五年（2020-2024）高考物理真题分类汇编 专题06 电场与磁场（解析版）

2020-2024年五年高考真题分类汇编PAGEPAGE1专题06电场与磁场1.考情分析考点要求考题统计电场2024•浙江•高考真题、2024•浙江•高考真题、2024•浙江•高考真题、2023•浙江•高考真题、2023•浙江•高考真题、2023•浙江•高考真题、2022•浙江•高考真题、2022•浙江•高考真题、2022•浙江•高考真题、2021•浙江•高考真题、2021•浙江•高考真题、2021•浙江•高考真题、2021•浙江•高考真题、2020•浙江•高考真题、2020•浙江•高考真题、2020•浙江•高考真题、2020•浙江•高考真题、磁场2024•浙江•高考真题、2023•浙江•高考真题、2023•浙江•高考真题、2022•浙江•高考真题、2022•浙江•高考真题、2021•浙江•高考真题、2021•浙江•高考真题、2020•浙江•高考真题、2020•浙江•高考真题、2.试题情境：①人体带电头发散开，尖端放电，避雷针，静电吸附，直线加速器，示波器，静电加速器。（如2023·浙江1月选考·T12）②生活和科技、地磁场、电磁炮、回旋加速器、质谱仪、速度选择器、磁流体发电机、霍尔元件等3.常见问题模型：①观察静电感应现象，探究电荷间的作用力的影响因素，库仑扭秤实验，模拟电场线，观察电容器的充、放电现象。（如2024·浙江1月选考·T16－Ⅱ，2023·浙江6月选考·T12，2023·浙江6月选考·T8，2020·浙江7月选考·T6）②通电导线在安培力作用下的平衡与加速问题3.命题方向：本章是高考的重点、热点和难点，涵盖了多个知识点。电势高低与电势能大小的判断、磁场的性质、安培定则、安培力的分析和计算均是高考命题的热点4.备考策略：在复习备考时需注意以下几点：①构建知识体系，透析电场和磁场的规律。以电场强度、电势、电势能、电势差、电场力做功，以及磁场性质、安培力、洛伦兹力等基本概念为入手点，夯实基础，掌握基本模型。②前后联系，归纳方法。善于利用类比法把复杂、抽象的电场和磁场问题转化为较熟悉的力学问题，掌握对称法、等效法、微元法、挖补法等解题方法，学会解决静电场和磁场的综合问题。③重视基础知识。加强对安培定则、安培力、洛伦兹力、带电粒子在磁场中的匀速圆周运动等基本概念和规律的复习和训练。④注意思维训练。磁场问题涉及的模型常以空间立体形式出现，加强立体空间图形的转化能力训练，熟悉常见磁场的磁感线立体分布图和平面分布情况，并善于将相关三维问题转化为二维平面问题。⑤勤练解题技能。作图是解决磁场问题的关键点，加强训练，培养数形结合能力，运用动态放缩圆、定点旋转圆、圆平移、圆对称等几何知识解决带电粒子在有界磁场中的运动及临界、多解问题。⑥关注科技前沿。了解电场和磁场知识在科技、生活、生产中的应用，理论联系实际，提高解决综合问题的能力。考点01电场1．（2024·浙江·高考真题）如图所示空间原有大小为E、方向竖直向上的匀强电场，在此空间同一水平面的M、N点固定两个等量异种点电荷，绝缘光滑圆环ABCD垂直MN放置，其圆心O在MN的中点，半径为R、AC和BD分别为竖直和水平的直径。质量为m、电荷量为+q的小球套在圆环上，从A点沿圆环以初速度v0做完整的圆周运动，则（）A．小球从A到C的过程中电势能减少B．小球不可能沿圆环做匀速圆周运动C．可求出小球运动到B点时的加速度D．小球在D点受到圆环的作用力方向平行MN【考点】等量异种电荷连线中垂线和连线上的电场强度分布图像

带电物体（计重力）在匀强电场中的圆周运动【答案】C【详析】A．根据等量异种点电荷的电场线特点可知，圆环所在平面为等势面，匀强电场方向竖直向上，则小球从A到C的过程电势增加，电势能增加；故A错误；B．当场强满足时，小球运动时受到的向心力大小不变，可沿圆环做匀速圆周运动，故B错误；C．根据动能定理可求出小球到B点时的速度，根据可得小球的向心加速度，再根据牛顿第二定律可得小球的切向加速度，再根据矢量合成可得B点的加速度为故C正确；D．小球在D点受到圆环指向圆心的力提供向心力，故小球在D点受到圆环的作用力方向不平行MN，故D错误。故选C。2．（2024·浙江·高考真题）图示是“研究电容器两极板间距对电容大小的影响”实验，保持电荷量不变，当极板间距增大时，静电计指针张角增大，则（）A．极板间电势差减小 B．电容器的电容增大C．极板间电场强度增大 D．电容器储存能量增大【考点】电容器与验电器组合的动态分析【答案】D【详析】AB．根据，可得当极板间距增大时电容减小，由于电容器的带电量不变，故极板间电势差增大，故AB错误；C．根据得故场强不变，故C错误；D．移动极板的过程中要克服电场力做功，故电容器储存能量增大，故D正确。故选D。3．（2024·浙江·高考真题）如图所示，金属极板M受到紫外线照射会逸出光电子，最大速率为。正对M放置一金属网N，在M、N之间加恒定电压U。已知M、N间距为d（远小于板长），电子的质量为m，电荷量为e，则（）A．M、N间距离增大时电子到达N的动能也增大B．只有沿x方向逸出的电子到达N时才有最大动能C．电子从M到N过程中y方向位移大小最大为D．M、N间加反向电压时电流表示数恰好为零【考点】带电粒子在匀强电场中做类抛体运动的相关计算

光电子的最大初速度

遏止电压的本质及其决定因素【答案】C【详析】AB．根据动能定理，从金属板M上逸出的光电子到到达N板时则到达N板时的动能为与两极板间距无关，与电子从金属板中逸出的方向无关，选项AB错误；C．平行极板M射出的电子到达N板时在y方向的位移最大，则电子从M到N过程中y方向最大位移为，解得选项C正确；D．M、N间加反向电压电流表示数恰好为零时，则解得选项D错误。故选C。4．（2023·浙江·高考真题）AB、CD两块正对的平行金属板与水平面成30°角固定，竖直截面如图所示。两板间距10cm，电荷量为、质量为的小球用长为5cm的绝缘细线悬挂于A点。闭合开关S，小球静止时，细线与AB板夹角为30°；剪断细线，小球运动到CD板上的M点（未标出），则（

）

A．MC距离为 B．电势能增加了C．电场强度大小为 D．减小R的阻值，MC的距离将变大【考点】利用功能关系计算电场力做的功及电势能的变化

带电物体（计重力）在匀强电场中的直线运动

带电物体（计重力）在电场中的平衡问题【答案】B【详析】A．根据平衡条件和几何关系，对小球受力分析如图所示

根据几何关系可得联立解得剪断细线，小球做匀加速直线运动，如图所示

根据几何关系可得故A错误；B．根据几何关系可得小球沿着电场力方向的位移与电场力方向相反，电场力做功为则小球的电势能增加，故B正确；C．电场强度的大小故C错误；D．减小R的阻值，极板间的电势差不变，极板间的电场强度不变，所以小球的运动不会发生改变，MC的距离不变，故D错误。故选B。5．（2023·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（）

A． B． C． D．【考点】电场强度的定义和单位【答案】A【详析】带电粒子在电场中做匀速圆周运动，电场力提供向心力，则有，联立可得故选A。6．（2023·浙江·高考真题）如图所示，示波管由电子枪竖直方向偏转电极YY′、水平方向偏转电极XX′和荧光屏组成。电极XX′的长度为l、间距为d、极板间电压为U，YY′极板间电压为零，电子枪加速电压为10U。电子刚离开金属丝的速度为零，从电子枪射出后沿OO′方向进入偏转电极。已知电子电荷量为e，质量为m，则电子（

）A．在XX′极板间的加速度大小为B．打在荧光屏时，动能大小为11eUC．在XX′极板间受到电场力的冲量大小为D．打在荧光屏时，其速度方向与OO′连线夹角α的正切【考点】示波器的相关计算【答案】D【详析】A．由牛顿第二定律可得，在XX′极板间的加速度大小A错误；B．电子电极XX′间运动时，有vx=axt，电子离开电极XX′时的动能为电子离开电极XX′后做匀速直线运动，所以打在荧光屏时，动能大小为，B错误；C．在XX′极板间受到电场力的冲量大小C错误；D．打在荧光屏时，其速度方向与OO′连线夹角α的正切D正确。故选D。7．（2022·浙江·高考真题）如图所示，带等量异种电荷的两正对平行金属板M、N间存在匀强电场，板长为L（不考虑边界效应）。t=0时刻，M板中点处的粒子源发射两个速度大小为v0的相同粒子，垂直M板向右的粒子，到达N板时速度大小为；平行M板向下的粒子，刚好从N板下端射出。不计重力和粒子间的相互作用，则（）A．M板电势高于N板电势B．两个粒子的电势能都增加C．粒子在两板间的加速度D．粒子从N板下端射出的时间【考点】带电粒子在电场中的电势能

零电势的选取与电势高低的判断

带电粒子在匀强电场中做类抛体运动的相关计算【答案】C【详析】A．由于不知道两粒子的电性，故不能确定M板和N板的电势高低，故A错误；B．根据题意垂直M板向右的粒子，到达N板时速度增加，动能增加，则电场力做正功，电势能减小；则平行M板向下的粒子到达N板时电场力也做正功，电势能同样减小，故B错误；CD．设两板间距离为d，对于平行M板向下的粒子刚好从N板下端射出，在两板间做类平抛运动，有，对于垂直M板向右的粒子，在板间做匀加速直线运动，因两粒子相同，在电场中加速度相同，有联立解得，故C正确，D错误；故选C。8．（2022·浙江·高考真题）某种气体—电子放大器的局部结构是由两块夹有绝缘介质的平行金属薄膜构成，其上存在等间距小孔，其中相邻两孔截面上的电场线和等势线的分布如图所示。下列说法正确的是（）A．a点所在的线是等势线B．b点的电场强度比c点大C．b、c两点间的电势差的值比a、c两点间的大D．将电荷沿图中的线从d→e→f→g移动时电场力做功为零【考点】根据电场线的疏密比较电场强弱

等势面与电场的关系【答案】C【详析】A．因上下为两块夹有绝缘介质的平行金属薄膜，则a点所在的线是电场线，选项A错误；B．因c处的电场线较b点密集，则c点的电场强度比b点大，选项B错误；C．因bc两处所处的线为等势线，可知b、c两点间的电势差的值比a、c两点间的大，选项C正确；D．因dg两点在同一电场线上，电势不相等，则将电荷沿图中的线从d→e→f→g移动时电场力做功不为零，选项D错误。故选C。9．（2022·浙江·高考真题）（多选）如图为某一径向电场的示意图，电场强度大小可表示为，a为常量。比荷相同的两粒子在半径r不同的圆轨道运动。不考虑粒子间的相互作用及重力，则（）A．轨道半径r小的粒子角速度一定小B．电荷量大的粒子的动能一定大C．粒子的速度大小与轨道半径r一定无关D．当加垂直纸面磁场时，粒子一定做离心运动【考点】带电粒子在点电荷电场中的运动

带电粒子在叠加场中做旋进运动【答案】BC【详析】A．根据电场力提供向心力可得解得可知轨道半径r小的粒子角速度大，故A错误；BC．根据电场力提供向心力可得解得又联立可得可知电荷量大的粒子的动能一定大，粒子的速度大小与轨道半径r一定无关，故BC正确；D．磁场的方向可能垂直纸面向内也可能垂直纸面向外，所以粒子所受洛伦兹力方向不能确定，粒子可能做离心运动，也可能做近心运动，故D错误。故选BC。10．（2021·浙江·高考真题）某书中有如图所示的图，用来表示横截面是“<”形导体右侧的电场线或等势面，其中a、b是同一条实线上的两点，c是另一条实线上的一点，d是导体尖角右侧表面附近的一点。下列说法正确的是（）A．实线表示电场线B．离d点最近的导体表面电荷密度最大C．“<”形导体右侧表面附近电场强度方向均相同D．电荷从a点到c点再到b点电场力做功一定为零【考点】静电感应现象、等势体【答案】D【详析】A．处于静电平衡的导体，是个等势体，则整个导体为等势体，由于电场线方向总是与等势面垂直，所以实线不是电场线，是等势面，则A错误；B．根据等势面的疏密表示场强的强弱，则d点的场强较弱，并且电场强度越大的地方电荷密度越大，所以B错误；C．在“<”形导体右侧表面上下部分附近电场强度方向不相同，所以C错误；D．由于a、b在同一等势面上，则电荷从a点到c点再到b点电场力做功一定为零，所以D正确；故选D。11．（2021·浙江·高考真题）如图所示，在火箭发射塔周围有钢铁制成的四座高塔，高塔的功能最有可能的是（）A．探测发射台周围风力的大小 B．发射与航天器联系的电磁波C．预防雷电击中待发射的火箭 D．测量火箭发射过程的速度和加速度【考点】静电的利用和防止【答案】C【详析】在火箭发射塔周围有钢铁制成的四座高塔，因铁制的高塔有避雷作用，其功能是预防雷电击中发射的火箭。故选C。12．（2021·浙江·高考真题）据《自然》杂志2021年5月17日报道，中国科学家在稻城“拉索”基地（如图）探测到迄今为止最高能量的射线，能量值为，即（）A． B． C． D．【考点】电势能的概念及其相对性【答案】D【详析】故选D。13．（2021·浙江·高考真题）如图所示是某一带电导体周围的电场线与等势面，A、C是同一等势面上的两点，B是另一等势面上的一点。下列说法正确的是（）A．导体内部的场强左端大于右端 B．A、C两点的电势均低于B点的电势C．B点的电场强度大于A点的电场强度 D．正电荷从A点沿虚线移到B点的过程中电场力做正功，电势能减小【考点】导体处于静电平衡状态时内外电场及电荷的分布规律【答案】D【详析】A．带电导体处于静电平衡状态，导体内部的场强处处为0，导体表面为等势面，整个导体为一个等势体，A错误；B．沿电场线方向电势降低，所以A、C两点的电势大于B点的电势，B错误；C．电场线的疏密程度表示电场强度的弱强，所以B点的电场强度小于A点的电场强度，C错误；D．根据可知，正电荷从高电势A点沿虚线移动到低电势B点，电势能减小，电场力做正功，D正确。故选D。14．（2020·浙江·高考真题）空间P、Q两点处固定电荷量绝对值相等的点电荷，其中Q点处为正电荷，P、Q两点附近电场的等势线分布如图所示，a、b、c、d、e为电场中的5个点，设无穷远处电势为0，则（）A．e点的电势大于0B．a点和b点的电场强度相同C．b点的电势低于d点的电势D．负电荷从a点移动到c点时电势能增加【考点】根据电场线的疏密比较电场强弱

带电粒子在电场中的电势能

带电体周围的电势分布

等量异种电荷连线中垂线和连线上的电势分布图像【答案】D【详析】A．根据电场线与等势面垂直关系，可判断P点处为负电荷，无穷远处电势为0，e点在PQ连线的中垂线上，则，A错误；B．a、b两点电场强度大小相同，方向不同，则a、b两点电场强度不同，B错误；C．因b点所在等势面的电势高于d点所在等势面的电势，可知b点电势高于d点，即，C错误；D．由，负电荷从a到c电场力做负功，电势能增加，D正确。故选D。15．（2020·浙江·高考真题）如图所示，一质量为m、电荷量为（）的粒子以速度从连线上的P点水平向右射入大小为E、方向竖直向下的匀强电场中。已知与水平方向成45°角，粒子的重力可以忽略，则粒子到达连线上的某点时（）A．所用时间为B．速度大小为C．与P点的距离为D．速度方向与竖直方向的夹角为30°【考点】带电粒子在匀强电场中做类抛体运动的相关计算【答案】C【详析】A．粒子在电场中做类平抛运动，水平方向竖直方向由可得故A错误；B．由于故粒子速度大小为故B错误；C．由几何关系可知，到P点的距离为故C正确；D．由于平抛推论可知，，可知速度正切可知速度方向与竖直方向的夹角小于30°，故D错误。故选C。16．（2020·浙江·高考真题）如图所示，在倾角为的光滑绝缘斜面上固定一个挡板，在挡板上连接一根劲度系数为的绝缘轻质弹簧，弹簧另一端与A球连接。A、B、C三小球的质量均为M，，，当系统处于静止状态时，三小球等间距排列。已知静电力常量为k，则（

）A．B．弹簧伸长量为C．A球受到的库仑力大小为2MgD．相邻两小球间距为【考点】带电小球的平衡问题【答案】A【详析】AD．三小球间距均相等，对C球受力分析可知C球带正电，根据平衡条件：对B小球受力分析，根据平衡条件：两式联立解得：，，故A正确，D错误；B．对A、B、C三小球整体受力分析，根据平衡条件：弹簧伸长量：，故B错误；C．对A球受力分析，根据平衡条件：解得A球受到的库仑力为：故选A．17．（2020·浙江·高考真题）如图所示，电子以某一初速度沿两块平行板的中线方向射入偏转电场中，已知极板长度l，间距d，电子质量m，电荷量e。若电子恰好从极板边缘射出电场，由以上条件可以求出的是（

）A．偏转电压 B．偏转的角度 C．射出电场速度 D．电场中运动的时间【考点】带电粒子在匀强电场中做类抛体运动的相关计算

带电粒子离开匀强电场时方向的反向延长线经过极板中点【答案】B【详析】AD．粒子在平行板电容器中做以初速度做类平抛运动，分解位移：，电场力提供加速度：极板间为匀强电场，偏转电压和电场强度满足：联立方程可知偏转位移满足：结合上述方程可知，由于初速度未知，所以偏转电压和电场中运动的时间无法求出，故AD错误；BC．偏转的角度满足：解得：；初速度未知，粒子飞出电场时的竖直方向速度无法求出，所以粒子射出电场的速度无法求出，故B正确，C错误。故选B．考点02磁场18．（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【考点】磁感线的概念与特征

磁电式电流表的原理

左手定则的内容及简单应用【答案】A【详析】A．由左手定则可知，图示左侧通电导线受到安培力向下，选项A正确；

B．a、b两点的磁感应强度大小相同，但是方向不同，选项B错误；C．磁感线是闭合的曲线，则圆柱内的磁感应强度不为零，选项C错误；D．因c点处的磁感线较d点密集，可知c点的磁感应强度大于d点的磁感应强度，选项D错误。故选A。19．（2023·浙江·高考真题）如图所示，质量为M、电阻为R、长为L的导体棒，通过两根长均为l、质量不计的导电细杆连在等高的两固定点上，固定点间距也为L。细杆通过开关S可与直流电源或理想二极管串接。在导体棒所在空间存在磁感应强度方向竖直向上、大小为B的匀强磁场，不计空气阻力和其它电阻。开关S接1，当导体棒静止时，细杆与竖直方向的夹角固定点；然后开关S接2，棒从右侧开始运动完成一次振动的过程中（

）

A．电源电动势 B．棒消耗的焦耳热C．从左向右运动时，最大摆角小于 D．棒两次过最低点时感应电动势大小相等【考点】安培力的计算式及简单应用

计算导轨切割磁感线电路中产生的热量【答案】C【详析】A．当开关接1时，对导体棒受力分析如图所示

根据几何关系可得解得根据欧姆定律解得故A错误；根据右手定则可知导体棒从右向左运动时，产生的感应电动势与二极管正方向相同，部分机械能转化为焦耳热；导体棒从左向右运动时，产生的感应电动势与二极管相反，没有机械能损失B．若导体棒运动到最低点时速度为零，导体棒损失的机械能转化为焦耳热为根据楞次定律可知导体棒完成一次振动速度为零时，导体棒高度高于最低点，所以棒消耗的焦耳热故B错误；C．根据B选项分析可知，导体棒运动过程中，机械能转化为焦耳热，所以从左向右运动时，最大摆角小于，故C正确；D．根据B选项分析，导体棒第二次经过最低点时的速度小于第一次经过最低点时的速度，根据可知棒两次过最低点时感应电动势大小不相等，故D错误。故选C。20．（2023·浙江·高考真题）某兴趣小组设计的测量大电流的装置如图所示，通有电流I的螺绕环在霍尔元件处产生的磁场，通有待测电流的直导线垂直穿过螺绕环中心，在霍尔元件处产生的磁场。调节电阻R，当电流表示数为时，元件输出霍尔电压为零，则待测电流的方向和大小分别为（）A．， B．，C．， D．，【考点】直线电流周围的磁场

环形电流和通电螺线管周围的磁场

霍尔效应的原理【答案】D【详析】根据安培定则可知螺绕环在霍尔元件处产生的磁场方向向下，则要使元件输出霍尔电压为零，直导线在霍尔元件处产生的磁场方向应向上，根据安培定则可知待测电流的方向应该是；元件输出霍尔电压为零，则霍尔元件处合场强为0，所以有解得故选D。21．（2022·浙江·高考真题）如图所示，将一通电螺线管竖直放置，螺线管内部形成方向竖直向上、磁感应强度大小B=kt的匀强磁场，在内部用绝缘轻绳悬挂一与螺线管共轴的金属薄圆管，其电阻率为、高度为h、半径为r、厚度为d（d≪r），则（）A．从上向下看，圆管中的感应电流为逆时针方向B．圆管的感应电动势大小为C．圆管的热功率大小为D．轻绳对圆管的拉力随时间减小【考点】通电导线在磁场中的作用力方向

增反减同

已知磁感应强度随时间的变化的关系式求电动势【答案】C【详析】A．穿过圆管的磁通量向上逐渐增加，则根据楞次定律可知，从上向下看，圆管中的感应电流为顺时针方向，选项A错误；B．圆管的感应电动势大小为选项B错误；C．圆管的电阻圆管的热功率大小为选项C正确；D．根据左手定则可知，圆管中各段所受的受安培力方向指向圆管的轴线，则轻绳对圆管的拉力的合力始终等于圆管的重力，不随时间变化，选项D错误。故选C。22．（2022·浙江·高考真题）利用如图所示装置探究匀强磁场中影响通电导线受力的因素，导线垂直匀强磁场方向放置。先保持导线通电部分的长度L不变，改变电流I的大小，然后保持电流I不变，改变导线通电部分的长度L，得到导线受到的安培力F分别与I和L的关系图象，则正确的是（）A． B．C． D．【考点】安培力的计算式及简单应用【答案】B【详析】根据F=BIL可知先保持导线通电部分的长度L不变，改变电流I的大小，则F—I图象是过原点的直线。同理保持电流I不变，改变通过电部分的长度L，则F-L图象是过原点的直线。故选B。23．（2021·浙江·高考真题）如图所示是通有恒定电流的环形线圈和螺线管的磁感线分布图。若通电螺线管是密绕的，下列说法正确的是（）A．电流越大，内部的磁场越接近匀强磁场B．螺线管越长，内部的磁场越接近匀强磁场C．螺线管直径越大，内部的磁场越接近匀强磁场D．磁感线画得越密，内部的磁场越接近匀强磁场【考点】环形电流和通电螺线管周围的磁场【答案】B【详析】根据螺线管内部的磁感线分布可知，在螺线管的内部，越接近于中心位置，磁感线分布越均匀，越接近两端，磁感线越不均匀，可知螺线管越长，内部的磁场越接近匀强磁场。故选B。28．（2021·浙江·高考真题）（多选）如图所示，有两根用超导材料制成的长直平行细导线a、b，分别通以和流向相同的电流，两导线构成的平面内有一点p，到两导线的距离相等。下列说法正确的是（）A．两导线受到的安培力B．导线所受的安培力可以用计算C．移走导线b前后，p点的磁感应强度方向改变D．在离两导线所在的平面有一定距离的有限空间内，不存在磁感应强度为零的位置【考点】两根通电导线之间的作用力方向【答案】BCD【详析】A．两导线受到的安培力是相互作用力，大小相等，故A错误；B．导线所受的安培力可以用计算，因为磁场与导线垂直，故B正确；C．移走导线b前，b的电流较大，则p点磁场方向与b产生磁场方向同向，向里，移走后，p点磁场方向与a产生磁场方向相同，向外，故C正确；D．在离两导线所在的平面有一定距离的有限空间内，两导线在任意点产生的磁场均不在同一条直线上，故不存在磁感应强度为零的位置。故D正确。故选BCD。24．（2020·浙江·高考真题）特高压直流输电是国家重点能源工程。如图所示，两根等高、相互平行的水平长直导线分别通有方向相同的电流和，。a、b、c三点连线与两根导线等高并垂直，b点位于两根导线间的中点，a、c两点与b点距离相等，d点位于b点正下方。不考虑地磁场的影响，则（）A．b点处的磁感应强度大小为0B．d点处的磁感应强度大小为0C．a点处的磁感应强度方向竖直向下D．c点处的磁感应强度方向竖直向下【考点】磁感应强度的矢量性与叠加

直线电流周围的磁场【答案】C【详析】A．通电直导线周围产生磁场方向由右手螺旋定则判断，在b点产生的磁场方向向上，在b点产生的磁场方向向下，因为即则在b点的磁感应强度不为零，故A错误；B．由于可知电流产生的磁场在d处的磁感应强度大，则d点处的磁场磁感应强度不可能为零，故B错误；C．由右手螺旋定则可知，两电流产生的磁场在a处都是竖直向下，则两电流的合磁场在a处方向竖直向下，故C正确；D．由右手螺旋定则可知，两电流产生的磁场在c处都是竖直向上，则两电流的合磁场在c处方向竖直向上，故D错误。故选C。25．（2020·浙江·高考真题）如图所示，在光滑绝缘水平面上，两条固定的相互垂直彼此绝缘的导线通以大小相同的电流I。在角平分线上，对称放置四个相同的正方形金属框。当电流在相同时间间隔内增加相同量，则（）A．1、3线圈静止不动，2、4线圈沿着对角线向内运动B．1、3线圈静止不动，2、4线圈沿着对角线向外运动C．2、4线圈静止不动，1、3线圈沿着对角线向内运动D．2、4线圈静止不动，1、3线圈沿着对角线向外运动【考点】两根通电导线之间的作用力方向【答案】B【详析】先对1和3线圈进行分析，根据安培定则画出直流导线在线框中的磁场方向：电流大小相等，线圈关于两导线对称，所以线圈中的磁通量为0，电流增大时，根据楞次定律可知线圈中无感应电流，不受安培力，所以1和3线圈静止不动；再对2和4线圈进行分析，根据安培定则画出直流导线在线圈中的磁场方向：电流增大，根据楞次定律判断感应电流方向（如图所示），靠近直流导线的线圈导体周围磁感应强度较大，因此受力起主要作用，根据左手定则判断安培力的方向（如图所示），根据力的合成可知2、4线圈沿着对角线向外运动，故B正确，ACD错误。故选B．考点01电场1．（2024·浙江金华·三模）如图甲所示，a、b是两个等量同种正电荷的连线上关于O点对称的两点，与此类似，两根相互平行的长直导线垂直纸面通过M、N两点，两导线中通有等大反向的恒定电流，c、d同样关于中心点对称，忽略其他作用力作用，下列说法正确的是（  ）A．a与b两点的电场强度相同B．O点电场强度为零，点磁感应强度也为零C．M导线与N导线有相互靠近的趋势D．在O点给质子一个向上的初速度，质子会向上做直线运动且速度在增加，加速度先增加后减少【考点】电场强度的叠加法则

等量同种电荷连线中垂线和连线上的电场强度分布图像

磁感应强度的矢量性与叠加

两根通电导线之间的作用力方向【答案】D【详析】A．a与b两点的电场强度等大反向，故A错误；B．O点电场强度为零，根据安培定则，点磁感应强度方向向下，不为零，故B错误；C．两导线中电流方向相反，有相互远离的趋势，故C错误；D．根据矢量叠加原理，沿O点垂直于两电荷连线向上方向电场强度先增大后减小，所以在O点给质子一个向上的初速度，质子会向上做直线运动且速度在增加，加速度先增加后减少，故D正确。故选D。2．（2024·浙江温州·三模）如图所示在竖直y轴上固定两个点电荷，电荷量为+Q的点电荷在2y0处、电荷量为-4Q的点电荷在3y0处。将质量为m、电荷量为+q的小球从坐标原点O静止释放，经过A点后，能到达最低点B。以y0处为电势能零点、2y0处为重力势能零点，小球可视为点电荷。小球在此运动过程中的重力势能、机械能、动能及电势能随y变化的图像可能正确的是（）A． B．C． D．【考点】利用功能关系计算电场力做的功及电势能的变化【答案】B【详析】初末速度为0，中间过程不为0，所以动能先增加后减小。设正电荷Q的正上方x处电场强度为0，则解得即A点场强为0，结合图可知，A点上方场强方向向下，A点到正电荷场强方向向上。则小球从O点到B点，电场力先做正功后做负功，电势能先减小后增加，处为0。在B点，小球总能量为分析可知，在A、B点之间动能最大，设为C点，则由于，则即电势能最大值大于动能最大值。电场力先做正功后做负功，则电势能先减小后增加，机械能先增加后减小。而重力一直做正功，重力势能一直减小，最后不为0。故选B。3．（2024·浙江·三模）如图甲为直线加速器原理图，由多个横截面积相同的金属圆筒依次排列，其中心轴线在同一直线上。序号为奇数的圆筒和交变电源的一个极相连，序号为偶数的圆筒和该电源的另一个极相连。交变电源两极间电势差的变化规律如图乙所示。已知电子的质量为m、元电荷为e、电压的绝对值为u，周期为T，电子通过圆筒间隙的时间可以忽略不计。在时，奇数圆筒相对偶数圆筒的电势差为正值，此时位于和偶数圆筒相连的金属圆板（序号为0）中央有一个初速度为零的电子。下列说法正确的是（

）A．电子在圆筒中做匀加速直线运动 B．本装置可采用直流电进行加速C．进入第2个金属圆筒时的速度为 D．第8个金属圆筒的长度为【考点】带电粒子在匀强电场中的直线运动

带电粒子在周期性变化电场中的直线运动【答案】C【详析】A．由于金属圆筒处于静电平衡状态，圆筒内部场强为零，则电子在金属圆筒中做匀速直线运动，故A错误；B．根据加速器原理可知，本装置应采用交流电进行加速，故B错误；C．从序号为0的金属圆板到进入第2个金属圆筒的过程中，由动能定理得解得故C正确；D．结合C选项分析可知进入第8个金属圆筒时的速度满足因为电子在圆筒中做匀速直线运动，所以第8个圆筒长度为故D错误。故选C。4．（2024·浙江·三模）如图所示，一个圆环的上下两部分分别带上等量异种电荷，电荷沿圆环均匀分布，环内A、B、C、D四点在两条相互垂直的直径上，关于圆心O点对称，A、B所在直径两端恰好是正、负电荷的分界点，则关于该电场的电场强度E和电势，下列判断正确的是（）A．A、B两点电场强度方向相同，且，B．C、D两点电场强度方向相同，且，C．若移去上半环，则A点的电场强度变为原来的一半D．若圆环绕O逆时针转动一个小角度，则A点的电势升高【考点】电场强度的叠加法则

点电荷周围电势的表达式与多个电荷的叠加【答案】A【详析】A．由对称性可知，A、B两点电场强度大小相等，方向相同，所在直径为等势线，有故A正确；B．两点电场强度大小相等，方向也相同，都沿所在直径指向负电荷，电势关系为故B错误；C．正负半环在A点产生的电场强度大小相等，但不在一直线上，若移去上半环，电场强度大于原来的一半。故C错误；D．若圆环沿逆时针转动一个小角度，则A点的电势降低。故D错误。故选A。5．（2024·浙江金华·三模）空间存在一平行于纸面的匀强电场，在电场内取某点记为坐标原点O，沿某一方向建立x轴，选取x轴上到O点距离为r的P点，以O为圆心、r为半径作圆，如图甲所示。从P点起沿圆周逆时针方向移动一周，圆上各点的电势会随转过角度发生变化。当半径r分别取、、时，其图像如图乙所示，三条曲线所对应的电势均在时达到最大值，最大值分别为、、，曲线③与横轴相切。则下列说法正确的是（）A．电场方向沿x轴负方向B．时曲线②的电势值为C．时曲线①的电势值D．电场强度的大小为【考点】匀强电场中电势差与电场强度的关系【答案】B【详析】A．三条曲线均在时达到最大值，说明电场线不是沿着x轴，而是沿着与x轴正方向的夹角为的直线上，且电场线方向指向左下方。故A错误；D．曲线①的最大值在三条图像中最大，只有半径越大，P点绕原点逆时针转过时，逆着电场线走过的距离才越大，对应的电势才越高，所以曲线①对应的r取值为，曲线②对应的r取值为，曲线③对应的r取值为取。由题知，曲线③对应的最高电势和最低电势分别为、0，则坐标原点在最高电势点和最低电势点连线的中点。所以坐标原点O的电势为取曲线③最高电势和最低电势来求电场强度故D错误。B．当半径r取时，设该圆与x轴交点为，则有解得故B正确；C．根据可知时曲线①的电势值为故C错误。故选B。6．（2024·浙江金华·三模）在图甲的LC振荡演示电路中，开关先拨到位置“1”，电容器充满电后，在时刻开关拨到位置“2”。若电流从传感器的“+”极流入，电流显示为正，图乙为振荡电流随时间变化的图线，则下面有关说法正确的是（）A．在图乙中A点时刻电容器上极板带负电B．在图乙中从到A点过程中电容器的电压先增加后减小C．若电阻R减小，电流变化如图丙中实线D．若电阻R减小，电流变化如图丙中虚线【考点】电容器的充放电过程及其特点

振荡回路【答案】A【详析】A．在图乙中A点时刻电流为正且正在减小，可知电容器正在充电阶段，此时上极板带负电，下极板带正电，选项A正确；B．在图乙中从到A点过程中电流先正向增加后正向减小，电容器先放电后充电，即电容器的电压先减小后增加，选项B错误；CD．若电阻R减小，则电容器放电时最大电流变大，但是振动周期不变，则图丙中实线和虚线描述电流变化都不对，选项CD错误。故选A。7．（2024·浙江宁波·二模）自动体外除颤仪（AED）可通过产生如图甲所示的脉冲电流终止致命性心律失常，使心脏恢复跳动。图乙是某型除颤仪的简化电路，电源为普通交流电源。某次调试时交流电压表示数为，电容器充电完毕，开关由“1”掷向“2”，放电电流平均值为，放电时间约为，已知电容器电容为。则下列判断正确的是（）

A．升压变压器原副线圈的匝数比约为B．电感L越大，脉冲电流峰值越大C．电容C越小，放电持续时间越长D．脉冲电流作用于不同人体时，电流大小相同【考点】电容器的充放电过程及其特点

电感器在直流电路和交流电路的作用

理想变压器两端电压与匝数的关系【答案】A【详析】A．电容器电容为，根据电容的定义式有根据电流的定义式有根据交流电有效值特征有根据电压匝数关系有结合题中数据解得故A正确；B．电感L越大，对变化电流的阻碍作用越大，则脉冲电流峰值越小，故B错误；C．电容C越小，根据可知，电容器所带电荷量越小，则放电持续时间越短，故C错误；D．脉冲电流作用于不同人体时，由于不同人体的电阻不相同，则电流大小不相同，故D错误。故选A。8．（2024·浙江金华·二模）如图所示，两半径相等的半球球壳Ⅰ和II彼此靠的很近（间距可忽略），两球壳均匀带有电荷，电荷量均为，O为球心，A为球壳外一点，。已知球壳内部电场强度处处为零，且球壳Ⅰ在A点形成的电场强度为E1，规定距O点无限远处的电势为零，下列说法正确的是（）A．O点电势为零B．球壳Ⅰ在O点形成的电场强度水平向左C．球壳II在A点形成的电场强度大小D．球壳Ⅰ和球壳II在A点的电势相等【考点】电场强度的叠加法则

带电体周围的电势分布【答案】C【详析】A．电势是标量，O点电势等于两球壳在O点形成的电势之和，不为零，故A错误；B．球壳带正电，球壳Ⅰ在O点形成的电场强度水平向右，故B错误；C．把两球壳当成整体，在A点形成的电场强度为方向沿OA方向，两球壳在A点分别形成的电场强度方向均沿OA方向，则解得故C正确；D．电势是标量，球壳Ⅰ和球壳Ⅱ电荷量相等，球壳Ⅱ距离A点近，形成的电势高，故D错误。故选C。9．（2024·浙江杭州·二模）水平面上有一块半径为R均匀带正电的圆形薄平板，单位面积带电量为，以圆盘圆心为原点，以向上为正方向，垂直圆盘建立x轴，轴上任意一点P（坐标为x）的电场强度为：。现将一电量大小为q、质量为m的负点电荷在处静止释放。若，不计点电荷重力，则点电荷碰到圆盘前瞬间的速度大小最接近（）A． B．C． D．【考点】带电粒子在其他非匀强电场中的运动【答案】B【详析】由，可知，此时可认为是场强不变，为根据动能定理得故选B。10．（2024·浙江·模拟预测）如图所示，某直线加速器由沿轴线分布的一系列金属圆管（漂移管）组成，相邻漂移管分别接在高频脉冲电源的两极。质子从K点沿轴线进入加速器并依次向右穿过各漂移管，在漂移管内做匀速直线运动，在漂移管间被电场加速、加速电压视为不变。设质子进入漂移管B时速度为，进入漂移管E时速度为，电源频率为，漂移管间缝隙很小。质子在每个管内运动时间视为电源周期的，质子的荷质比取。则（）A．漂移管需要用绝缘材料制成B．各漂移管的长度应相等C．漂移管B的长度为0.6mD．相邻漂移管间的加速电压【考点】带电粒子在周期性变化电场中的直线运动【答案】D【详析】A．质子在漂移管内做匀速直线运动，漂移管内电场强度为零，根据静电屏蔽，漂移管需要用金属材料制成，故A错误；B．质子在漂移管间被电场加速，在漂移管内做匀速直线运动，质子在每个管内运动时间视为电源周期的，各漂移管的长度应逐渐增大，故B错误；C．电源周期为漂移管B的长度为故C错误；D．从到，根据动能定理解得相邻漂移管间的加速电压故D正确。故选D。11．（2024·浙江温州·二模）如图所示，加速电场的两极板P、Q竖直放置，间距为d，电压为。偏转电场的两极板M、N水平放置，两极板长度及间距均为L，电压为。P、Q极板分别有小孔A、B，AB连线与偏转电场中心线BC共线。质量为m、电荷量为q的正离子从小孔A无初速度进入加速电场，经过偏转电场，到达探测器（探测器可上下移动）。整个装置处于真空环境，且不计离子重力。下列说法正确的是（

）A．离子在加速电场中运动时间为B．离子在M、N板间运动时间为C．离子到达探测器的最大动能为D．为保证离子不打在M、N极板上，与应满足的关系为【考点】带电粒子在匀强电场中做类抛体运动的相关计算【答案】B【详析】A.粒子在加速电场做匀加速直线运动，加速度为由公式得离子在加速电场中运动时间为故A错误；B.设粒子进入偏转电场的速度为，由动能定理离子在M、N板间运动时间为得故B正确；C.当粒子打到M或N板时动能最大，由动能定理有故C错误；D.为保证离子不打在M、N极板上，即粒子在竖直方向的偏转位移应小于，有得故D错误。故选B。12．（2024·浙江绍兴·模拟预测）如图所示，正六棱柱上下底面的中心为O和O′，A、D两点分别固定等量异号的点电荷，下列说法正确的是（）A．F′点与D′点的电场强度大小相等B．B′点与E′点的电场强度方向相同C．A′点与F′点的电势差大于O′点与D′点的电势差D．将试探电荷+q由F点沿直线移动到O点，其电势能先增大后减小【考点】点电荷与均匀球体（球壳）周围的场强

等量异种电荷周围电势的分布【答案】D【详析】A．根据等量异种点电荷形成的电场的对称性可知，F′点与E′点的电场强度大小相等，大致做出F′点与D′点的电场强度如图所示可知由正负点电荷在F′点与D′点处的场强按照点电荷之间的距离关系所延伸出的平行四边形的对角线长度不同，则可知F′点与D′点的电场强度大小不相等，故A错误；B．大致做出两个点电荷在B′点与E′点的电场强度如图所示可知B′点的合场强在所在平面，E′点的合场强在所在平面，而这两个平面存在夹角，即B′点与E′点的电场强度方向之间存在夹角，因此B′点与E′点的电场强度方向不相同，故B错误；C．设A′点的电势为，则根据对称性可知，D′点的电势为，而根据等量异种电荷所形成的电场的特性可知，O′点的电势为0，则F′点的电势大于0，而根据对称性有根据、、三点的电势之间的关系可得因此即故C错误；D．如图所示为六棱柱的上表面由几何关系可知，正电荷在OF中点K的场强方向垂直于OF，则K点的合场强与OF的夹角为锐角，而在F点的合场强与OF的夹角为钝角，因此将正电荷从F点沿直线移到O点的过程中，电场力先做负功，后做正功，则其电势能先增大后减小，故D正确。故选D。13．（2024·浙江嘉兴·一模）如图所示，将静电计与电容器（图中未画出）相连，可检测带电电容器的两极间的电压变化。带电静电计的金属指针和圆形金属外壳的空间内存在电场，分别用实线和虚线表示电场线和等势面，该空间内有两点，则（）A．静电计两根金属指针带异种电荷B．图中实线表示电场线，虚线表示等势面C．图中点电势一定高于点电势D．当静电计两指针张角减小时，表明电容器在放电【考点】电容器与验电器组合的动态分析【答案】D【详析】AB．依题意，静电计与电容器相连，由图可知静电计金属指针接在电容器的同一个极板上，金属外壳接在电容器的另一个极板上，所以两根金属针带同种电荷。根据电场线从正电荷发出，到负电荷终止，可知图中虚线表示电场线，则实线表示等势线。故AB错误；C．题中不知哪一个极板带正电，即不知道电场线的方向，所以P、Q两点电势的高低无法判断。故C错误；D．依题意，静电计与电容器两极板相连，则静电计两指针张角可以显示极板间的电压，当静电计两指针张角减小时，表明电容器极板间的电压减小，正在放电。故D正确。故选D。考点02磁场14．（2024·浙江·三模）如图所示，两根相距为d的平行光滑金属导轨与水平面的夹角为，导轨间存在着垂直于导轨平面向上的匀强磁场，两导轨左端连接一个电动势为E、内电阻为r的电源，在两导轨间轻放一根长为d、电阻为R的导体棒，导体棒恰能保持平衡，导轨电阻不计，则（）A．若已知磁感应强度为B，则可求得棒的质量B．若已知棒的质量m，则可求得磁感应强度C．若电流和磁场同时反向，则导体棒将向上加速D．若电流和磁场同时反向，则导体棒将向下加速【考点】斜轨道上的导体棒受力分析【答案】B【详析】AB．导体棒受力平衡，有其中解得故A错误，B正确；CD．若电流和磁场同时反向，安培力不变，导体棒仍受力平衡，故CD错误。故选B。15．（2024·浙江温州·三模）如图所示是粒子流扩束技术的原理简图。正方形区域I、II、III、IV对称分布，一束速度相同的质子束射入后能够实现扩束，四个区域内有界磁场（边界均为圆弧）分布可能正确的是（）A． B．C． D．【考点】带电粒子在弧形边界磁场中运动【答案】C【详析】A．粒子进入磁场后做匀速圆周运动，由左手定则可知粒子进入磁场后运动轨迹如下图，即入射平行粒子束不会扩束，故A错误；B．由左手定则可知，平行粒子入射后，经两个同方向磁场，会向同一方向偏转，不会平行于入射方向射出，故B错误；C．如下图所示，当粒子进入磁场后做匀速圆周运动的半径恰好等于有界磁场的圆弧半径时，一束速度相同的质子束射入后能够实现扩束，故C正确；D．由左手定则可知，粒子运动轨迹如下图所示，平行粒子束射入后不会实现扩束，故D错误。故选C。16．（2024·浙江金华·二模）如图甲所示为我国GIL输电系统的三相共箱技术。三根超高压输电线缆平行且间距相等，图乙为其截面图，截面圆心构成正三角形，边长为L，三边中点分别记为D、E、F点，中点为O点。上方两根输电线缆A、B圆心连线水平，某时刻A、C中电流方向垂直纸面向外，B中电流方向垂直纸面向里，电流大小均为I。已知距导线r处的磁感应强度（k为常数）。则（）A．A输电线缆所受安培力垂直AD斜向右上方B．正三角形中心O处磁感应强度为零C．D、E、F三点中F点磁感应强度最大D．D点和E点磁感应强度大小相等【考点】奥斯特实验与安培定则

通电导线在磁场中的作用力方向【答案】D【详析】A．B对A的作用力沿AB水平向左，C对A的作用力沿AC斜向右下，且大小与B对A作用力相等，如图所示A输电线缆所受安培力垂直AD斜向左下方，故A错误；B．A输电线在O点的磁感应强度方向垂直OA指向右上方，B输电线在O点的磁感应强度方向垂直OB指向左上方，C输电线在O点的磁感应强度方向垂直OC水平向左，根据平行四边形法则，O处合磁感应强度不为零，故B错误；C．