2026高考物理总复习教师用书配套课件：重难突破13⇒带电粒子在叠加场中的运动

重难突破13⇒带电粒子在叠加场中的运动高中总复习·物理目录01着眼“四翼”·探考点02培养“思维”·重落实题型规律方法着眼“四翼”·探考点

突破点一

带电粒子（体）在叠加场中的运动1.

叠加场在同一区域电场、磁场、重力场三场共存或其中某两场共存。2.

带电粒子在叠加场中常见的运动形式及特点运动性质受力特点方法规律匀速直线

运动粒子所受的合力为0平衡条件匀速圆周

运动电场力与重力平衡，即qE＝mg，洛伦兹

力提供向心力牛顿第二定律、圆

周运动的规律较复杂的

曲线运动除洛伦兹力外，其他力的合力既不为

零，也不与洛伦兹力等大反向动能定理、能量守

恒定律等

〔多选〕（2025·福建泉州期末）如图，空间中存在沿水平方向且互

相垂直的匀强磁场B和匀强电场E，一带电液滴以一定速度沿斜向上的虚线

做直线运动，则液滴（

）A.

带负电B.

一定做匀速直线运动C.

可能做匀减速直线运动D.

电势能减小√√解析：带电液滴以一定速度沿斜向上的虚线做直线运

动，由于洛伦兹力会随速度变化而变化，所以带电液滴

一定做匀速直线运动，则油滴的受力如图所示，由于静

电力与电场方向相同，所以液滴带正电，故B正确，

A、C错误；由于静电力对带电液滴做正功，可知带电液滴的电势能减小，故D正确。

〔多选〕（2024·安徽高考10题）空间中存在竖直向下的匀强电场和

垂直于纸面向里的匀强磁场，电场强度大小为E，磁感应强度大小为B。一

质量为m的带电油滴a，在纸面内做半径为R的圆周运动，轨迹如图所示。

当a运动到最低点P时，瞬间分成两个小油滴Ⅰ、Ⅱ，二者带电量、质量均相

同。Ⅰ在P点时与a的速度方向相同，并做半径为3R的圆周运动，轨迹如图

所示。Ⅱ的轨迹未画出。已知重力加速度大小为g，不计空气浮力与阻力以

及Ⅰ、Ⅱ分开后的相互作用，则（

）D.

小油滴Ⅱ沿顺时针方向做圆周运动√√√

（2025·四川宜宾模拟）如图所示，位于竖直平面内的坐标系xOy，在其第三象限空间有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B＝0.5

T，还有沿x轴负方向的匀强电场，电场强度大小为E＝2

N/C。在其第一象限空间有沿y轴负方向的、电场强度大小也为E的匀强电场，并在y＞h＝

0.4

m的区域有磁感应强度也为B的、垂直于纸面向里的匀强磁场。一个带

电荷量为q的油滴从图中第三象限的P点得到一初速度，恰好能沿PO做匀速

直线运动（PO与x轴负方向的夹角为θ＝45°），并从原点O进入第一象

限。已知重力加速度g＝10

m/s2，求：（1）油滴在第三象限运动时受到的重力、静电力、洛伦兹力三力的大小

之比，并指出油滴带何种电荷；

（2）油滴在P点得到的初速度大小；

（3）油滴在第一象限运动的时间。答案：

0.828

s

突破点二

叠加场应用实例速度选择器1.

原理（1）平行板间电场强度E和磁感应强度B互相垂直。（如图）

2.

特点（1）速度选择器只能选择粒子的速度，不能选择粒子的电性、电荷量、

质量。（2）速度选择器具有单向性：粒子只能从一侧射入才可能做匀速直线运

动，从另一侧射入则不能。

√

磁流体发电机1.

原理：如图所示，等离子体喷入磁场，正、负离子在洛伦兹力的作用下发生

偏转而聚集在B、A板上，产生电势差，它可以把离子的动能通过磁场

转化为电能。

〔多选〕（2024·湖北高考9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（

）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√√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qE＝qvB，又U＝Ed，可得U＝vBd，所以仅增大两极板间的距离d，

极板间的电压增大，B错误；仅增大等离子体的喷入速率v，极板间的电压

增大，C正确；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。电磁流量计1.

原理：如图所示，圆形导管直径为d，用非磁性材料制成，导电液体在管中向左

流动，导电液体中的自由电荷（正、负离子）在洛伦兹力作用下会发生纵

向偏转，使得a、b间出现电势差，形成电场。当自由电荷所受的静电力和

洛伦兹力平衡时，a、b间电势差就保持稳定，只要测得圆形导管直径d、

平衡时a、b间电势差U

、磁感应强度B等有关量，即可求得液体流量Q（即

单位时间流过导管某一横截面的导电液体的体积）。2.

四个关键关系

（4）a、b电势高低关系：根据左手定则和平衡条件可得φa＜φb。

（2025·广东佛山模拟）医院常用到血流量计检查患者身体情况。某

种电磁血流量计的原理可以简化为如图所示模型。血液内含有少量正、负

离子，从直径为d的血管右侧流入，左侧流出，空间有垂直纸面向里、磁

感应强度大小为B的匀强磁场，M、N两点之间的电压稳定时测量值为U，

流量Q等于单位时间通过横截面的液体的体积。下列说法正确的是（

）A.

血液中负离子多时，M点的电势高于N点的电势B.

血液中正离子多时，M点的电势高于N点的电势D.

电压稳定时，正、负离子不再受洛伦兹力√

霍尔元件1.

霍尔效应：高为h、宽为d的导体（自由电荷是电子或正电荷）置于匀强

磁场B中，当电流通过导体时，在导体的上表面A和下表面A'之间产生电势

差，这种现象称为霍尔效应，此电压称为霍尔电压。

〔多选〕（2025·四川绵阳模拟）如图所示是利用霍尔效应测量磁场的传感器，由运算芯片LM393和霍尔元件组成，LM393输出的时钟电流

（交变电流）经二极管整流后成为恒定电流I从霍尔元件的A端流入，从F端流出。磁感应强度为B的匀强磁场垂直于霍尔元件的工作面水平向左，测得C、D两端间电压为U。已知霍尔元件的载流子为自由电子，单位体积的自由电子数为n，电子的电荷量为e，霍尔元件沿AF方向的长度为d1，沿C、D方向的宽度为d2，沿磁场方向的厚度为h，下列说法正确的是（

）A.

C端的电势高于D端B.

若将匀强磁场的磁感应强度减小，C、D间的电压将增大√√

培养“思维”·重落实夯基提能升华

123456789

1.

（2025·广东茂名期中）速度选择器是质谱仪的重要组成部分，工作时

电场和磁场联合作用，从各种速率的带电粒子中选择出具有一定速率的粒

子。下列结构能成为速度选择器的是（

）√解析：

A项中从入口射入的带正电荷的粒子受向上的静电力和向上的洛

伦兹力，粒子向上偏转，则该结构不能成为速度选择器，故A错误；B项中

从入口射入的带正电荷的粒子受向下的静电力和向上的洛伦兹力，当二力

大小相等时粒子沿直线从出口射出，则该结构能成为速度选择器，故B正

确；C项中从入口射入的带正电荷的粒子受向下的静电力和向下的洛伦兹

力，粒子向下偏转，则该结构不能成为速度选择器，故C错误；D项中从入

口射入的带正电荷的粒子受向下的静电力和向下的洛伦兹力，粒子向下偏

转，则该结构不能成为速度选择器，故D错误。1234567892.

（2025·江苏南京期中）电磁场与现代高科技密切关联，并有重要应用。对以下四个科技实例，说法正确的是（

）B.

如图乙所示的磁流体发电机正常工作时电流方向为a→R→b，电阻R两

端的电势差等于发电机的电动势C.

图丙是质谱仪工作原理示意图，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝S3，

粒子的比荷越小D.

图丁为霍尔元件，若载流子带负电，稳定时元件左侧的电势低于右侧的电势√123456789

123456789

123456789

√123456789

1234567894.

〔多选〕（2025·黑龙江哈尔滨期末）一带电小球在相互垂直的匀强电

场、匀强磁场中做匀速圆周运动，匀强电场竖直向上，匀强磁场水平且垂

直纸面向里，如图所示，下列说法正确的是（

）A.

沿垂直纸面方向向里看，小球的绕行方向为逆时针方向C.

由于合外力做功等于零，故小球在运动过程中动能不变D.

由于洛伦兹力不做功，故小球在运动过程中机械能守恒√√√123456789

1234567895.

（2025·北京海淀模拟）磁流体发电的原理如图所示。将一束速度为v的

等离子体（含有大量正、负带电粒子）垂直于磁场方向喷入磁感应强度为

B的匀强磁场中，在相距为d、宽为a、长为b的两平行金属板间便产生电

压。如果把上、下板和电阻R连接，上、下板就是一个直流电源的两极。

稳定时两板间等离子体有电阻。忽略边缘效应，下列判断正确的是（

）A.

上板为负极B.

上、下两极板间的电压U＝BvdC.

等离子体浓度越高，电动势越大D.

垂直两极板方向（即上、下方向）等离子体离子受洛

伦兹力（分力）和静电力平衡√123456789

1234567896.

（2024·江西高考7题）石墨烯是一种由碳原子组成的单层二维蜂窝状晶

格结构新材料，具有丰富的电学性能。现设计一电路测量某二维石墨烯样

品的载流子（电子）浓度。如图a所示，在长为a，宽为b的石墨烯表面加一

垂直向里的匀强磁场，磁感应强度为B，电极1、3间通以恒定电流I，电极

2、4间将产生电压U。当I＝1.00×10－3

A时，测得U-B关系图线如图b所

示，元电荷e＝1.60×10－19

C，则此样品每平方米载流子数最接近（

）A.1.7×1019B.1.7×1015C.2.3×1020D.2.3×1016√123456789

1234567897.

（2025·河北石家庄模拟）某化工厂的排污管末端安装了如图所示的流

量计，测量管由绝缘材料制成，其长为L、直径为D，左右两端开口，在前

后两个内侧面a、c固定有金属板作为电极，匀强磁场方向竖直向下。污水

（含有大量的正、负离子）充满管口从左向右流经该测量管时，a、c两端

的电压为U，显示仪器显示污水流量为Q（单位时间内排出的污水体积）。

则（

）A.

a侧电势比c侧电势低B.

污水中离子浓度越高，显示仪器的示数越大C.

污水流量Q与U成正比，与L、D无关