高考物理电磁学知识点之磁场解析含答案(7)

高考物理电磁学知识点之磁场解析含答案(7)
一、选择题
1．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
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．
2．2019年我国研制出了世界上最大的紧凑型强流质子回旋加速器，该回旋加速器是我国目前自主研制的能量最高的质子回旋加速器。

如图所示为回旋加速器原理示意图，现将两个相同的回旋加速器置于相同的匀强磁场中，接入高频电源。

分别加速氘核和氦核，下列说法正确的是（）
A．它们在磁场中运动的周期相同
B．它们的最大速度不相等
C．两次所接高频电源的频率不相同
D．仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能
3．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t 2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∶1
B ．ω1∶ω2＝2∶1
C ．t 1∶t 2＝1∶1
D ．t 1∶t 2＝2∶1
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．如图甲是磁电式电流表的结构图，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布。

线圈中a 、b 两条导线长度均为l ，未通电流时，a 、b 处于图乙所示位置，两条导线所在处的磁感应强度大小均为B 。

通电后，a 导线中电流方向垂直纸面向外，大小为I ，则（ ）
A ．该磁场是匀强磁场
B ．线圈平面总与磁场方向垂直
C ．线圈将逆时针转动
D ．a 导线受到的安培力大小始终为BI l
6．如图所示的圆形区域里匀强磁场方向垂直于纸面向里，有一束速率各不相同的质子自A 点沿半径方向射入磁场，则质子射入磁场的运动速率越大，
A．其轨迹对应的圆心角越大
B．其在磁场区域运动的路程越大
C．其射出磁场区域时速度的偏向角越大
D．其在磁场中的运动时间越长
7．如图，一带电粒子在正交的匀强电场和匀强磁场中做匀速圆周运动。

已知电场强度为E，方向竖直向下，磁感应强度为B，方向垂直于纸面向外。

粒子圆周运动的半径为R，若小球运动到最高点A时沿水平方向分裂成两个粒子1和2，假设粒子质量和电量都恰好均分，粒子1在原运行方向上做匀速圆周运动，半径变为3R，下列说法正确的是（）
A．粒子带正电荷
B．粒子分裂前运动速度大小为REB g
C．粒子2也做匀速圆周运动，且沿逆时针方向
D．粒子2做匀速圆周运动的半径也为3R
8．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
9．笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件．当显示屏开启时磁体远离霍尔元件，电脑正常工作：当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭，电脑进入休眠状态．如图所示，一块宽为a、长为c的矩形半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子，通入方向向右的电流时，电子的定向移动速度为 ．当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场中，于是元件的前、后表面间出现电压U，以此控制屏幕的熄灭．则元件的（）
A．前表面的电势比后表面的低
B ．前、后表面间的电压U 与 无关
C ．前、后表面间的电压U 与c 成正比
D ．自由电子受到的洛伦兹力大小为eU a 10．如图所示，在半径为R 的圆形区域内，有匀强磁场，磁感应强度为B ，方向垂直于圆平面（未画出）。

一群比荷为q m
的负离子以相同速率v 0（较大），由P 点在纸平面内向不同方向射入磁场中发生偏转后，又飞出磁场，最终打在磁场区域右侧足够大荧光屏上，离子重力不计。

则下列说法正确的是（ ）
A ．离子在磁场中的运动轨迹半径可能不相等
B ．由Q 点飞出的离子在磁场中运动的时间最长
C ．离子在磁场中运动时间一定相等
D ．沿PQ 方向射入的离子飞出时偏转角最大
11．如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场边界上，有两个质量、电荷量均相等的正、负离子（不计重力），从O 点以相同的速度射入磁场中，射入方向均与边界成θ角，则正、负离子在磁场中运动的过程，下列判断正确的是
A ．运动的轨道半径不同
B ．重新回到磁场边界时速度大小和方向都相同
C ．运动的时间相同
D ．重新回到磁场边界的位置与O 点距离不相等
12．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
2
R .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
13．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 =
14．如图所示是磁流体发电机的示意图，两平行金属板P 、Q 之间有一个很强的磁场。

一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）沿垂直于磁场的方向喷入磁场。

把P 、Q 与电阻R 相连接。

下列说法正确的是（ ）
A ．Q 板的电势高于P 板的电势
B ．R 中有由b 向a 方向的电流
C ．若只改变磁场强弱，R 中电流保持不变
D ．若只增大粒子入射速度，R 中电流增大
15．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 <<
16．电荷在磁场中运动时受到洛仑兹力的方向如图所示，其中正确的是（ ） A ． B ． C ． D ．
17．如图所示，在两个水平放置的平行金属板之间，存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场．一束带电粒子（不计重力）沿着直线通过两板间而不发生偏转，则这些粒子一定具有相同的（ ）
A ．质量m
B ．初速度v
C ．电荷量q
D ．比荷q m
18．我国探月工程的重要项目之一是探测月球32
He 含量。

如图所示，32He （2个质子和1个中子组成）和4
2He （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32
He 抵达照相底片上时留下的 19．下列说法正确的是（ ） A ．带电粒子只在电场力的作用下一定作匀变速直线运动
B．带电粒子在磁场中只受磁场力作用，一定作匀速圆周运动
C．带电粒子在重力、电场力、磁场力作用下不可能作匀速圆周运动
D．带电粒子在重力、电场力、磁场力作用下可以作匀速直线运动
20．如图所示，正方形区域内存在垂直纸面的匀强磁场。

一带电粒子垂直磁场边界从a点射入，从b点射出。

下列说法正确的是
A．粒子带正电
B．粒子在b点速率大于在a点速率
C．若仅减小磁感应强度，则粒子可能从b点右侧射出
D．若仅减小入射速率，则粒子在磁场中运动时间变短
21．如图所示，ab和cd是位于水平面内的平行金属轨道，轨道间距为l，其电阻可忽略不计。

ac之间连接一阻值为R的电阻。

ef为一垂直于ab和cd的金属杆，它与ab和cd接触良好并可沿轨道方向无摩擦地滑动，其电阻可忽略。

整个装置处在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，磁感应强度为B。

当施外力使杆ef以速度v向右匀速运动时，杆ef所受的安培力为（）
A． B． C． D．
22．如图所示，在威尔逊云雾室中，有垂直纸面向里的匀强磁场。

图中曲线ab，是一个垂直于磁场方向射入的带电粒子的径迹。

由于它在行进中使周围气体电离，其能量越来越小，电量保持不变，由此可知（）
A．粒子带负电，由a向b运动
B．粒子带负电，由b向a运动
C．粒子带正电，由a向b运动
D．粒子带正电，由b向a运动
23．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
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U下列说法正确的是
侧面会形成电势差.
CD
U仅与材料有关
A．电势差CD
U变大
B．仅增大磁感应强度时,电势差CD
U
C．若霍尔元件的载流子是自由电子,则电势差0
CD
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．如图所示，用一细线悬挂一根通电的直导线ab（忽略外围电路对导线的影响），放在螺线管正上方处于静止状态，与螺线管轴线平行，可以在空中自由转动，导线中的电流方向由a指向b。

现给螺线管两端接通电源后（螺线管左端接正极），关于导线的受力和运动情况，下列说法正确的是（）
A．在图示位置导线a、b两端受到的安培力方向相反导线ab始终处于静止
B．从上向下看，导线ab从图示位置开始沿逆时针转动
C．在图示位置，导线a、b两端受到安培力方向相同导线ab摆动
D．导线ab转动后，第一次与螺线管垂直瞬间，所受安培力方向向上
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一、选择题
1．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 。

2．A
解析：A
【解析】
【分析】
【详解】
A ．粒子在磁场中，洛伦兹力提供向心力，周期
2m T qB
π= 氘核和氦核的比荷相等，则两粒子在磁场中运动的周期相同，故A 正确；
C ．根据回旋加速器的工作原理可知，粒子在磁场中运动的频率等于高频电源的频率，故两次频率相同，故C 错误；
B ．根据
2
v qvB m R
= 可得最大速度
qBR v m
= 由于氘核和氦核比荷相同，因此它们的最大速度也相同，故B 错误；
D ．最大动能
222
2122k q B R E mv m
== 高频电源的频率与粒子最大动能无关，故D 错误。

故选A 。

3．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 。

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 。

5．D
解析：D 【解析】 【分析】
通过分析通电导线在磁场中的受力，了解磁电式电流表的工作原理。

【详解】
A ．该磁场是个辐向磁场，磁场方向与铁芯垂直，但不是匀强磁场，A 错误；
B ．由于是辐向磁场，线圈平面与磁场方向始终平行，B 错误；
C ．根据左手定则，在图中位置，a 导线受力向上，b 边受力向下，线圈将顺时针方向转动，C 错误；
D ．由于在转动过程中，a 导线始终与磁场垂直，因此受到安培力大小始终为BIl ，D 正确。

故选D 。

6．B
解析：B 【解析】
试题分析：设磁场区域半径为R ，轨迹的圆心角为α，如图示：
粒子在磁场中运动的时间为，而轨迹半径，而，粒子
速度越大，则r 越大，α越小（与射出磁场时的速度偏向角相等），t 越小，故B 对． 考点： 带电粒子在匀强磁场中的运动．
【名师点睛】带电粒子在有界磁场中的常用几何关系
（1）四个点：分别是入射点、出射点、轨迹圆心和入射速度直线与出射速度直线的交点． （2）三个角：速度偏转角、圆心角、弦切角，其中偏转角等于圆心角，也等于弦切角的2倍．
7．C
解析：C 【解析】 【详解】
A ．带电粒子在正交的匀强电场和匀强磁场中做匀速圆周运动，电场力和重力平衡，即有
qE mg =
电场力方向与电场方向相反，所以粒子带负电，故A 错误；
B ．由于分裂前粒子做圆周运动的半径为R ，根据洛伦兹力提供向心力可得
2
mv qvB R
= 可得
qBR
v m
=
其中
q g m E
= 解得
RgB
v E
=
故B 错误；
CD ．由于电荷量和质量均减半，所以两个粒子受到的电场力和重力仍相等，所以粒子2也做匀速圆周运动；分裂前根据洛伦兹力提供向心力可知粒子沿逆时针方向运动，分裂后粒子1仍逆时针方向运动，所以粒子1在原运行方向上做匀速圆周运动，由于半径变为3R ，所以粒子1的速度为分裂前速度的3倍，根据动量守恒定律可知
2322m m mv v v =
+ 解得分裂后粒子2的速度为
2v v =-
根据左手定则可知粒子2也沿逆时针方向做匀速圆周运动，分裂后粒子2的速度小于粒子1的速度，粒子2做匀速圆周运动的半径小于3R ，故C 正确，D 错误； 故选C 。

8．B
解析：B 【解析】
【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 。

9．D
解析：D 【解析】 【详解】
由图知电流从左向右流动，因此电子的运动方向为从右向左，根据左手定则可知电子偏转到后面表，因此前表面的电势比后表面的高，故A 错误，电子在运动过程中洛伦兹力和电场力平衡，有=,=U F evB F eE e
a =洛电，故=U F e a 洛，故D 正确，由U
evB e a
=则电压U avB =，故前后表面的电压与速度有关，与a 成正比，故BC 错误．
10．B
解析：B 【解析】 【分析】 【详解】
A ．离子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得
2mv qvB r
=
解得
mv r qB
=
因粒子的速率相同，比荷相同，故半径一定相同，故A 错误；
BD ．由圆的性质可知，轨迹圆（离子速率较大，半径较大）与磁场圆相交，当轨迹圆的弦长最大时偏向角最大，最长弦长为PQ ，故由Q 点飞出的粒子圆心角最大，所对应的时间最长，故B 正确，D 错误；
C ．设粒子轨迹所对应的圆心角为θ，则粒子在磁场中运动的时间为
2t T θπ
=
其中
2m
T qB
π=
所有粒子的运动周期相等，由于离子从圆上不同点射出时，轨迹的圆心角不同，所以离子在磁场中运动时间不同，故C 错误。

故选B 。

11．B
解析：B 【解析】 【分析】
由题正负离子的质量与电量相同，进入同一磁场做匀速圆周运动的周期相同，根据偏向角的大小分析运动时间的长短．由牛顿第二定律研究轨道半径．根据圆的对称性，分析离子重新回到边界时速度方向关系和与O 点距离． 【详解】
A ．根据牛顿第二定律得
2
v qvB m r
=
得
mv r qB
=
由题q 、v 、B 大小均相同，则r 相同，故A 错误；
B ．正负离子在磁场中均做匀速圆周运动，速度沿轨迹的切线方向，根据圆的对称性可知，重新回到边界时速度大小与方向相同，故B 正确．
C ．粒子在磁场中运动周期为
2m
T qB
π=
则知两个离子圆周运动的周期相等．根据左手定则分析可知，正离子逆时针偏转，负离子顺时针偏转，重新回到边界时正离子的速度偏向角为22πθ-，轨迹的圆心角也为
22πθ-，运动时间
1222t T πθ
π-=
同理，负离子运动时间
222t T θπ
=
显然时间不等，故C 错误；
D ．根据几何知识得知重新回到边界的位置与O 点距离
2sin S r θ=
r θ、相同，则S 相同，故D 错误． 故选B 。

12．B
解析：B 【解析】 【分析】 【详解】
带电粒子从距离ab 为
2
R
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 。

13．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 。

14．D
解析：D 【解析】 【详解】
AB ．等离子体进入磁场，根据左手定则可知正电荷向上偏，打在上极板上；负电荷向下偏，打在下极板上；所以上极板带正电，下极板带负电，则P 板的电势高于Q 板的电势，流过电阻电流方向由a 到b ；故A 错误，B 错误； C ．根据稳定时电场力等于磁场力即：
U
q
qvB d
= 则有：
U Bdv =
再由欧姆定律：
U Bdv
I R r R r
=
=++ 电流与磁感应强度成正比，改变磁场强弱，R 中电流也改变；故C 错误； D ．由上分析可以知道，若只增大粒子入射速度，R 中电流也会增大；故D 正确。

故选D 。

15．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 。

16．A
解析：A 【解析】 【分析】 【详解】
根据左手定则得，A 选项洛伦兹力方向竖直向下，B 选项洛伦兹力方向竖直向下，C 选项不受洛伦兹力，D 选项洛伦兹力方向垂直纸面向外．故A 正确，BCD 错误．故选A ． 【点睛】
解决本题的关键掌握左手定则判定电荷在磁场中运动速度、磁场和电荷受到洛仑兹力三者之间的方向关系．
17．B
解析：B
【解析】一束带电粒子（不计重力）沿着直线穿过两板间的空间而不发生偏转，知粒子受
电场力和洛伦兹力平衡，有： qvB qE =，因为B 与E 是确定的，所以E
v B
=，知粒子的速度相同，所以B 正确的，A ，C ，D 错误．故选B ．
【点睛】解决本题的关键知道速度选择器选择粒子，通过平衡知，选择的粒子与粒子的电量、电性无关．
18．D
解析：D 【解析】 【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 。

19．D
解析：D 【解析】 【分析】 【详解】
A ．若带电粒子初速度与电场力不在一条直线上，只在电场力的作用下，做曲线运动，故A 错误；
B ．带电粒子在磁场中只受磁场力作用，如果磁场力不恒定，则不一定作匀速圆周运动 ，故B 错误；
C ．带电粒子在重力、电场力、磁场力作用下时，若磁场力恒定，且重力与电场力平衡，带电粒子可能作匀速圆周运动 ，故C 错误；
D ．带电粒子在重力、电场力、磁场力作用下，若这三个力平衡，合力为0，则带电粒子可以作匀速直线运动，故D 正确； 故选D 。

20．C
解析：C 【解析】 【详解】
由左手定则确粒子的电性，由洛伦兹力的特点确定粒子在b 、a 两点的速率，根据
2
v qvB m r
=确定粒子运动半径和运动时间。

由题可知，粒子向下偏转，根据左手定则，所以粒子应带负电，故A 错误；由于洛伦兹力不做功，所以粒子动能不变，即粒子在b 点速率与a 点速率相等，故B 错误；若仅减小磁
感应强度，由公式2
v qvB m r
=得：mv r qB =，所以磁感应强度减小，半径增大，所以粒子
有可能从b 点右侧射出，故C 正确，若仅减小入射速率，粒子运动半径减小，在磁场中运动的偏转角增大，则粒子在磁场中运动时间一定变长，故D 错误。

21．B
解析：B
【解析】当杆ef 以速度v 向右匀速运动时，产生的感应电动势为
，感应电流为
，杆ef 受到的安培力，联立解得
，B 正确．
22．A
解析：A
【解析】据题意，带电粒子沿垂直于磁场方向射入匀强磁场，粒子的能量逐渐减小，速度减小，则由公式得知，粒子的轨迹半径逐渐减小，由图看出，粒子的运动方向是从
a 向
b 运动。

在a 处，粒子所受的洛伦兹力斜右下方，由左手定则判断可知，该粒子带负
电，A 正确．
23．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。