向不变，速率为其做匀速圆周运动速率的2倍，则小球与管道间的弹力大小为
3．（2026·黑吉辽蒙卷·高考真题）某些材料的激发态可视为准粒子的集合，激发态寿命可由“时间分辨-
能量分析仪”测量，简化原理如图（a）所示，电子源释放初速度可忽略的电子，经电压为 的加速电场
加速，穿过处于激发态的样品时，部分电子与准粒子作用后动能发生变化，相互作用时间不计。为筛选出
动能变化为特定值的电子，调节匀强磁场的磁感应强度为 ，使筛选出的电子沿半径为 的圆弧形中心线
运动，从狭缝出射后，沿电场中心线且平行于极板方向进入偏转电场，偏转后打在荧光屏上形成光斑。
已知电子电荷量大小为 ，质量为 ；偏转电场可视为匀强电场， 、 极板长度为 、间距为 ；荧光
屏到极板边缘的距离为 。忽略电子间相互作用及电、磁场边缘效应。
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学科网（北京）股份有限公司(1)求筛选出的电子通过样品前后的动能变化量 。
(2)求 、 间电压为 时，电子到达荧光屏上的偏移距离 。
(3)样品被激发时，电子源开始每隔相同时间发射持续时间极短、电子数目相近的脉冲，同时 、 间电
压随时间线性变化，变化率为 （ ），使先后到达荧光屏上的电子脉冲形成间距为 的光斑，如图
（b）所示。每个脉冲经过偏转电场时间极短，在此时间内电子所受电场力可视为恒定。样品被激发后，
筛选出的电子数随激发态准粒子数的衰减成比例减少，导致光斑相对强度也相应成比例减弱，相对强度与
各个光斑中心位置 的关系如图（c）所示。若样品的激发态寿命 定义为准粒子数衰减一半所需的时间，
求 。
4．（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
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学科网（北京）股份有限公司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
5．（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 、质量为m的离子以初速度 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里
B．第1次加速后，离子的动能增加了
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
6．（2025·海南·高考真题）（多选）某粒子分析器的部分电磁场简化模型如图，三维直角坐标系
所在空间中Ⅰ区域 存在沿x轴正方向的匀强电场（图中未画出）和匀强磁场，磁感应强度大小
为 ,Ⅱ区域 存在沿z轴正方向的匀强磁场，磁感应强度大小为 ，在 有一足够大的接
收屏P，原点O处的粒子源在 平面内同时发射带正电的同种粒子甲和乙，甲粒子的速度大小为 ，甲
和乙的速度方向与x轴正方向夹角分别为 和 ，两粒子沿x轴方向速度分量相等。乙粒子以最短时间
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学科网（北京）股份有限公司到达 （d,d,0）点进入Ⅱ区域后恰好到达接收屏并被吸收，不计重力及粒子间的相互作用，则（ ）
A．两粒子不能同时到达接收屏P
B．两个区域磁感应强度大小之比
C．乙粒子通过 点时沿x轴方向速度分量
D．甲乙粒子在接收屏P上位置的z坐标之差
7．（2025·福建·高考真题）（多选） 如图，真空中存在一水平向右的匀强电场，同时存在一水平且垂直
纸面向里的匀强磁场。一质量为m、电量为q（q>0）的带电微粒从M点以初速度v入射，沿着MN做匀速
直线运动。微粒到N点时撤去磁场，一段时间后微粒运动到P点。已知M、N、 P三点处于同一竖直平面
内，MN与水平方向呈45°，N点与P等高，重力加速度为 ,则（ ）
A．电场强度大小为
B．磁场强度大小为
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学科网（北京）股份有限公司C．N、P两点的电势差为
D．从N点运动到P的过程中，微粒到直线NP的最大距离为
8．（2025·天津·高考真题）如图所示，纸面内水平虚线下方存在竖直向上的匀强电场，虚线上方存在垂直
于纸面的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的粒子从电场中的O点以水平向右的速度开始运动，在静电
力的作用下从P点进入磁场，射入磁场时的速度大小为v、方向与竖直方向夹角为 ，粒子返回电场前的
运动轨迹过P点正上方的Q点，P、Q间距离及O、P间的水平距离均为L。不计粒子重力。
(1)判断粒子的电性；
(2)求电场强度大小E；
(3)求磁感应强度大小B。
9．（2025·湖南·高考真题）如图。直流电源的电动势为 ，内阻为 ，滑动变阻器R的最大阻值为 ，
平行板电容器两极板水平放置，板间距离为d，板长为 ，平行板电容器的右侧存在方向垂直纸面向里
的匀强磁场。闭合开关S，当滑片处于滑动变阻器中点时，质量为m的带正电粒子以初速度 水平向右从
电容器左侧中点a进入电容器，恰好从电容器下极板右侧边缘b点进入磁场，随后又从电容器上极板右侧
边缘c点进入电容器，忽略粒子重力和空气阻力。
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学科网（北京）股份有限公司(1)求粒子所带电荷量q；
(2)求磁感应强度B的大小；
(3)若粒子离开b点时，在平行板电容器的右侧再加一个方向水平向右的匀强电场，场强大小为 ，求
粒子相对于电容器右侧的最远水平距离 。
10．（2025·河南·高考真题）如图，水平虚线上方区域有垂直于纸面向外的匀强磁场，下方区域有竖直向
上的匀强电场。质量为m、带电量为q（ ）的粒子从磁场中的a点以速度 向右水平发射，当粒子进
入电场时其速度沿右下方向并与水平虚线的夹角为 ，然后粒子又射出电场重新进入磁场并通过右侧b
点，通过b点时其速度方向水平向右。a、b距水平虚线的距离均为h，两点之间的距离为 。不计
重力。
(1)求磁感应强度的大小；
(2)求电场强度的大小；
(3)若粒子从a点以 竖直向下发射，长时间来看，粒子将向左或向右漂移，求漂移速度大小。（一个周期
内粒子的位移与周期的比值为漂移速度）
11．（2024·江西·高考真题）石墨烯是一种由碳原子组成的单层二维蜂窝状晶格结构新材料，具有丰富的
电学性能．现设计一电路测量某二维石墨烯样品的载流子（电子）浓度。如图（a）所示，在长为a，宽为
b的石墨烯表面加一垂直向里的匀强磁场，磁感应强度为B，电极1、3间通以恒定电流I，电极2、4间将
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学科网（北京）股份有限公司产生电压U。当 时，测得 关系图线如图（b）所示，元电荷 ，则此样
品每平方米载流子数最接近（ ）
A． B． C． D．
12．（2024·安徽·高考真题）（多选）空间中存在竖直向下的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场，电
场强度大小为E，磁感应强度大小为B。一质量为m的带电油滴a，在纸面内做半径为R的圆周运动，轨
迹如图所示。当a运动到最低点P时，瞬间分成两个小油滴Ⅰ、Ⅱ，二者带电量、质量均相同。Ⅰ在P点
时与a的速度方向相同，并做半径为 的圆周运动，轨迹如图所示。Ⅱ的轨迹未画出。已知重力加速度大
小为g，不计空气浮力与阻力以及Ⅰ、Ⅱ分开后的相互作用，则（ ）
A．油滴a带负电，所带电量的大小为
B．油滴a做圆周运动的速度大小为
C．小油滴Ⅰ做圆周运动的速度大小为 ，周期为
D．小油滴Ⅱ沿顺时针方向做圆周运动
13．（2024·湖北·高考真题）（多选）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
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学科网（北京）股份有限公司行于极板喷入磁场，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
14．（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 。
15．（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、
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学科网（北京）股份有限公司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，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。
16．（2024·贵州·高考真题）如图，边长为L的正方形 区域及矩形 区域内均存在电场强度大小为
E、方向竖直向下且与 边平行的匀强电场， 右边有一半径为 且与 相切的圆形区域，切点为
的中点，该圆形区域与 区域内均存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。一带电粒
子从b点斜向上射入电场后沿图中曲线运动，经 边的中点进入 区域，并沿直线通过该区域后进入圆
形区域。所有区域均在纸面内，粒子始终在该纸面内运动，不计粒子重力。求：
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学科网（北京）股份有限公司(1)粒子沿直线通过 区域时的速度大小；
(2)粒子的电荷量与质量之比；
(3)粒子射出圆形区域时速度方向与进入圆形区域时速度方向的夹角。
17．（2024·江苏·高考真题）同步辐射光源中储存环的简化模型如图所示，内、外半径分别为 、 的两
个半圆环区域abcd、a'b'c'd'中均有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为 。ab与a'b'间有一电势
差为U的加速电场，cd与c'd'间有一个插入件，电子每次经过插入件后，速度减小为通过前的k倍。现有
一个质量为m、电荷量为e的电子，垂直于cd射入插入件，经过磁场、电场再次到达cd的速度增加，多
次循环后到达 的速度不再增加，达到稳定值。不考虑相对论效应，忽略经过电场和插入件和的时间。
(1)求该电子进入插入件前、后，在磁场中运动的半径之比 ；
(2)求该电子多次循环后到达cd的稳定速度v；
(3)若该电子运动到cd的中点P时达到稳定速度，并最终能到达边界的d点，求电子从P点运动到d的时间
t。
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