高考物理新电磁学知识点之磁场单元汇编及答案解析(3)

高考物理新电磁学知识点之磁场单元汇编及答案解析(3)
一、选择题
1．电磁流量计广泛应用于测量可导电流体(如污水)在管中的流量(单位时间内通过管内某横截面的流体的体积)。

为了简化，假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道，其中空的部分的长、宽、高分别为图中的a 、b 、c 。

流量计的两端与输送流体的管道相连(图中虚线)，图中流量计的上、下两面是金属材料，前、后两面是绝缘材料，现给流量计所在处加磁感应强度为B 的匀强磁场，磁场方向垂直于前、后两面，当导电流体稳定地流经流量计时，在管外将流量计上、下两面分别与一串联了电阻R 的电流表的两端连接，I 表示测得的电流值，已知流体的电阻率为ρ，不计电流表的内阻，则可求得流量为( )
A ．()I c bR
B a
ρ+ B ．()I b
aR B c
ρ+ C ．
() I a cR B b
ρ+ D ．
()I bc R B a
ρ+ 2．科学实验证明，足够长通电直导线周围某点的磁感应强度大小I
B k
l
=，式中常量k >0，I 为电流强度，l 为该点与导线的距离。

如图所示，两根足够长平行直导线分别通有电流3I 和I （方向已在图中标出），其中a 、b 为两根足够长直导线连线的三等分点，O 为两根足够长直导线连线的中点，下列说法正确的是( )
A ．a 点和b 点的磁感应强度方向相同
B ．a 点的磁感应强度比O 点的磁感应强度小
C ．b 点的磁感应强度比O 点的磁感应强度大
D ．a 点和b 点的磁感应强度大小之比为5：7
3．质量和电荷量都相等的带电粒子M 和N ，以不同的速率经小孔S 垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹分别如图中的两支虚线所示，下列表述正确的是（ ）
A ．M 带正电，N 带负电
B ．M 的速率大于N 的速率
C ．洛伦磁力对M 、N 做正功
D ．M 的运行时间大于N 的运行时间
4．如图所示，边长为L 的等边三角形导线框用绝缘细线悬挂于天花板，导线框中通一逆时
针方向的电流，图中虚线过ab 边中点和ac 边中点，在虚线的下方有一垂直于导线框向里的匀强磁场，此时导线框通电处于静止状态，细线的拉力为F 1；保持其他条件不变，现虚线下方的磁场消失，虚线上方有相同的磁场同时电流强度变为原来一半，此时细线的拉力为F 2 。

已知重力加速度为g ，则导线框的质量为
A ．2123F F g +
B ．212 3F F g -
C ．21F F g -
D ．21 F F g
+ 5．如图所示，虚线为两磁场的边界，左侧磁场垂直纸面向里，右侧磁场垂直纸面向外，磁感应强度大小均为B 。

一边长为L 、电阻为R 的单匝正方形导体线圈abcd ，水平向右运动到图示位置时，速度大小为v ，则（ ）
A ．ab 边受到的安培力向左，cd 边受到的安培力向右
B ．ab 边受到的安培力向右，cd 边受到的安培力向左
C ．线圈受到的安培力的大小为222B L v
R
D ．线圈受到的安培力的大小为224B L v
R
6．如图所示，一块长方体金属板材料置于方向垂直于其前表面向里的匀强磁场中，磁感应强度大小为B 。

当通以从左到右的恒定电流I 时，金属材料上、下表面电势分别为φ1、φ2。

该金属材料垂直电流方向的截面为长方形，其与磁场垂直的边长为a 、与磁场平行的边长为b ，金属材料单位体积内自由电子数为n ，元电荷为e 。

那么
A ．12I
B enb ϕϕ-= B ．12IB enb ϕϕ-=-
C ．12IB ena
ϕϕ-=
D ．12IB ena
ϕϕ-=-
7．有关洛伦兹力和安培力的描述，正确的是（ ） A ．通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用 B ．安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现 C ．带电粒子在匀强磁场中运动受到的洛伦兹力做正功 D ．通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行
8．如图所示，一束粒子射入质谱仪，经狭缝S 后分成甲、乙两束，分别打到胶片的A 、C
两点。

其中2
3
SA SC =，已知甲、乙粒子的电荷量相等，下列说法正确的是
A ．甲带正电
B ．甲的比荷小
C ．甲的速率小
D ．甲、乙粒子的质量比为2：3
9．如图，一正方体盒子处于竖直向上匀强磁场中，盒子边长为L ，前后面为金属板，其余四面均为绝缘材料，在盒左面正中间和底面上各有一小孔（孔大小相对底面大小可忽略），底面小孔位置可在底面中线MN 间移动，让大量带电液滴从左侧小孔以某一水平速度进入盒内，若在正方形盒子前后表面加一恒定电压U ，可使得液滴恰好能从底面小孔通过，测得小孔到M 点的距离为d ，已知磁场磁感强度为B ，不考虑液滴之间的作用力，不计一切阻力，则以下说法正确的是（ ）
A ．液滴一定带正电
B ．所加电压的正极一定与正方形盒子的后表面连接
C ．液滴从底面小孔通过时的速度为g v L
=D ．恒定电压为U Lg =10．某小组重做奥斯特实验，在一根南北方向放置的直导线的正下方放置一小磁针，如图所示，给导线通入恒定电流，小磁针再次静止时偏转了30°，已知该处地磁场水平分量
55.010B T -=⨯，通电直导线在该处产生的磁感应强度大小为（ ）
A ．52.910T -⨯
B ．57.110T -⨯
C ．58.710T -⨯
D ．41.010T -⨯
11．如图，条形磁铁平放于水平桌面上，在它的正中央上方固定一根直导线，导线与磁场垂直，现给导线中通以垂直于纸面向外的电流，则下列说法正确的是（ ）
A ．桌面对磁铁的支持力增大
B ．桌面对磁铁的支持力减小
C ．桌面对磁铁的支持力不变
D ．以上说法都有可能
12．如图所示，台秤上放一光滑平板，其左边固定一挡板，一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时台秤读数为N 1，现在磁铁上方中心偏左位置固定一通电导线，电流方向如图，当加上电流后，台秤读数为N 2，则以下说法正确的是（ ）
A ．N 1＞N 2,弹簧长度将变长
B ．N 1＞N 2,弹簧长度将变短
C ．N 1＜N 2,弹簧长度将变长
D ．N 1＜N 2,弹簧长度将变短
13．如图所示为研究某种带电粒子的装置示意图，粒子源射出的粒子束以一定的初速度沿直线射到荧光屏上的O 点，出现一个光斑．在垂直于纸面向里的方向上加一磁感应强度为B 的匀强磁场后，粒子束发生偏转，沿半径为r 的圆弧运动，打在荧光屏上的P 点，然后在磁场区域再加一竖直向下，场强大小为E 的匀强电场，光斑从P 点又回到O 点，关于该粒子（不计重力），下列说法正确的是
A ．粒子带负电
B ．初速度为B v E
=
C ．比荷为
2q
B r
m
E
D ．比荷为
2q E m B r
14．如图所示，正方形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场。

一带电粒子从磁场边界上的a 点射入、b 点射出，不考虑带电粒子受到的重力，下列说法正确的是（ ）
A ．粒子在a 点的速率小于在b 点的速率
B ．粒子带正电
C ．若仅增大磁感应强度，则粒子可能从b 点左侧射出
D ．若仅减小入射速率，则粒子在磁场中运动时间变短
15．如图，放射源放在铅块上的细孔中，铅块上方有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外．已知放射源放出的射线有α、β、γ三种．下列判断正确的是
A ．甲是α射线，乙是γ射线，丙是β射线
B ．甲是β射线，乙是γ射线，丙是α射线
C ．甲是γ射线，乙是α射线，丙是β射线
D ．甲是α射线，乙是β射线，丙是γ射线
16．如图所示，矩形线圈abcd 在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P 1和P 2以相同的角速度匀速转动，当线圈平面转到与磁场方向平行时( )
A ．线圈绕P 1转动时的电流等于绕P 2转动时的电流
B ．线圈绕P 1转动时的电动势小于绕P 2转动时的电动势
C ．线圈绕P 1和P 2转动时电流的方向相同，都是a →b →c →d
D ．线圈绕P 1转动时dc 边受到的安培力大于绕P 2转动时dc 边受到的安培力
17．质量和电量都相等的带电粒子M 和N ，以不同的速度率经小孔S 垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示，下列表述正确的是（ ）
A．M带正电，N带负电
B．M的速度率小于N的速率
C．洛伦兹力对M、N做正功
D．M的运行时间等于N的运行时间
18．如图所示，通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面，第一次将金属框由位置Ⅰ平移到位置Ⅱ，第二次将金属框绕cd边翻转到位置Ⅱ，设先、后两次穿过金属框的磁通量变化分别为和，则（）
A． B． C． D．不能判断
19．我国探月工程的重要项目之一是探测月球3
2He含量。

如图所示，3
2
He（2个质子和1个
中子组成）和4
2
He（2个质子和2个中子组成）组成的粒子束经电场加速后，进入速度选择器，再经过狭缝P进入平板S下方的匀强磁场，沿半圆弧轨迹抵达照相底片，并留下痕迹M、N。

下列说法正确的是（）
A．速度选择器内部的磁场垂直纸面向外B．平板S下方的磁场垂直纸面向里
C．经过狭缝P时，两种粒子的速度不同D．痕迹N是3
2
He抵达照相底片上时留下的20．航母上飞机弹射起飞是利用电磁驱动来实现的。

电磁驱动原理如图所示,在固定线圈左右两侧对称位置放置两个闭合金属圆环，铝环和铜环的形状、大小相同，已知铜的电阻率较小,则合上开关S的瞬间（）
A．两个金属环都向左运动
B．两个金属环都向右运动
C．从左侧向右看，铝环中感应电流沿顺时针方向
D．铜环受到的安培力小于铝环受到的安培力
21．如图所示，带电粒子以初速度以v0从a点进入匀强磁场，运动过程中经过b点，
Oa=Ob，若撤去磁场加一个与y轴平行的匀强电场，带电粒子仍以速度以v0从a点进入电场，仍能通过b点，则电场强度E和磁感应强度B的比值为
A．v0B．1/ v0C．2 v0D．v0/2
22．现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子，其示意图如图所示，其中加速电压恒定。

质子在入口处从静止开始被加速电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场。

若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场，需将磁感应强度增加到原来的12倍。

此离子和质子的质量比约为
A．11
B．12
C．121
D．144
23．如图所示，矩形虚线框MNPQ内有一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里．a、b、c是三个质量和电荷量都相等的带电粒子，它们从PQ边上的中点沿垂直于磁场的方向射入磁场，图中画出了它们在磁场中的运动轨迹．粒子重力不计．下列说法正确的是
A．粒子a带负电
B．粒子c的动能最大
C．粒子b在磁场中运动的时间最长
D．粒子b在磁场中运动时的向心力最大
24．一电子以垂直于匀强磁场的速度v A，从A处进入长为d、宽为h的磁场区域如图所示，发生偏移而从B处离开磁场，若电荷量为e，磁感应强度为B，圆弧AB的长为L，则()
A ．电子在磁场中运动的时间为t=A
d
v
B ．电子在磁场中运动的时间为t=A
L
v C ．洛伦兹力对电子做功是Bev A ·h D ．电子在A 、B 两处的速度相同
25．我国的传统文化和科技是中华民族的宝贵精神财富，四大发明促进了科学的发展和技术的进步，对现代仍具有重大影响，下列说法正确的是（ ） A ．春节有放鞭炮的习俗，鞭炮炸响的瞬间，动量守恒但能量不守恒
B ．火箭是我国的重大发明，现代火箭发射时，火箭对喷出气体的作用力大于气体对火箭的作用力
C ．装在炮弹中的火药燃烧爆炸时，化学能全部转化为弹片的动能
D ．指南针的发明促进了航海和航空，静止时指南针的N 极指向北方
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一、选择题 1．A 解析：A 【解析】 【分析】 【详解】
如图甲所示，两极板(上、下两面)间距为c ，磁场方向如图中所示。

当外电路断开时，运动电荷受洛伦兹力作用而偏转，两极板带电(两极板作为电路供电部分)而使电荷受电场力，当运动电荷稳定时，两极板所带电荷量最多，两极板间的电压最大，等于电源电动势E 。

测量电路可等效成如图乙所示。

甲 乙 由受力平衡得
qE qvB c
＝
电源电动势
E ＝Bvc
流量
Q ＝Sv ＝bcv
接外电阻R ，由闭合电路欧姆定律得
E ＝I (R ＋r )
又知导电液体的电阻
l c r S ab
ρρ
== 由以上各式得
()I c Q bR B a
ρ=
+ 故选A 。

2．A
解析：A 【解析】 【分析】 【详解】
A ．左边导线在a 点和b 点产生的磁场方向向下，右边导线在a 点和b 点产生的磁场反向也向下，故a 点和b 点磁场方向相同，均向下，故A 正确；
B ．设两导线之间距离为3l ，则a 点的磁感应强度为
3722a I I I B k
k k l l l
=+= O 点的磁感应强度为
3833322
O I I I B k
k k l l l =+= 故a 点磁感应强度大于O 点，故B 错误； C ．b 点磁感应强度为
3522b I I I B k
k k l l l
=+= 故b 点磁感应强度小于O 点，故C 错误；
D ．由B 、C 分析可知，a 点和b 点的磁感应强度大小之比为
7
5
a b B B = 故D 错误； 故选A 。

3．B
解析：B 【解析】 【分析】 【详解】
A. 根据左手定则，可知，M 带负电，N 带正电，A 错误；
B. 粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，即：
2
v qvB m r
=
解得：
mv r qB
=
同一磁场，又M 和N 两粒子的电荷量相同，故轨道半径大小r 和速度v 成正比，故B 正确；
C. 洛伦兹力每时每刻与速度垂直，不做功，C 错误；
D. 粒子在磁场中运动的周期T 的计算如下：
22r m
T v qB
ππ=
= 同一磁场，M 和N 两粒子的电荷量相同，故两粒子在磁场中运动的周期相同，它们均运动了半个周期，故它们运动的时间相同，D 错误； 故选B 。

4．A
解析：A 【解析】 【详解】
当通如图中电流时，ab 边、ac 边受到的安培力大小为1
2
F BIL =；bc 边受到的安培力大小为F BIL '=，方向向上；导线框平衡，故
11
2sin 302
F BIL mg BIL +=+⨯
磁场加到虚线框上方后，导线框受到的等效安培力为1
4
F BIL ''=
，方向向下，故 21
4
F mg BIL =+
联立解得
21
23F F m g
+=
故A 正确，B 、C 、D 错误； 故选A 。

解析：D 【解析】 【分析】 【详解】
AB ．线框的左右两边分别切割两磁场产生的动生电动势由右手定则可找出方向，如图所示
两动生电源串联，总电流为顺时针方向，再由左手定则可得ab 边受到的安培力向左，cd 边受到的安培力向左，故AB 错误； CD ．线框的电动势为2E BLv =，则电流为
2E BLv I R R
=
= 两个安培力力之和为线框受到的安培力
224=22B L v
F F BIL R
==
总 故C 错误，D 正确。

故选D 。

6．B
解析：B 【解析】 【分析】
金属导体自由电荷为电子，根据左手定则知电子受到洛伦兹向上，知上表面带负电，下表面带正电，上表面的电势比下表面的低。

抓住电荷所受的洛伦兹力和电场力平衡求出电荷的移动速度，从而得出上下表面的电势差。

【详解】
因为上表面的电势比下表面的低，因为evB=e U a ，解得：U
v Ba
=，因为电流I=nevs=nevab ，解得：IB U bne =．所以φ1-φ2=-IB enb
，故B 正确。

故选B 。

【点睛】
解决本题的关键掌握左手定则判断洛伦兹力的方向，以及知道最终电荷在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡。

7．B
解析：B
【分析】 【详解】
A ．当通电直导线放置方向与匀强磁场方向在同一直线上时，不受安培力的作用，A 选项错误；
B ．安培力可以看成导体内大量电子共同受到洛伦兹力产生的，即B 正确；
C ．在匀强磁场中，洛伦兹力始终与运动方向垂直，此时洛伦兹力不做功，C 错误；
D ．由左手定则可知，通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向垂直，D 也错误． 故选B 。

8．D
解析：D 【解析】 【详解】
A.甲粒子在磁场中向上偏转，根据左手定则知甲粒子带负电，故A 错误；
B.根据洛伦兹力提供向心力，则有：
2
v qvB m r
=
解得：
mv v r q qB B m
=
=
由图可知r 甲＜r 乙，则甲的比荷大于乙的比荷，故B 错误； C.能通过狭缝S 0的带电粒子，根据平衡条件：
1qE qvB =
解得：
1
E v B =
甲、乙都能通过狭缝进入右边的磁场，所以两个粒子的速率相等，故C 错误； D.由题知，甲、乙粒子的电荷量相等，根据洛伦兹力提供向心力，则有：
2
v qvB m r
=
解得：
mv r qB
=
变形得：
qB m r v
=
由题知，两个粒子的半径之比为：
12:2:3r r =
则两个粒子的质量之比为：
1212::2:3m m r r ==
故D 正确。

9．D
解析：D 【解析】 【分析】 【详解】
A ．由于电场强度方向不清楚，则无法确定液滴的电性，故A 错误；
B ．若液滴带正电，洛伦兹力垂直纸面向外，则电场力垂直纸面向里，说明正极与正方形盒子的前表面连接，若液滴带负电，洛伦兹力垂直纸面向里，则电场力垂直纸面向外，说明正极与正方形盒子的前表面连接，则所加电压的正极一定与正方形盒子的前表面连接，故B 错误；
C ．稳定后液滴所受电场力和洛伦兹力大小相等，方向相反，液滴在重力作用下运动，故将做匀变速曲线运动，则有
x d v t =
2122
L gt = y gt =v
联立解得
x v =
，y v 液滴从底面小孔通过时的速度为
v ==
故C 错误；
D ．稳定后洛伦兹力等于电场力
x U qv B q
L
= 解得
U =
故D 正确。

故选D 。

10．A
解析：A
【解析】 【分析】 【详解】
各个分磁场与合磁场关系如图所示
由数学关系得
5tan 2.910T x B B θ-==⨯
故选A 。

11．B
解析：B 【解析】 【分析】 【详解】
直导线放置在条形磁铁中央，直导线受到水平向左的磁场，根据左手定则可知直导线受到竖直向下的安培力，根据牛顿第三定律可知，直导线对磁铁一个竖直向上的力，故桌面对磁铁的支持力减小，故B 正确，ACD 错误。

故选B 。

12．B
解析：B 【解析】 【分析】 【详解】
磁铁的磁感线在它的外部是从N 极到S 极，因为长直导线在磁铁的中心偏左位置，所以此处的磁感线是斜向右上的，电流的方向垂直与纸面向里，根据左手定则，导线受磁铁给的安培力方向是斜向右下，长直导线是固定不动的，根据物体间力的作用是相互的，导线给磁铁的反作用力方向就是斜向左上的；导线给磁铁的反作用力方向就是斜向左上的，将这个力在水平和竖直分解，因此光滑平板对磁铁支持力减小，由于在水平向左产生分力，所以弹簧产生压缩，弹簧长度将变短．故选B ．
13．D
解析：D 【解析】 【详解】
垂直于纸面向里的方向上加一磁感应强度为B 的匀强磁场后，粒子束打在荧光屏上的P 点，根据左手定则可知，粒子带正电，选项A 错误；当电场和磁场同时存在时：
qvB Eq =,解得E v B
= ，选项B 错误；在磁场中时，由2
v qvB m r =，可得：
2q v E
m rB B r ==,故选项D 正确，C 错误；故选D. 【点睛】
本题主要是考查带电粒子在复合场的运动，解答本题要能够根据共点力的平衡条件分析洛伦兹力和电场力的大小关系；在复合场中做匀速直线运动粒子，在解题时要注意过程分析和受力分析．
14．C
解析：C 【解析】 【分析】 【详解】
A ．粒子在磁场中运动时洛伦兹力不做功，粒子在b 点速率等于在a 点速率，故A 错误；
B ．粒子向下偏转，根据左手定则可得粒子带负电，故B 错误；
C ．根据
2
v qvB m r
=
得
mv r qB
=
若仅增大磁感应强度，则粒子运动的半径减小，粒子可能从b 点左侧射出，故C 正确； D ．若仅减小入射速率，则粒子在磁场中运动半径减小，粒子轨迹对应的圆心角有可能增大，根据2π
t T θ
=可知粒子运动时间可能增加，故D 错误。

故选C 。

15．B
解析：B 【解析】 【分析】 【详解】
α射线是高速 4
2 e H 流，一个α粒子带两个正电荷．根据左手定则，α射线受到的洛伦兹力
向右，故丙是α射线．β射线是高速电子流 0
1e -（），质量数为0，带一个负电荷．根据左手
定则，β射线受到的洛伦兹力向左，故甲是β射线．γ射线是γ光子，是电中性的，故在磁场中不受磁场的作用力，轨迹不会发生偏转．故乙是γ射线． 故B 正确．
16．A
解析：A
【分析】
【详解】
AB．根据E=BωS可知，无论线圈绕轴P1和P2转动，则产生的感应电动势均相等，故感应电流相等，故A正确，B错误；
C．由楞次定律可知，线线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同，都是a→d→c→b→a，故C错误；
D．由于线圈P1转动时线圈中的感应电流等于绕P2转动时线圈中得电流，故根据
F=BLI
可知，线圈绕P1转动时dc边受到的安培力等于绕P2转动时dc边受到的安培力，故D错误。

故选A。

17．D
解析：D
【解析】
【详解】
A.由左手定则判断出N带正电荷，M带负电荷，故选项A不符合题意；
B.粒子在磁场中运动，根据洛伦兹力提供向心力则有：
2
v
qvB m
r
=
解得速度的大小为
qBr
v
m
=，在质量与电量相同的情况下，半径大说明速率大，即M的速
度率大于N的速率，故选项B不符合题意；
C.洛伦兹力始终与速度的方向垂直，洛伦兹力对M、N不做功，故选项C不符合题意；
D.粒子在磁场中运动半周，即时间为周期的一半，而周期为
2m
T
qB
π
=，M运行时间等于
N的运行时间，故选项D符合题意。

18．C
解析：C
【解析】
【详解】
第一次将金属框由位置I平移到位置Ⅱ，磁感线穿过金属框的方向没有改变，磁通量变化量等于在这两个位置时的磁通量的差值；第二次将金属框绕边翻转到位置Ⅱ，磁感.线穿过金属框的方向发生改变，磁通量变化量等于两个位置时的磁通量绝对值之和，所以，选项C正确.ABD错
故选C
19．D
解析：D
【分析】 【详解】
A ．由题意可知，粒子带正电，要使粒子沿直线穿过速度选择器，则粒子在速度选择器中受到的电场力与洛伦兹力等大反向，由此可以判断速度选择器中磁场的方向垂直于纸面向里，故A 错误；
B ．粒子进入平板下方磁场后向左偏转，根据左手定则可知，该磁场的方向垂直于纸面向外，故B 错误；
C ．在速度选择器中
qE
qvB
解得
E v B
=
即经过狭缝P ，两种粒子的速度相同，故C 错误； D ．粒子在平板下方磁场中做圆周运动有
2
'
v qvB m R
=
得
'
mv
R qB =
即比荷大的，半径小，故3
2
He 的轨迹半径小，落到N 点，故D 正确。

故选D 。

20．C
解析：C 【解析】 【详解】
AB ．若环放在线圈两边，根据“来拒去留”可得，合上开关S 的瞬间，环为阻碍磁通量增大，则环将向两边运动，故AB 错误；
C ．线圈中电流为右侧流入，磁场方向为向左，在闭合开关的过程中，磁场变强，则由楞次定律可知，电流由左侧向右看为顺时针，故C 正确；
D ．由于铜环的电阻较小，故铜环中感应电流较大，则铜环受到的安培力要大于铝环受到的安培力，故D 错误。

故选C 。

21．C
解析：C 【解析】 【详解】
设oa=ob=d ，因为带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，所以圆周运动的半径正好等于d ，
粒子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：qv 0B=m 2
v r
，解得：mv B qd =，如果
换成匀强电场，水平方向以v 0做匀速直线运动，在水平方向：d=v 0t 2，竖直沿y 轴负方向
做匀加速运动，即：22211 22qE d at t m ==，解得：2
02mv E qd =，则 E
B
=2v 0，故选C ．
【点睛】
带电粒子在电场磁场中的运动要把握其运动规律，在电场中利用几何关系得出其沿电场和垂直于电场的运动规律；而在磁场中也是要注意找出相应的几何关系，从而确定圆心和半径．
22．D
解析：D 【解析】 【详解】
直线加速过程根据动能定理得
2
12
qU mv =
得
v =
① 离子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律，有
2
v qvB m R
=
得
mv
R qB
=
② ①②两式联立得：
22
2qB R m U
=
一价正离子电荷量与质子电荷量相等，同一加速电场U 相同，同一出口离开磁场则R 相同，所以m ∝B 2，磁感应强度增加到原来的12倍，离子质量是质子质量的144倍，D 正确，A 、B 、C 错误。

故选D 。

23．D
解析：D 【解析】
根据左手定则知粒子a 带正电，粒子b 、c 带负电；粒子在磁场中做匀速圆周运动时，由洛
伦兹力提供向心力，根据2
v qvB m r
= ，可得：mv r qB = ，粒子的动能E K =12mv 2，则可知
三个带电粒子的质量、电荷量相同，在同一个磁场中，当速度越大时、轨道半径越大，则由图知，c 粒子速率最小，b 粒子速率最大．b 粒子动能最大，向心力最大．故B 错误，D 正确．根据22m m t qB qB
θπθπ=⋅= ，则c 粒子圆弧转过的圆心角最大，时间最长，选项C 错误；故选D ．
24．B
解析：B 【解析】 【详解】
AB ．粒子走过的路程为L ，则运动时间
A
L
t v =
故A 错误，B 正确；
C ．洛伦兹力始终与运动方向垂直，不做功，故C 错误；
D ．洛伦兹力不做功，粒子速度大小不变，但速度方向改变，故AB 处速度不同，故D 错误。

故选B 。

25．D
解析：D 【解析】
鞭炮炸响的瞬间，因内力远大于外力，故系统动量守恒，同时在爆炸过程中，总能量是守恒的，A 错误；现代火箭发射时，火箭对喷出气体的作用力和气体对火箭的作用力为作用力和反作用力，根据牛顿第三定律可知，二者大小相等，方向相反，B 错误；装在炮弹中的火药燃烧爆炸时，化学能转化为弹片的动能和周围物体的内能，C 错误；指南针的发明促进了航海和航空，因地磁场南极处在地理北极处，故指南针静止时指南针的N 极指向北方，D 正确．。