假期作业(八) 磁场对运动电荷的作用力-【高考解码·过好假期每一天】2026年高二物理寒假作业

假期作业(八) 磁场对运动电荷的作用力 1.会用公式F=qvB 计算洛伦兹力的大小. 2.会用左手定则分析洛伦兹力的方向. 3.会根据几何知识分析带电粒子在磁场中运动 的有关问题. 4.会分析质谱仪、回旋加速器、速度选择器、 电磁泵、磁流体发电机等有关实际应用 问题. (1)运动电荷在磁场中一定受洛伦兹力作用. ( ) (2)洛伦兹力在特殊情况下可能与带电粒子 的速度方向不垂直. ( ) (3)由于安培力是洛伦兹力的宏观表现,所以 洛伦兹力也可能做功. ( ) (4)根据公式 T=2πrv ,说明带电粒子在匀 强磁场中的运动周期T 与v成反比. ( ) (5)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动 时,其运动半径与带电粒子的比荷有关. ( ) (6)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动 的周期取决于粒子的比荷. ( ) 【例1】 如下图所示,圆形区域内有垂直纸面 向里的匀强磁场,质量为 m、电荷量为 qq>0 的带电粒子从圆周上的 M 点沿 直径MON 方向射入磁场.若粒子射入磁 场时的速度大小为v1,离开磁场时速度 方向偏转90°;若射入磁场时的速度大小 为v2,离开磁场时速度方向偏转60°,不 计重力,则v1 v2 为 ( ) A.12 B. 3 3 C.32 D.3 【解析】 根据题意作出粒子的圆心如图 所示设圆形磁场区域的半径为R,根据几 何关系有第一次的半径r1=R 第二次的半径r2= 3R 根据洛伦兹力提供向心力有qvB=mv 2 r , 可得v=qrBm 所以 v1 v2 = r1 r2 = 33 ,故选B. 【答案】 B 【规律方法】 1.“三步法”解决带电粒子在磁场中的圆 周运动问题 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 12 |假期作业(八)| 2.明确速度偏向角φ与弦AB 所对应圆 心角关系 【例2】 (多选)如右图所示, 在第二象限中有水平向右 的匀强电场,在第一象限 内存在垂直纸面向外的匀 强磁场.有一重力不计的带电粒子(电荷 量为q,质量为m)以垂直于x轴的速度v0 从x轴上的P点进入匀强电场,恰好与y 轴正方向成45°角射出电场,再经过一段 时间又恰好垂直于x轴进入第四象限.已 知OP之间的距离为d,则 ( ) A.带电粒子通过y轴时的坐标为(0,d) B.电场强度的大小为 mv20 2qd C.带电粒子在电场和磁场中运动的总时间 为 (3π+4)d 2v0 D.磁感应强度的大小为 2mv0 4qd 【解析】 粒子在电场中做类平抛运动,因 为进入磁场时速度方向与y 轴正方向成 45°角,所以沿x 轴正方向的分速度vx= v0,在x轴正方向做匀加速运动,有d= 0+v0 2 t ,沿y轴正方向做匀速运动,有s= v0t=2d,故选项 A错误.沿x 轴正方向 做匀加速运动,根据vx=v0= Eq m × 2d v0 = 2Eqd mv0 ,解得E= mv20 2qd ,故选项B正确.粒子 进入磁场后做匀速圆周运动,轨迹如图所 示,由图可知粒子在磁场中运动的半径R =2 2d,圆心角θ=135°,所以在磁场中 的 运 动 时 间 为 t1 = 2πR×135360 2v0 = 3π×2 2d 4 2v0 =3πd2v0 ;在电场中的运动时间 为t2= 2d v0 ,所 以 总 时 间 为t=t1+t2= (3π+4)d 2v0 ,故选项C正确.由qvB=mv 2 R 可知,磁感应强度B= m× 2v0 q×2 2d = mv0 2qd ,故 选项D错误. 【答案】 BC 【规律方法】 “5步”法突破带电粒子在 组合场中的运动问题 一、单项选择题 1.如下图所示,某空间存在正交的匀强磁场 和匀强电场,电场方向水平向右,磁场方向 垂直纸面向里,一带电微粒由a点进入电 磁场并刚好能沿ab直线向上运动.下列说 法中正确的是 ( ) A.微粒一定带负电 B.微粒的动能一定减小 C.微粒的电势能一定增加 D.微粒的机械能不变 2.如下图所示,虚线所示的圆形区域内存在 一垂直于纸面的匀强磁场,P 为磁场边界 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋