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高考物理三年（2022-2024 年）真题精编卷专题四 参考答案1．答案：C解析：A.由等量异种点电荷的电场线分布特点知，P、Q两点电场强度大小相等，A 错误；B.由沿电场线方向电势越来越低知，P点电势高于 Q点电势，B 错误；CD.由电场叠加得 P Q Q点电场强度EkkMP2 NP2若仅两点电荷的电荷量均变为原来的 2 倍，则 P点电场强度大小也变为原来的 2倍，同理 Q点电场强度大小也变为原来的 2 倍，而 PQ间距不变，根据UEd定性分析可知 P、Q两点间电势差变大，C 正确，D 错误。故选 C。2．答案：C解析：A.充电过程中，随着电容器带电量的增加，电容器两极板间电势差增加，充电电流在减小，故 A 错误；B.根据电路图可知，充电过程中，电容器的上极板带正电荷、流过电阻 R的电流由 N点流向 M点，故 B 错误；C.放电过程中，随着电容器带电量的减小，电容器两极板间电势差减小，放电电流在减小，故 C 正确；D.根据电路图可知，放电过程中，电容器的上极板带正电荷，流过电阻 R的电流由 M点流向 N点，故 D 错误。故选 C。3．答案：D解析：由点电荷的场强公式和场强叠加原理可知，两点电荷在 M点产生的电场2kq 3kq强度大小为 E2 cos 602 ，方向沿 MA方向，又 M点的电场强度为 0， 3a a3 3kq所以细杆在 M处产生的电场强度大小也为E2 ，方向沿 AM方向，由对称性a物理·参考答案 第 1页（共 15页）A 3kq可知细杆在 处产生的电场强度大小也为E2 ，方向沿 MA方向，又由点电a荷的场强公式和场强叠加原理可知，两点电荷在 A 处产生的电场强度大小为E 2kq 2 cos303kq2 ，方向沿 MA 方向，所以 A 处的电场强度大小为a aEAEE kq

a2(3 3)，D 正确。4．答案：B解析：5．答案：D解析：设Fq图像的横坐标单位长度电荷量为q0 ,纵坐标单位长度的力大小为 F0根据 E F q4F F可知 Fq图像斜率表示电场强度，由图可知 E0a =4 0q0 q0E 4F0 F0b=4q0 q0E可得 a4 :1Eb故选 D。6．答案：A解析：根据左手定则可知，左侧通电导线受到的安培力向下，A 正确；由题意可知，极靴与圆柱间的磁场都沿半径方向，所以a、b两点的磁感应强度方向不同，B 错误；软铁制成的圆柱起导磁作用，其内磁感应强度不为零，C 错误；c点处的磁感线比 d点处的密集，则 c点处的磁感应强度比 d点的大，D 错误。7．答案：D解析：若三个点电荷都带正电或负电，则三个点电荷在 P点产生的场强叠加后Q一定不为零，AB 错；几何关系如图 1，若Q1 Q3q，则根据 Ek r 2分析可物理·参考答案 第 2页（共 15页）知 E14E3 ,Q1 和Q3 在 P点产生的电场强度叠加后为E13 ，如图 2 所示，与Q2在 P点产生的电场强度不可能在一条直线上，即 P点处的电场强度不可能叠加为零，C 4Q Q 4q,Q 4 3 Q q错；若 132 q，则根据 Ek 2 分析可知E1E3k 2 ，叠3 r r加后 E13k3q2 ，如图 3 所示，与Q2 在 P点产生的电场强度等大反向，叠加为r零，D 对。8．答案：C解析：由题意可知质子在回旋加速器中的最大圆周运动半径为 R0.5 m ，质子2的带电荷量为元电荷的电荷量，即 qe 1.6 10 19 C ，则有 qvmBv m m ，又RE 1 2 7kmvm ，联立并代入数据解得 vm5.4 10 m / s，C 对，ABD 错。29．答案：D q q 解析：根据电场强度叠加原理，O点电场强度EOECOEAOkr2 2 ，在 CO rAO 移动过程中 rCO不变、rAO变大，则 O点电场强度变大，A 错误；C点的电荷所受静电力为 FBC、FDC 与 FAC 的合力，由分析易知 FBC 和 FDC 的矢量和是定值，且方向与 FAC 方向相同，在移动 A点电荷的过程中，FAC 变小，方向不变，则 C点的电荷所受静电力变小，B 错误；四个电荷都是正电荷，由同种电荷相互排斥以及力的矢量叠加可知，A点电荷移动过程中受到的静电力始终沿 OA方向，故在移动 A点的电荷的过程中，静电力做正功，C 错误；A点电荷移到无穷远处后，把一个试探正电荷，从 O点移到 A点，静电力做正功，试探电荷电势能减小，故物理·参考答案 第 3页（共 15页）沿 OA方向从 O点到 A点，电势降低，即 OA，D 正确。10．答案：Av2解析：粒子在下侧电场中运动时，由牛顿第二定律得 qE1m ，又由于粒子沿R1等势线运动，则粒子进入上侧电场的速度大小不变，由牛顿第二定律得v2 E1 RqEm22 ，整理得 E R ，A 对，BCD 错。R2 2 111．答案：C解析：去掉的弧长为 L的小圆弧上的电荷等效为点电荷Q其带电荷量 qL2πRE q qAk ,EkR2 B R2 q由矢量合成可得 EkR2方向水平向左由题意 EO0 ，故点电荷 q在 O点产生的场强与去掉的 A、B两处弧长为 L的小圆弧上的电荷在 O 点产生的场强大小相等，方向相同，则 D 点电荷 q 带负电荷，且EqE kq

(2R)22Q L解得 q，C 正确。πR12．答案：B解析：A、b、c两点的电势差Ubc200 V 300 V100 V ，故 A 错误；B、等势面密集的地方，场强越大，所以 a点场强大小大于 100V/m，故 B 正确；物理·参考答案 第 4页（共 15页）C、电场线与等势面垂直，并且沿着电场线方向电势逐渐降低，所以 a点场强方向竖直向下，故 C 错误；D、ac两点在同一等势面上，电势相等，故 D 错误；故选 B。13．答案：C解析：14．答案：AC解析：由左手定则可知，带正电粒子在磁场中受到向上的洛伦兹力，带负电粒子在磁场中受到向下的洛伦兹力，则等离子体从左侧喷入磁场时，带正电粒子向上偏转，带负电粒子向下偏转，所以极板 MN带正电，为发电机的正极，A 正确；极板间的电压稳定后，对在极板间运动的某个带电粒子，有 qEqvB，又UEd，可得UvBd ，所以仅增大两极板间的距离 d，极板间的电压增大，B 错误；结合 B 项分析可知，仅增大等离子体的喷入速率 v，极板间的电压增大，C 正确；结合 B 项分析可知，仅增大等离子体的正、负带电粒子数密度，极板间的电压不变，D 错误。15．答案：CD解析：由题图可知 M点靠近带负电的极杆，P点靠近带正电的极杆，又电势沿场强方向降低，则 P点的电势比 M点的电势高，A 错误；等势面的疏密程度反映场强的大小，由图（b）可知 M点的等势面密，则 M点的电场强度大，B 错误；由对称性可知两带正电的极杆在 M点产生的电场方向沿 z轴正方向，两带负电的极杆在 M点产生的电场方向也沿 z轴正方向，则由电场强度的叠加可知 M点的电场强度方向沿 z轴的正方向，C 正确；由对称性可知 x轴上的电场强度为零，则带电粒子沿 x轴运动时始终不受电场力的作用，所以电场力不做功，电势能保持不变，D 正确。16．答案：AC解析：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；物理·参考答案 第 5页（共 15页）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。17．答案：AD解析：由题意可知正试探电荷 q两次以大小相等、方向不同的初速度从 P点出发，分别到达 M点和 N点，且其在M、N点时的速度大小相等，则这两个过程中试探电荷动能的变化量相等，即电场力做的功相等，由WqU 可知 P、M两点的电势差和P、N两点的电势差相等，故M、N两点的电势相等，B 错误；由图可知，正试探电荷 q从 P点运动到 N点的轨迹向右弯曲，则可以判断出试探电荷 q在 P点受到的电场力方向向右，又根据正试探电荷 q从 P点运动到 M点的轨迹为直线，可判断出 q从 P点到 M点，其所受的电场力沿 PM方向，所以q从 P点到 M点一直做加速运动，电场力一直做正功，P点电势高于 M点电势，A 正确，C 错误；由于M、N两点的电势相等，则M、N两点在同一等势面上，又点电荷产生的电场中，等势面是一系列的同心球面，所以M、N两点到固定正kQ点电荷的距离相等，由点电荷的场强公式 E2 可知，M、N两点处的电场强r度大小相等，D 正确。18．答案：BD解析：由题意可知，以 O点为球心、OC为半径的球面为等势面，又电场的方向与等势面垂直，则 A、B两点的电场强度的方向与 x轴重合，但由于各点电荷的电性未知，因此 A、B两点的电场强度方向无法判断，A 错误；取无穷远处电势为零，则正电荷周围各点的电势均大于 0，因此在 O点放一正点电荷，则 A、B两点的电势一定升高，B 正确；试探电荷 q沿 y轴运动过程中，若静电力始终不做功，则经过 y轴且垂直于 x轴的平面为等势面，但试探电荷所受的静电力不一定为零，C 错误；假设 C点的电场强度不为 0，由题意可知，以 O点为球心、OC为半径的球面为等势面，则 C点的电场方向应沿 y轴方向，又试探电荷 q沿 y轴运动过程中，静电力始终不做功，则 y轴为等势线，C点的电场方向应垂直 y轴，由于同一点的电场的方向是唯一的，故假设不成立，C点的电场强度一定为零，D 正确。物理·参考答案 第 6页（共 15页）E 219．答案：（1）带正电， 1 2 ；（24UB1 2EE） ；（3） 2 12UB1 E1B2 B1解析：（1）由于粒子向上偏转，根据左手定则可知粒子带正电；设粒子的质量为 m，电荷量为 q，粒子进入速度选择器时的速度为 v0，在速度选择器中粒子做匀速直线运动，由平衡条件 qv0B1qE11在加速电场中，由动能定理 qUmv22 0q E 2联立解得，粒子的比荷为1m 2UB21v2（2）由洛伦兹力提供向心力 qv 00B2 m rO P OP 2r 4UB可得 点到 点的距离为 1E1B2（3）粒子进入Ⅱ瞬间，粒子受到向上的洛伦兹力F洛qv0B1向下的电场力 FqE2由于 E2E1，且 qv0B1qE1所以通过配速法，如图所示其中满足 qE2q(v0v1)B1则粒子在速度选择器中水平向右以速度 v0v1 做匀速运动的同时，竖直方向以 v1做匀速圆周运动，当速度转向到水平向右时，满足垂直打在速度选择器右挡板的物理·参考答案 第 7页（共 15页）O 点的要求，故此时粒子打在O 点的速度大小为 vv0v v2E2E1 11B120 2πmv．答案：（1） 0eL2 2πr（ ）L2mπ2r 2v2（3） 0eEL2解析：（1）将电子的初速度分解为沿 x轴方向的速度 v0、y轴方向的速度 vy0 ，则电子做沿 x轴正方向的匀速运动和投影到 yOz平面内的圆周运动，又电子做匀2πm L速圆周运动的周期为T，电子均能经过O进入电场，则nT (n 1, 2,3, )eB v0B 2nπmv联立解得0 (n 1, 2,3, )eLn 1 B 2πmv当 时， 0mineL（2）由于电子始终未与筒壁碰撞，则电子投影到 yOz平面内的圆周运动的最大v2半径为 r，由洛伦兹力提供向心力有 ev Bm y0maxy0max rv则 | tan | y0max 2πrv0 L（3）电子在电场中做类斜抛运动，当电子运动到 O点时沿 y轴正方向的分速度大小为 vy0max 时，电子在电场中运动的 y轴正方向的最大位移最大，由牛顿第二定律有 eEma由速度位移公式有2ay 2mvy0maxy 2mπ2r 2v2联立解得0m eEL221．答案：（1）6 mEqdqEd（2）（ⅰ）36E；9 ；（ⅱ）不能m物理·参考答案 第 8页（共 15页）解析：（1）根据题意作出粒子的运动轨迹如图 1 所示，设粒子经电场加速后进入磁场的速度大小为 v1 ，在磁场中做圆周运动的半径为 r1 ，则由动能定理得qE 2d 1 mv22 1v2由牛顿第二定律得 qv Bm 11 r1由几何关系得 d3r1mE联立解得 B6qd（2）（ⅰ）如图 2 所示，设粒子第一次经电场加速后进入磁场的速度大小为 v2，在磁场中做圆周运动的半径为 r2 ，粒子从 P点第二次进入电场时速度的方向与 x轴负方向的夹角为θ，第二次在电场中运动的时间为 t，则由动能定理得qE2d 1 mv2 1 mv22 2 2 0v2由牛顿第二定律得 qv2B m 2r2物理·参考答案 第 9页（共 15页）2由几何关系得 r 2 22d (2d )r2即 r22.5dsin r2d 2d 、cosr2 r2从 P点第二次进入电场后，在电场中运动时，由运动学公式得 2dv2 cost

2dv2 sint1 qE t 22 m联立解得E36Ev09qEdm（ⅱ）解法一 设粒子从 Q点离开电场时，速度大小为 v3，方向与 y轴正方向的夹角为φ，沿 y轴方向的分量为 vy，在磁场中做圆周运动的半径为 r，则由运动qE 学公式得 vyv2 sintmvv 2 23 2 cos vy2由牛顿第二定律得 qv3Bmv3rr 41解得d2假设粒子能从 P点第三次进入电场，对应的轨迹半径为 r ，如图 3 所示，由几2d何关系得 cos 45r 物理·参考答案 第 10页（共 15页）sin v2 cos 又 v3解得 r2 41d由于 rr，故假设不成立，即粒子不能从 P点第三次进入电场解法二 如图 3 所示，设粒子从 Q点离开电场时，速度大小为 v3 ，方向与 y轴正方向的夹角为φ，在磁场中做圆周运动的半径为 r3 ，圆心（图中未画出）位置坐标为 (x, y)，由几何关系有 xr3 cos , y2dr3 sin 1 1粒子在电场中运动，由动能定理有 qE2dmv2 22 3 mv2 2v cos 由几何关系得 sin2v3v2粒子在磁场中运动，由牛顿第二定律得 qv 33Bm r3r 41 5联立解得 3d、xd、y4d2 2则 P点到圆心的距离 s(x2d )2y2 65d 2因为 r3s，所以粒子不能从 P点第三次进入电场22 1 mv2．答案：（ ） 03q（2）60°（3）见解析解析：（1）设平行金属板间距为 d，则平行金属板板长为 3d粒子在两平行金属板间做类平抛运动水平方向： 3dv0t1 v竖直方向： dy t2 2物理·参考答案 第 11页（共 15页）又 v U qy td mmv2联立解得U03q（2 2 3）粒子进入磁场时的速度 vv20v2yv3 0v 3设其与水平方向的夹角为α，则 tany，即30 v0 32由 qvB mv 2 3mv 得，粒子在磁场中做圆周运动的半径 r0r 3qBR 2mv已知磁场圆半径0 ，则 r3R3qB作出粒子在磁场中的运动轨迹，如图 1 所示粒子射出磁场时与射入磁场时运动方向间的夹角θ与粒子在磁场中运动轨迹所对 R 3应的圆心角相等，由几何关系可得 tan2 r 3故60 （3）根据几何关系，将磁场圆绕O 点顺时针旋转，当 O点转到 M点，粒子在磁场中的运动轨迹相应的弦为磁场圆的直径时，粒子在磁场中的运动时间最长。作出粒子在磁场中的运动轨迹及相应的弦，标出改变后的磁场圆的圆心 M，如图2 所示。物理·参考答案 第 12页（共 15页）23．答案：(1)10 5 Tnec(2) UI(3)见解析解析：(1)由 EB地 lv 可估算出该处地磁场磁感应强度 B地的大小约为10 5 T(2)设导电电子定向移动的速率为 v, t 时间内通过横截面的电荷量为 q，有I qnebcv t导电电子定向移动过程中，在 MN 方向受到的电场力与洛伦兹力平衡，有eUevBbB nec得UI(3)如图，建立三维直角坐标系Oxyz设地磁场磁感应强度在三个坐标轴方向的分量分别为 Bx、By、Bz。把金属薄片置M nec于 xOy平面内， 、N两极间产生电压U z 仅取决于 Bz 。由(2)得BzUI z由U z 的正负(M、N两极电势的高低)和电流 I的方向可以确定Bz 的方向。同理，把金属薄片置于 xOz平面内，可得 By的大小和方向；把金属薄片置于 yOz物理·参考答案 第 13页（共 15页）平面内，可得 Bx 的大小和方向，则地磁场的磁感应强度的大小为BB2xB2yB2z根据 Bx、By、Bz的大小和方向可确定北京地区地磁场的磁感应强度的方向。2324 m gt、答案：（1） 0h1m0gd h1h2m0g h1h2 h 2（2） Uh1 ； h1 ；（3）见解析h解析：（1）未加电压时，油滴匀速时的速度大小 v 11t匀速时m0gf1又 fkm30v12k m30 gt联立可得 h1（2）给两极板加上电压，经过一段时间后 B向上匀速运动，而 A仍以原速度下落，说明 A不带电，B带负电hB匀速上升的速度为v2tU 1对 B由平衡条件得 q m gkm 3d 0 0v m gd hh解得 q

0 1 2Uh1U m g hh hB 0 1 2 2上升距离为 h2 的过程，电场力做的功为WqEh2q h d 2 h1又WΔEpm0g hB 1 h2 h2则 电势能的变化量为 h1（3）：假设新油滴最终向下匀速运动，其速度大小为 v ，则新油滴所受空气阻物理·参考答案 第 14页（共 15页）U 1力向上，由平衡条件得2m 30gqk2mv d 0hh解得 v1 2123 t物理·参考答案 第 15页（共 15页）高考物理三年（2022-2024 年）真题精编卷专题四 电场和磁场一、单项选择题：在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1．【2024年北京高考真题】如图所示，两个等量异种点电荷分别位于 M、N两点，P、Q是 MN连线上的两点，且MP QN。下列说法正确的是( )A. 2 3kq B. kq kq kqa2 a2(63) C. 2 (3 3 1) D. 2 (3 3)a aA.P Q 4．【2024年江西高考真题】蜡烛火焰是一种含有电子、正离子、中性粒子的气体状物质，将其点电场强度比 点电场强度大B.P 置于电压恒定的两平行金属板间，板间电场视为匀强电场，如图所示。若两金属板间距减小，关点电势与 Q点电势相等C. 于火焰中电子所受的电场力，下列说法正确的是( )若两点电荷的电荷量均变为原来的 2倍，P点电场强度大小也变为原来的 2倍D.若两点电荷的电荷量均变为原来的 2倍，P、Q两点间电势差不变2．【2024年甘肃高考真题】一平行板电容器充放电电路如图所示。开关 S接 1，电源 E给电容器 C充电；开关 S接 2，电容器 C对电阻 R放电。下列说法正确的是( )A.电场力增大，方向向左 B.电场力增大，方向向右C.电场力减小，方向向左 D.电场力减小，方向向右5．【2024年江苏高考真题】在静电场中有a、b两点，试探电荷在两点的静电力 F与电荷量 q满E足如图所示的关系，请问a、b两点的场强大小 a 等于( )EbA.充电过程中，电容器两极板间电势差增加，充电电流增加B.充电过程中，电容器的上极板带正电荷、流过电阻 R的电流由 M点流向 N点C.放电过程中，电容器两极板间电势差减小，放电电流减小D.放电过程中，电容器的上极板带负电荷，流过电阻 R的电流由 N点流向 M点3．【2024年河北高考真题】如图，真空中有两个电荷量均为 q(q0)的点电荷，分别固定在正三 A.1:1 B. 2 :1 C.3:1 D. 4 :1角形 ABC的顶点 B、C。M为三角形 ABC的中心，沿 AM的中垂线对称放置一根与三角形共面的 6．【2024年浙江高考真题】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q均匀带电细杆，电荷量为 。已知正三角形 ABC的边长为 a，M点的电场强度为 0，静电力常量 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、c2k A ( ) 和 d为磁场中的四个点。下列说法正确的是( )为 。顶点 处的电场强度大小为物理·专题四 第 1 页 共 6 页B.在移动过程中，C点的电荷所受静电力变大C.在移动过程中，移动的电荷所受静电力做负功D.当其移动到无穷远处，O点的电势高于 A点10．【2023年浙江高考真题】某带电粒子转向器的横截面如图所示，转向器中有辐向电场。粒子从 M点射入，沿着由半径分别为 R1和 R2 的圆弧平滑连接成的虚线（等势线）运动，并从虚线上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 的 N点射出，虚线处电场强度大小分别为 E1和 E2，则 R1、R2和 E1、E2应满足( )7．【2023年湖南高考真题】如图，真空中有三个点电荷固定在同一直线上，电荷量分别为Q1、Q2和Q3，P点和三个点电荷的连线与点电荷所在直线的夹角分别为 90°、60°、和 30°。若 P点处的电场强度为零， q0，则三个点电荷的电荷量可能为( )E 2 2A. 1 R2 B. E1 R1 C. E1 R1 D. E1 R22E2 R1 E2 R2 E2 R2 E22 R111．【2022年山东高考真题】半径为 R的绝缘细圆环固定在图示位置，圆心位于 O点，环上均匀A.Qq，Q2q，Qq B.Qq，Q 4 3q，Q4q 分布着电量为 Q的正电荷。点 A、B、C 将圆环三等分，取走 A、B处两段弧长均为 L的小圆弧上1 2 3 1 2 3 3的电荷。将一点电荷 q置于 OC延长线上距 O点为 2R的 D点，O点的电场强度刚好为零。圆环C.Q q Q2q Q q D.Q q Q 4 3， ，， q，Q4q 上剩余电荷分布不变，q为( )1 2 3 1 2 3 38．【2023年广东高考真题】某小型医用回旋加速器，最大回旋半径为 0.5 m，磁感应强度大小为1.12 T，质子加速后获得的最大动能为1.5 107 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 19 J）( )A.3.6 106 m / s B.1.2 107 m / s C.5.4 107 m / s D. 2.4 108 m / s A. q QΔL正电荷，B. q 3QΔL正电荷， πR πR9．【2022年江苏高考真题】如图所示，正方形 ABCD的四个顶点各固定一个带正电的点电荷，2QΔL 2 3QΔL电荷量相等，O点为正方形的中心.现将 A点的电荷沿 OA的延长线向无穷远处移动，则( ) C.负电荷， qD.负电荷， q πR πR12．【2022年福建高考真题】平时我们所处的地球表面，实际上存在场强大小为100V / m的电场，可将其视为匀强电场，在地面立一金属杆后空间中的等势面如图所示。空间中存在 a、b、c三点，其中 a点位于金属杆正上方，b、c等高。则下列说法正确的是( )A.在移动过程中，O点电场强 A度变小物理·专题四 第 2 页 共 6 页A.b、c两点的电势差Ubc0 B.a点场强大小大于100V / mA.P点电势比 M点的低 B.P点电场强度大小比 M点的大C.a点场强方向水平向右 D.a点的电势低于 c点 C.M点电场强度方向沿 z轴正方向 D.沿 x轴运动的带电粒子，电势能不变13．【2024年河北高考真题】我国古人最早发现了尖端放电现象，并将其用于生产生活，如许多 16．【2023年福建高考真题】地球本身是一个大磁体，其磁场分布示意图如图所示。学术界对于古塔的顶端采用“伞状”金属饰物在雷雨天时保护古塔。雷雨中某时刻，一古塔顶端附近等势线分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。布如图所示，相邻等势线电势差相等，则a、b、c、d四点中电场强度最大的是( )基于此理论，下列判断正确的是( )A.a点 B.b点 C.c点 D.d点二、多选题 A.地表电荷为负电荷14 2024 B.环形电流方向与地球自转方向相同．【 年湖北高考真题】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C.若地表电荷的电量增加，则地磁场强度增大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( ) D.若地球自转角速度减小，则地磁场强度增大17．【2023年天津高考真题】如图，在一个固定的正点电荷产生的电场中，一个正试探电荷 q两次以大小相等、方向不同的初速度从 P点出发，分别抵达 M点、N点，且 q在M、N点时的速度大小也相等，则下列说法正确的是( )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 A.P点电势高于 M点电势 B.M点电势高于 N点电势15．【2023年辽宁高考真题】图（a）为金属四极杆带电粒子质量分析器的局部结构示意图，图 C.q从 P点运动到 M点一直做减速运动D.M、N两点处的电场强度大小相等（b）为四极杆内垂直于 x轴的任意截面内的等势面分布图，相邻两等势面间电势差相等，则( )18．【2023年河北高考真题】如图，在 x轴上放置四个点电荷 q1、q2、q3和 q4 ,q1、q2位于 A点两物理·专题四 第 3 页 共 6 页侧，q3、q4位于 B点两侧。C点在 y轴上，且OA OB OC。取无穷远处电势为零，电荷位置与 （3）若速度选择器Ⅱ中匀强电场的电场强度大小变为 E2（E2略大于 E1），方向不变，粒子恰好电荷量满足一定关系，使得以 O点为球心、以 OC为半径的球面上各点的电势均为零。下列说法 垂直打在速度选择器右挡板的O 点上。求粒子打在O 点的速度大小。正确的是( )20．【2024年湖南高考真题】如图，有一内半径为2r、长为 L的圆筒，左右端面圆心O 、O处各A. A B x 开有一小孔。以O为坐标原点，取O O方向为 x轴正方向建立 xyz坐标系。在筒内 x0区域有一、 两点电场强度的方向一定沿 轴正方向B. O A B 匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向沿 x轴正方向；筒外 x0区域有一匀强电场，场强大小为若在 点放一正点电荷，则 、 两点的电势一定升高C. q y E，方向沿 y轴正方向。一电子枪在O 处向圆筒内多个方向发射电子，电子初速度方向均在 xOy试探电荷 沿 轴运动过程中，若静电力始终不做功，则它受到的静电力始终为零D.试探电荷 q沿 y轴运动过程中，若静电力始终不做功，则 C点的电场强度一定为零 平面内，且在 x轴正方向的分速度大小均为 v0。已知电子的质量为 m、电量为 e，设电子始终未与三、计算题 筒壁碰撞，不计电子之间的相互作用及电子的重力。19．【2024年甘肃高考真题】质谱仪是科学研究中的重要仪器，其原理如图所示。Ⅰ为粒子加速器，加速电压为 U；Ⅱ为速度选择器，匀强电场的电场强度大小为 E1，方向沿纸面向下，匀强磁场的磁感应强度大小为B1，方向垂直纸面向里；Ⅲ为偏转分离器，匀强磁场的磁感应强度大小为 B2，方向垂直纸面向里。从 S点释放初速度为零的带电粒子（不计重力），加速后进入速度选择器做O （1）若所有电子均能经过 O进入电场，求磁感应强度 B的最小值；直线运动、再由 点进入分离器做圆周运动，最后打到照相底片的 P点处，运动轨迹如图中虚线（2）取（1）问中最小的磁感应强度 B，若进入磁场中电子的速度方向与 x轴正方向最大夹角为θ，所示。求 tan 的绝对值；（3）取（1）问中最小的磁感应强度 B，求电子在电场中运动时 y轴正方向的最大位移。21．【2023年山东高考真题】如图所示，在0x2d，0y2d 的区域中，存在沿 y轴正方向、（1）粒子带正电还是负电？求粒子的比荷。 场强大小为 E的匀强电场，电场的周围分布着垂直纸面向外的恒定匀强磁场。一个质量为 m，电（2）求 O点到 P点的距离。 量为 q的带正电粒子从 OP中点 A进入电场（不计粒子重力）。物理·专题四 第 4 页 共 6 页（3）仅改变圆形磁场区域的位置，使粒子仍从图中O 点射入磁场，且在磁场中的运动时间最长。定性画出粒子在磁场中的运动轨迹及相应的弦，标出改变后的圆形磁场区域的圆心 M。1 QN NP 23．【2022年北京高考真题】指南针是利用地磁场指示方向的装置，它的广泛使用促进了人们对（ ）若粒子初速度为零，粒子从上边界垂直 第二次离开电场后，垂直 再次进入电场，求B 地磁场的认识。现代科技可以实现对地磁场的精确测量。磁场的磁感应强度 的大小；2 A y （1）如图 1所示，两同学把一根长约 10 m的电线两端用其他导线连接一个电压表，迅速摇动这（ ）若改变电场强度大小，粒子以一定的初速度从 点沿 轴正方向第一次进入电场、离开电场P Q 根电线。若电线中间位置的速度约 10 m/s，电压表的最大示数约 2 mV。粗略估算该处地磁场磁感后从 点第二次进入电场，在电场的作用下从 点离开。应强度的大小ⅰ E v B。（ ）求改变后电场强度 的大小和粒子的初速度 ； 地0（ⅱ）通过计算判断粒子能否从 P点第三次进入电场。（2）如图 2所示，一矩形金属薄片，其长为 a，宽为 b，厚为 c。大小为 I的恒定电流从电极 P流入、从电极 Q流出，当外加与薄片垂直的匀强磁场时，M、N两电极间产生的电压为 U。已知22．【2023年辽宁高考真题】如图，水平放置的两平行金属板间存在匀强电场，板长是板间距离 薄片单位体积中导电的电子数为 n，电子的电荷量为 e。求磁感应强度的大小 B。的 3倍。金属板外有一圆心为 O的圆形区域，其内部存在磁感应强度大小为 B、方向垂直于纸面向外的匀强磁场。质量为 m、电荷量为 q(q0)的粒子沿中线以速度 v0水平向右射入两板间，恰好P 2mv从下板边缘 点飞出电场，并沿 PO方向从图中O 点射入磁场。已知圆形磁场区域半径为 0 ，3qB（3）假定（2）中的装置足够灵敏，可用来测量北京地区地磁场磁感应强度的大小和方向，请说不计粒子重力。明测量的思路。24．【2022年广东高考真题】密立根通过观测油滴的运动规律证明了电荷的量子性，因此获得了1923年的诺贝尔奖。如图是密立根油滴实验的原理示意图，两个水平放置、相距为 d的足够大金（1）求金属板间电势差 U。 属极板，上极板中央有一小孔。通过小孔喷入一些小油滴，由于碰撞或摩擦，部分油滴带上了电（2）求粒子射出磁场时与射入磁场时运动方向间的夹角θ。 荷。有两个质量均为m0 、位于同一竖直线上的球形小油滴 A和 B，在时间 t内都匀速下落了距离物理·专题四 第 5 页 共 6 页h1。此时给两极板加上电压 U（上极板接正极），A继续以原速度下落，B经过一段时间后向上匀速运动。B在匀速运动时间 t内上升了距离h2 h2h1 ，随后与 A合并，形成一个球形新油滴，1继续在两极板间运动直至匀速。已知球形油滴受到的空气阻力大小为 fkm3v，其中 k为比例系数，m为油滴质量，v为油滴运动速率。不计空气浮力，重力加速度为 g。求：（1）比例系数 k；（2）油滴 A、B的带电量和电性；B上升距离 h2电势能的变化量；（3）新油滴匀速运动速度的大小和方向。物理·专题四 第 6 页 共 6 页

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