高考物理最新电磁学知识点之磁场图文解析

高考物理最新电磁学知识点之磁场图文解析
一、选择题
1．如图所示，地面附近某真空环境中存在着水平方向的匀强电场和匀强磁场，已知磁场方向垂直纸面向里，一个带正电的油滴，沿着一条与竖直方向成α角的直线MN 运动，由此可以判断
A ．匀强电场方向一定是水平向左
B ．油滴沿直线一定做匀加速运动
C ．油滴可能是从N 点运动到M 点
D ．油滴一定是从N 点运动到M 点
2．如图，半径为R 的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面(纸面)，磁感应强度大小为B ，方向垂直于纸面向外．一电荷量为q (q >0)、质量为m 的粒子沿平行于直径ab 的方向射入
磁场区域，射入点与ab 的距离为2R .已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为60°，则粒子的速率为(不计重力)( )
A ．2qBR m
B ．qBR m
C ．32qBR m
D ．2qBR m
3．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
4．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
5．如图所示，两相邻且范围足够大的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ的磁感应强度方向平行、大小分别为B和2B。

一带正电粒子（不计重力）以速度v从磁场分界线MN上某处射入磁场区域Ⅰ，其速度方向与磁场方向垂直且与分界线MN成60 角，经过t1时间后粒子进入到磁场区域Ⅱ，又经过t2时间后回到区域Ⅰ，设粒子在区域Ⅰ、Ⅱ中的角速度分别为ω1、ω2，则()
A．ω1∶ω2＝1∶1B．ω1∶ω2＝2∶1
C．t1∶t2＝1∶1D．t1∶t2＝2∶1
6．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
22 2B L v
R
D．线圈受到的安培力的大小为
22 4B L v
R
7．对磁感应强度的理解，下列说法错误的是（）
A．磁感应强度与磁场力F成正比，与检验电流元IL成反比
B．磁感应强度的方向也就是该处磁感线的切线方向
C．磁场中各点磁感应强度的大小和方向是一定的，与检验电流I无关
D．磁感线越密，磁感应强度越大
8．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 d
L =
D．恒定电压为U Bd Lg
=
9．教师在课堂上做了两个小实验，让小明同学印象深刻。

第一个实验叫做“旋转的液体”，在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极，沿边缘内壁放一个圆环形电极，把它们分别与电池的两极相连，然后在玻璃皿中放入导电液体，例如盐水，如果把玻璃皿放在磁场中，液体就会旋转起来，如图甲所示。

第二个实验叫做“振动的弹簧”，把一根柔软的弹簧悬挂起来，使它的下端刚好跟槽中的水银接触，通电后，发现弹簧不断上下振动，如图乙所示。

下列关于这两个趣味实验的说法正确的是（）
A．图甲中，从上往下看，液体沿顺时针方向旋转
B．图甲中，如果改变电源的正负极，液体的旋转方向不变
C．图乙中，如果将水银换成酒精，依然可以观察到弹簧不断上下振动
D．图乙中，如果改变电源的正负极，依然可以观察到弹簧不断上下振动
10．如图所示，空间某处存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，一个带负电的金属小球从M点水平射入场区，经一段时间运动到M点的右下方N点，关于小球由M到N的运动，下列说法正确的是（）
A．小球可能做匀变速运动B．小球一定做变加速运动
C．小球动量可能不变D．小球机械能守恒
11．如图所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由转动和平动，当导线通入图示方向的电流I时，从上往下看，导线的运动情况是
（）
A．顺时针方向转动，同时下降
B．顺时针方向转动，同时上升
C．逆时针方向转动，同时下降
D．逆时针方向转动，同时上升
12．如图所示，直线MN上方有垂直纸面向里的匀强磁场，电子1从磁场边界上的a点垂直MN且垂直磁场方向射入磁场，经t1时间从b点离开磁场．之后电子2也由a点沿图示
方向以相同速率垂直磁场方向射入磁场，经t2时间从a、b连线的中点c
离开磁场，则1
2
t
t
为( )
A．
2
3
B．2C．
3
2
D．3
13．如图所示，在以原点O为圆心、半径为r的圆形区域内，存在磁感应强度大小为B方向垂直于纸面向里的匀强磁场，A、C、D为磁场边界上的点，A、C为边界与坐标轴的交点，OD连线与x轴负方向成45°。

一带负电粒子从A点以速度v沿AC方向射入磁场，恰好从D点飞出，粒子在磁场中运动的时间为（）
A ．2r v π
B ．34r v π
C ．54r v π
D ．52r v
π 14．如图所示，三根彼此绝缘的无限长直导线的一部分ab 、cd 、ef 构成一个等边三角形，O 为三角形的中心，M 、N 分别为O 关于导线ab 、cd 的对称点,当三根导线中通以大小相等，方向如图所示的电流时，M 点磁感应强度的大小为B 1，O 点磁感应强度大小为B 2，若将导线ab 中的电流撤去，而保持另两根导线中的电流不变，则N 点磁感应强度的大小为（ ）
A ．
B 1＋B 2
B ．()21132B B -
C ．()2112B B +
D ．B 1－B 2
15．一回旋加速器当外加磁场一定时，可把质子加速到v ，它能把氚核加速到的速度为 （ ）
A ．v
B ．2v
C ．3v
D ．23
v 16．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
17．如图所示，圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场（图中未画出），三个质量和电荷量都相同的带电粒子a 、b 、c 以不同的速率对准圆心O 沿着AO 方向射入磁场，其运动轨迹如图所示，若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是（ ）
A ．a 粒子速率最大
B ．c 粒子速率最大
C ．c 粒子在磁场中运动时间最长
D ．它们做圆周运动的周期a b c T T T <<
18．如图所示，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上(与纸面平行)，磁场方向垂直于纸面向里，三个带正电的微粒a 、b 、c 电荷量相等，质量分别为m a 、m b 、
m c ，已知在该区域内，a 在纸面内做匀速圆周运动，b 在纸面内向右做匀速直线运动，c 在纸面内向左做匀速直线运动，下列选项正确的是( )
A ．m a >m b >m c
B ．m b >m a >m c
C ．m c >m a >m b
D ．m c >m b >m a
19．为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I 引起的．在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是（ ）
A ．
B ．
C ．
D ．
20．如图所示为质谱仪的原理图，一束粒子流由左端平行于P 1、P 2射入，粒子沿直线通过速度选择器，已知速度选择器的电场强度为E ，磁感应强度为B 1.粒子由狭缝S 0进入匀强磁场B 2后分为三束，它们的轨道半径关系为132r r r =<，不计重力及粒子间的相互作用力，则下列说法中正确的是（ ）
A ．P 1极板带负电
B ．能通过狭缝S 0的带电粒子的速率等于1B E
C ．三束粒子在磁场B 2中运动的时间相等
D ．粒子1的比荷11q m 大于粒子2的比荷22q m 21．关于垂直于磁场方向的通电直导线所受磁场作用力的方向，正确的说法是（ ） A ．跟磁场方向垂直，跟电流方向平行
B．跟电流方向垂直，跟磁场方向平行
C．既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直
D．既不跟磁场方向垂直，也不跟电流方向垂直
22．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
23．MN板两侧都是磁感应强度为B的匀强磁场，方向如图所示，带电粒子从a位置以垂直磁场方向的速度开始运动，依次通过小孔b、c、d，已知ab＝bc＝cd，粒子从a运动到d 的时间为t，则粒子的比荷为()
A．3
tB
π
B．
4
3tB
π
C．
tB
π
D．
tB
2π
24．利用霍尔效应制作的霍尔元件,广泛应用于测量和自动控制等区域,如图是霍尔元件的工作原理示意图,磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下,通入图示方向的电流I,C、D两侧面会形成电势差.
CD
U下列说法正确的是
A．电势差CD
U仅与材料有关
B．仅增大磁感应强度时,电势差CD
U变大
C．若霍尔元件的载流子是自由电子,则电势差0
CD
U>
D．在测定地球赤道上方的地磁场强弱时,霍尔元件的工作面应保持水平
25．在绝缘水平面上方均匀分布着方向与水平向右成60︒斜向上的匀强磁场，一通有如图所示的恒定电流I的金属方棒，在安培力作用下水平向右做匀速直线运动。

已知棒与水平
面间的动摩擦因数
3
3
μ=。

若磁场方向由图示方向开始沿逆时针缓慢转动至竖直向上的
过程中，棒始终保持匀速直线运动，设此过程中磁场方向与水平向右的夹角为θ，则关于磁场的磁感应强度的大小B与θ的变化关系图象可能正确的是（）
A．B．
C．D．
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一、选择题
1．A
解析：A
【解析】
【详解】
A.粒子的受力如图所以的情况，即电场力只能水平向左，粒子才能沿直线运动。

故A正确。

B. 油滴做直线运动，受重力、电场力和洛伦兹力作用，因为重力和电场力均为恒力，根据
可知，粒子必定做匀速物体做直线运动条件可知，粒子所受洛伦兹力亦为恒力据F qvB
直运动。

故B错误。

CD.粒子受到的洛仑磁力的方向为垂直MN向上，又因为粒子带正电，再结合左手定则，可知油滴一定是从M点运动到N点一定。

故CD都错误。

2．B
解析：B
【解析】
【分析】
【详解】
带电粒子从距离ab 为2R 处射入磁场，且射出时与射入时速度方向的夹角为60°，粒子运动轨迹如图，ce 为射入速度所在直线，d 为射出点，射出速度反向延长交ce 于f 点，磁场区域圆心为O ，带电粒子所做圆周运动圆心为O ′，则O 、f 、O ′在一条直线上，由几何关系得带电粒子所做圆周运动的轨迹半径为R ，由F 洛＝F n 得
qvB ＝2
mv R
解得
v ＝qBR m
A ．
2qBR m
，与结论不相符，选项A 错误； B ．qBR m ，与结论相符，选项B 正确； C ．
32qBR m
，与结论不相符，选项C 错误； D ．2qBR m
，与结论不相符，选项D 错误； 故选B 。

3．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 ．
4．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
75
a b B B = 故D 错误；
故选A 。

5．D
解析：D
【解析】
【详解】
AB ．由洛伦兹力充当向心力可知
2
v qvB m R
= 根据线速度和角速度关系可得
v R ω=
联立解得
=
qB m
ω 则可知，角速度与磁场成正比，故 12:1:2ωω=
故AB 错误；
CD ．粒子在两磁场中运动轨迹如图所示，粒子在两磁场中转过的圆心角均为120︒，由2π=m T qB
可知，粒子在I 中的周期为II 中周期的2倍；则由 360t T θ︒=
可知
12:2:1t t =
故C 错误，D 正确。

故选D 。

6．D 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 。

7．A
解析：A
【解析】
【分析】
【详解】
A ．磁感应强度反映磁场本身的性质，与放入磁场的电流元IL 、磁场力F 均无关，且
F B IL
=
是比值定义法定义的磁感应强度，体现B 由磁场本身决定，故A 错误，符合题意； BD ．人为引入的磁感线描述磁场的强弱和方向，磁感线在某点的切线方向表示磁场方向，磁感线的密度表示磁场的强弱，磁感线越密，磁感应强度越大，故BD 正确，不符题意； C ．磁场中各点磁感应强度的大小和方向是一定的，是由磁场本身因素决定的，而与检验电流I 无关，故C 正确，不符题意。

本题选错误的，故选A 。

8．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。

9．D
解析：D
【解析】
【分析】
【详解】
A．根据图甲中电源的正负极判断在液体中形成的电流方向为正极导线指向负极导线，磁场方向从下向上，根据左手定则可知，从上往下看，液体沿逆时针方向旋转，A错误；B．如果改变电源的正负极，液体中电流的方向反向，磁感线方向不变，则安培力方向改变，所以液体的旋转方向改变，B错误；
C．图乙中给装置通电，弹簧中每一圈的电流方向相同，因为同向电流相互吸引，所以弹簧缩短，脱离水银液面，弹簧中无电流，再次落下与水银接触，从而使弹簧上下振动；纯酒精不导电，所以接通电源后，弹簧中无电流，不会上下振动，C错误；
D．如果改变电源的正负极，根据C选项分析可知依然可以观察到弹簧不断上下振动，D 正确。

故选D。

10．B
解析：B
【解析】
【分析】
【详解】
A．小球受到重力、电场力和洛伦兹力作用，若速度大小变化，则洛伦兹力变化，合力变化，所以小球不可能做匀变速运动，故A错误；
B．小球向下偏转，则初始时刻合力一定向下，又因为一定是曲线运动，因此洛伦兹力方向一定变化，所以小球合力一定变化，一定做变加速运动，故B正确；
C．由于小球一定做变加速运动，由动量定理可知，小球的动量一定变化，故C错误；D．小球运动过程中电场力做负功，所以机械能减少，故D错误。

故选B。

11．A
解析：A
【解析】
【分析】
【详解】
在导线两侧取两小段，左边一小段所受的安培力方向垂直纸面向里，右侧一小段所受安培力的方向垂直纸面向外，从上往下看，知导线顺时针转动，当转动90度时，导线所受的安培力方向向下，所以导线的运动情况为，顺时针转动，同时下降。

故A正确，BCD错误。

故选A。

12．D
解析：D
【解析】
【分析】
考查带电粒子在匀强磁场中的运动。

【详解】
电子2以相同速率垂直磁场方向射入磁场，由带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半
径公式
mv
r
qB
=可知，两电子运动半径相同，由周期公式
2m
T
qB
π
=可知，周期也相同，由
几何关系可知，电子1运动的圆心角为π，电子2运动的圆心角为
3
π
，由时间
2
t T
θ
π
=
可得：
1
2
3
3
t
t
π
π
==
D正确。

故选D。

13．B
解析：B
【解析】
【分析】
【详解】
做出运动的轨迹图，可知速度的偏转角为
=45+90=135
θ
粒子在磁场中运动的时间为
1353π
3604
r
t T
v
==
故选B。

14．B
解析：B
【解析】
【分析】
【详解】
无限长直导线ab 、cd 、ef ，构成一个等边三角形，且三根导线中通以大小相等、方向如图所示的电流，O 为三角形的中心，且O 点磁感应强度大小为B 2，因为直导线ab 、cd 关于O 点对称，所以这两导线在O 点的磁场为零，则磁感应强度大小B 2是由直导线ef 产生的，而直导线ab 、ef 关于N 点对称，所以这两根直导线的磁场为零，因此N 点的磁感应强度大小为B 2。

因为M 点的磁感应强度为1ef cd ab B B B B =++，又因为2ef B B =，B ef 与B cd 大小相等．当撤去导线ab 中电流时，其余两根导线在N 点的磁感应强度大小为
()21132
cd ef B B B B -=
- 故B 正确，ACD 错误。

故选B 。

【点睛】 根据通电导线周围的磁场对称性、方向性，去确定合磁场大小．磁场的方向相同，则大小相加；方向相反的，大小相减。

15．C
解析：C
【解析】
【分析】
【详解】
在回旋加速器内加速有
2
v m qvB r
= 解得qBr v m =，可知最终的速度与荷质比有关，质子荷质比为1，氚核荷质比为13
，能把氚核加速到的速度为
3v ，C 正确。

故选C 。

16．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．
17．B
解析：B
【解析】
【分析】
【详解】
AB ．粒子在磁场中的轨道半径
mv R qB
= 可知速度越快的粒子，轨道半径越大，因此c 粒子速率最大，a 粒子速率最小，B 正确，A 错误；
D ．粒子在磁场中运动的周期
2m T qB
π= 只与比荷有关，与粒子运动速度无关，因此a b c T T T ==，D 错误；
C ．由于运动周期相同，因此粒子在磁场中运动的时间由偏转角决定，偏转角越大，运动时间越长，由图可知，a 粒子在磁场中偏转角最大，运动时间最长，C 错误。

故选B 。

18．B
解析：B
【解析】
【详解】
由题意：a 在纸面内做匀速圆周运动，所以a m g qE =；b 在纸面内向右做匀速直线运动，所以b m g qE Bqv =+ ；c 在纸面内向左做匀速直线运动所以c m g Bqv qE += ，根据公式
可解的：
b a
c m m m >>，故B 正确，ACD 错误． 19．B
解析：B
【解析】
【分析】
要知道环形电流的方向首先要知道地磁场的分布情况：地磁的南极在地理北极的附近，故右手的拇指必需指向南方，然后根据安培定则四指弯曲的方向是电流流动的方向从而判定环形电流的方向．
【详解】
地磁的南极在地理北极的附近，故在用安培定则判定环形电流的方向时右手的拇指必需指向南方；而根据安培定则：拇指与四指垂直，而四指弯曲的方向就是电流流动的方向，故四指的方向应该向西．故B 正确．
主要考查安培定则和地磁场分布，掌握安培定则和地磁场的分布情况是解决此题的关键所在．另外要掌握此类题目一定要乐于伸手判定．
20．D
解析：D
【解析】
【分析】
【详解】
A ．若射入速度选择器中的粒子带正电，根据左手定则知，带电粒子所受的洛伦兹力方向竖直向上，则电场力的方向竖直向下，知电场强度的方向竖直向下，所以速度选择器的1P 极板带正电，故A 错误；
B ．粒子在速度选择器中做匀速直线运动，洛伦兹力等于电场力，即有
1qvB qE =
所以能通过狭缝0S 的带电粒子的速率为
1
E v B =
故B 错误； C ．粒子在磁场中做半个匀速圆周运动，其运动时间为 122r r t v v
ππ== 由于三个粒子运动的半径不等，所以运动时间也不相等，故C 错误；
D 进入2B 磁场中的粒子速度是一定的，根据2
2mv qvB r
=可得 2mv r qB =
知r 越大，比荷q m
越小，粒子1的半径小于粒子2的半径，所以粒子1的比荷大于粒子2的比荷，故D 正确；
故选D 。

21．C
解析：C
【解析】
【分析】
左手定则的内容：伸开左手，使拇指与其余四指垂直，并且与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是安培力的方向．
【详解】
根据左手定则的内容知与磁场方向垂直的通电直导线，它受到的磁场作用力与电流方向垂直，与磁场方向垂直，故C 正确，ABD 错误．
解决本题的关键掌握左手定则判定安培力的方向，知道安培力垂直于电流方向与磁场方向构成的平面．
22．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：
2v 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。

23．A
解析：A
【解析】
画出粒子的运动轨迹如图，
则有t=1.5T ，则得23
T t =，由周期公式2m T qB π=得：223m t qB π=，解得，粒子的比荷3q m tB
π=，故A 正确． 点晴：带电粒子垂直射入磁场中，由洛伦兹力提供向心力而做匀速圆周运动，已知ab=bc=cd ，画出轨迹，可知时间t=1.5T ，求出周期，由周期公式2m T qB
π=求出比荷． 24．B
解析：B
【解析】
【详解】
AB ．根据CD 间存在电势差，之间就存在电场，电子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡，设霍尔元件的长宽高分别为a 、b 、c ，则有： U q qvB b
= I =nqvS =nqvbc
则：
CD BI U nqc
= n 由材料决定，故U 与材料有关；U 还与厚度c 成反比，与宽b 无关，同时还与磁场B 与电流I 有关，故A 错误、B 正确。

C ．根据左手定则，电子向C 侧面偏转，C 表面带负电，
D 表面带正电，所以D 表面的电势高，则U CD ＜0．故C 错误。

D ．在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，应将元件的工作面保持竖直，让磁场垂直通过。

故D 错误。

25．C
解析：C
【解析】
【分析】
【详解】
棒受力如图所示
则
sin (cos )BIL mg BIL θμθ=+
得
1(sin cos )30)3IL B mg mg
θμθθμ=-=- 所以C 正确，ABD 错误。

故选C 。