第一章 2. 磁场对运动电荷的作用力-【学霸黑白题】2024-2025学年新教材高中物理选择性必修第二册（人教版2019)

2mgin20,根据牛顿 培定则，即四指的指向为磁场的方向，可知改变通电导线的 的分力，即∫=F,sim0=mgeos Osin0= 位置和电流方向变化前后，在示波管区域磁场的方向都垂直 第三定律，地面受到的摩擦/'=∫=2mgim28,所以， 纸面向里，且越靠近导线磁感应强度越大，如图所示，则根据 左手定则，电子束在导线平移前后都受到向下的洛伦兹力， 若8≥45，则地面受到的摩擦力减小：若0<45°，则地面受到 但平移前电子在靠近通电导线，磁感应强度增大，而平移后 的摩擦力先增大，后诚小，故CD错误故选B. 电子在远离通电导线，磁感应强度诚小，由F=gB知，洛伦 兹力减小，因此平移后电子束竖直向下偏转的距离达不到原 来的距离，所以电子束将打在荧光屏的M,O之问的某个点， 洛伦效力始终与速度方向垂直，不做功，所以速度大小不变， 故C正确.故选C 压轴挑战 XXXX×X 4.B解析：A.导体棒b向右运动进人半圆轨道，由左手定则 0 可知，磁场方向竖直向下，故A错误：B.由题意可得mg= 0× BIL.I=E ,可得E=5V,故B正确：CD.安培力做功等于机棱 10.B解析：AB带电小球在磁场中运动过程中洛伦兹力不做 功，所以在整个过程中小球的机械能守恒，所以A点和B 能的变化，所以机械能最大时，安培力做功最大，由 点处于同一水平面，故B错误，A正确：C.小球在A、B点的 BILRsin8=E-0=Em可知，安培力做功最大时，导体棒与圆 速度均为0，向心力均为0，细线的拉力大小都等于重力沿 心的连线与竖直方向的夹角9=90°，此时导体棒与半圆导轨 细线方向的分力，所以摆球在A点和B点处线上的拉力大 圆心等高，由BILRsin90°=mgR(1-cos90)+E,可得E=0, 小相等，故C正确：D由于洛伦兹力始终沿绳的方向，洛伦 所以导体棒不能越过半圆导轨圆心等高处继续运动，故 兹力不做功，不改变小球的动能，不改变小球的速度，也不 CD错误故选B. 提供回复力，所以单摆的振动周期与没有磁场时一样，仍为 第2节 磁场对运动电荷的作用力 ，故D正确，本题选错误的，故选B T-2Ng 白题 甚碰过关 11.A解析：a小球下落时，重力和电场力都对：小球做正功： 1.D2.C b小球下落时，只有重力做功：©小球下落时，只有重力做 3.A解析：A.根据左手定则，可知小球刚进人磁场时受到的 功.重力做功的大小都相同，根据动能定理可知外力对小 洛伦兹力水平向左，A正确：BC.小球受洛伦兹力和重力的 球所做的功最多，即：小球落地时的动能最大，b,。两球落 作用，则小球运动过程中速度，加速度的大小和方向都在变 地时的动能相等，由于三个小球质量相等，所以>形=， 化，BC错误；D.洛伦兹力永不做功，D错误故选A 故选A。 4(1)Be(2) 果题 应用提优 2 (3)0(4)Bgm 1.A 5.C 6.D解析：线框受到竖直向下的重力、竖直向上的安培力和 2.D解析：A.根据mg=20N,得m=2kg,故A错误；BD.物 弹力，则有Mg=F+F,而线框中的安培力是由山个电子受 块A对水平面的压力F、=gbr+mg=gB+mg,物块A对水平 面的压力不断增大，则洛伦兹力不断增大，速度不断增大，做 到的洛伦兹力的合力，所以F套=nP。,解得Pa-Mg-F nL 加速运动，结合图像可知，速度均匀增大，则做匀加速运动， 故ABC错误.D正确.故选D. 水平力F不变，故B错误，D正确：C.根据F、=gBa1+mg,图 7.D解析：A.由题意可知，电子进人磁场时所受洛伦兹力向 乙图像斜率k=gBa,代人数据得a=12.5m/s2,故F= 上，根据左手定则，拇指指向洛伦兹力方向，四指指向负电荷 ma=25N.故C错误故选D. 运动的反方向，则手心垂直纸面向里，即偏转磁场方向垂直 3.B解析：A.滑块自a点由静止沿斜面滑下，在a点不受洛伦 纸面向外，A错误：B.洛伦兹力对电子不做功，电子动能不 兹力作用，故A错误：BCD.滑块自a点运动到b点的过程 变，B错误：C.洛伦兹力提供电子做圆周运动的向心力，则 中，洛伦兹力不做功，支持力不做功.滑块机械能守恒， 2 电子在磁场中做匀速圆周运动，C错误：D.根据mB=m 有mgh= A 2mm,得=√2gh,故滑块在6点受到的洛伦兹力 得一雷电子运动半轻先变大后变小，则磁感应强度先垂直 为F=gb=gb√2gh,故B正确，CD借误故选B. 4.C解析：ABD.以滑块为对象，根据左手定则可知，滑块运动 纸面向外减小，后垂直纸面向里增大，线圈中偏转电流先减 过程受到的洛伦兹力垂直斜面向下，滑块由静止释放，根据 小后增大，D正确.故选D. 牛顿第二定律可得mgsin0-u(mgcs0+grB)=m,可知随着 8.C解析：由安培定则知螺线管上端为S极，下端为N极， 滑块速度的增大，滑块的加速度减小，当加速度减至0后，滑 两个螺线管在0点磁场方向均向上，合磁场方向仍向上，电 块将做匀速运动，所以滑块先做加速度减小的加速运动，然 子束射向纸内，将向左偏转，故C选项正确. 后做匀速运动.AB=CD,滑块经过AB、CD所用的时间均为t, 9.C解析：判定通电直导线产生的环形磁场的方向应使用安 可知滑块到达AB前已经做匀速运动，到达C之前滑块先加 参考答案与解析黑白题03 速后匀速，滑块所受的摩擦力先增大后不变，故ABD错误；： 能定理可得，试管对小球做的功为W=!m C滑块匀速运动时，有=，根据平衡条件可得网g如日 d-= u(mgcos+grB),联立解得滑块所带的电荷量为q= Q2x4」弓×02x2J=1,21.则小球对试管做的负功为 12J,由于试管做匀速直线运动，动能不变，则外力做功之和 B_mc日，故C正确故选C. Bdμ 为零，所以拉力F对试管做的正功为1,2J,故D正确.故 5.D解析：A将一束速度为：的等离子体垂直于磁场方向喷 选D. 人磁感应强度为B的匀强磁场时，由左手定则可以判断正 压轴挑战 电荷受到的洛伦兹力向下，所以正电荷会聚集在下极板上， 9(1)3 (2)13mg 负电荷受到的洛伦兹力向上，负电荷聚集到上极板上，故平 4 30B (3)当k≤9时.0=13kmg 27gF:当9 行金属板上极板比下极板电势低，故A错误：B.根据qB= 时.0=17+6k-27)mg 36g2B 4,可得磁流体发电机的电动势为E鱼=B,故B错误： 解析：(1)=0时刻，对木板进行受力分析，由牛顿第二定律 C电容器两端的电势差等于电源电动势，根据C=?=? 得μ(mg+m,B)=2ma,得a=3 UEa 4 联立方程，可得电容器所带电荷量为Q=CB,故C错误： (2)木板长度足够，当小物块与木板相对静止后，木板开始 匀速运动，即在木板与挡板碰撞前能与小物块共速，此过程 D.由于带电微粒处于静止状态，由平衡条件可得mg=q1: E电 木板与小物块组成的系统动量守恒，则有，=(2m+m)1, 联立方程，可得微粒的比荷品总放D正确放选D 木板与挡板碰撞后速度等大反向，设其能与小物块共速，则 有2m(-,)+m,=(2m+m)5,得==g 6.C解析：B.两小球受到的洛伦兹力都垂直斜面向上，沿斜 面方向的合力为重力的分力，故两球都做匀加速直线运动， 此时小物块所受洛伦兹力竖直向上，且B= 加速度为a=gsin B,as=sina,可见a,>a,故B错误；A.当 加速到洛伦兹力与重力沿垂直斜面向下的分力相等时，小球 3mg<mg,即小物块与木板间尚存在压力，假设成立，此后 1 脱离斜面，则mgcos日=r,所以.=mgeosB, t=mgcos a 两者以相同速度一起向左匀速运动.因摩擦产生的热量为 gB gB 1 13m'g2 由于ag,所以.<，故A错误：C.由r=得L,严mB 0了mm+2m).得0-0 (3)若速度大小可调，则当初速度达到一定值时.小物块反 mama则，<，故C正确：D.由产=2au求得s= 向，可能使小物块与木板间的压力为零，此后以不同的速度 gm'cos'B 2,B=m0C,因ac<B,则s。<,故D错误.故】 匀遮运动.此时则有B=g,代入(2)中得到：。.可 2B'q'sin a 选C 得此时9g,即k=9.若k≤9，则Q= (m2a) 1 7.ABD解析：小球在磁场中到达轨道最低点过程中只有重力 做功，"u=√2gR.在电场中到达轨道最低点时，重力做正功， ,得Q 132m3g2 27g2B2 若>9，则小物块固定获得与=m的末 电场力做负功，根据动能定理，有mgR-g5R= 2m,= 速度，根据2m(-p,)+m,=2m心，+m2,Q= 1 -×2mm √2R2所以>，：因为m=瓜，所以该过程所用时 2m,得0=17+64-27)m 36g2B 间1w<L,A正确，C错误根据能量守恒定律可知，D正确。 第3节 带电粒子在匀强磁场中的运动 在M点，F=mg+guB+m ,在N点，F=mg+m ,不难 R 第1课时半径和周期公式的理解及应用 看出F>F,由牛顿第三定律可知，Fu=Fw,F、=F,所以 白题 慧础过关 F>F、,B正确. 1.BC 2.ACD 3.AB 8.D解析：A.小球能从管口处飞出，说明小球受到指向管口 4.AD解析：AB.在磁场B,中，粒子做匀速圆周运动，根据左 的洛伦兹力，根据左手定则判新，小球带正电，故A错误： 手定则，正粒子受力向右，向右偏转，反粒子向左：故1、2是 B.小球垂直于试管向右的分运动是匀速直线运动，则小球 反粒子径迹，故A正确.B错误：CD.根据洛伦兹力提供向心 在垂直于试管方向上合力为零.小球沿试管方向受到洛伦兹 力的分力是由小球垂直于试管向右的速度产生的，根据 解得R=阳x故质子与a粒子的半径之 力，有gmB=m gB g F路=Bm可知，水平向右速度不变，则指问管口的洛伦兹力 比为1：2，即粒子转弯半径大.故1是反质子.2是反粒 不变，所以小球的加速度不变，故B错误：C.洛伦兹力总是 子，3是质子，4是粒子，故D正确，C错误故选AD. 与速度垂直，洛伦兹力对小球不做功，故C错误；D.根据动5.D解析：由安培定则可知，在直导线的下方磁场方向为垂 选择性必修第二册·RJ黑白题04第2节磁场对运动电荷的作用力 白题 基础过关 吸时：30min 题型1洛伦兹力的方向 A.小球刚进入磁场时受到的洛伦兹力水平 1.如图所示，电荷的速度方向、磁场方向和电荷 向左 的受力方向之间关系正确的是 B.小球运动过程中的速度不变 C.小球运动过程的加速度保持不变 D.小球受到的洛伦兹力对小球做负功 题型2洛伦滋力的大小 B 4.在如图所示的各图中，匀强磁场的磁感应强度 均为B,带电粒子的速率均为，带电荷量均为 g.试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小 2.(2024·湖北黄石三模)近日因为罕见的太阳 名B B 风暴，北京市出现了美丽的极光，极光其实是 (1 2 4 因为地球磁场防护层的漏洞引起的.宇宙射线 (1 (2) 中的高能粒子在高速射向地球表面时，大 (3) (4) 部分在地磁场的作用下被牵引着与地球擦肩 5.如图，两个带电粒子Q1、Q 而过，只有地球两极附近的磁场防护力较弱， 以相同的速度进入同一匀 高能射线可以进入大气层引发大气电离进而 强磁场，Q1、Q2质量之比为 1:4,电荷量之比为1：2， 02 产生绚丽的极光关于这一现象，下列说法你 认为正确的是 ( Q1、Q2入射角度分别为60°和30°，则两带电粒 A.高能射线可在两极附近抵近地球是因为地 子受洛伦兹力大小之比为 ( ) 球两极附近地磁场较弱一些 A.1:2 B.1:4 B.射向赤道上方的带正电的高能粒子可以被 C.3:2 D.1:3 地磁场牵引向地磁北极方向偏移 6.(2024·江苏连云港期中)如 C.高能粒子射向地球附近时主要是向东西方 图，弹簧测力计下挂有一单匝 向偏移 正方形线框，线框边长为L,质 D.射线里的电磁波受地磁场牵引引发极光 量为M,线框上边水平且处于 现象 垂直纸面向内的匀强磁场中，线框通有如图 3.(2024·福建福州期中)如图9… 所示方向的电流，且线框处于静止状态，若此 所示，带负电的小球竖直向下 时弹簧测力计示数大小为F,已知该线框单位 射入垂直纸面向里的匀强磁××× 长度自由电子个数为，重力加速度为g,则电 场，关于小球运动和受力说法正确的是( 子定向移动对应的洛伦兹力大小为()》 选择性必修第二册：RJ黑白题006 A.F-Mg B.Mg-F B.电子束将打在荧光屏M点的下方 C.F-Mg D.Mg-F C.电子束将打在荧光屏的M、O'之间的某点 4nL nl D.电子到达荧光屏的速度大于到达M点的 题型3电子束的磁偏转（显像管原理） 速度 7.(2024·江苏镇江期中)如图所示，显像管中 重难聚焦 有一电子枪，工作时它能发射高速电子，偏转 题型对洛伦滋力不做功的理解 线圈通以偏转电流后在阴影区域内产生偏转 10.(2023·辽宁期中联考)如图所示，用绝缘 磁场，电子经过偏转磁场后撞击荧光屏上的A 细线悬挂的单摆，摆球带正电，悬挂于O 点发光.下列说法正确的是 ( 点，摆长为l,当它摆过竖直线OC时便进入 电子枪 或离开匀强磁场，磁场方向垂直于单摆摆 子束 动的平面向里，A、B点分别是最大位移处 荧完屏 偏转线图 下列说法中错误的是 A,偏转磁场方向垂直纸面向里 B.电子经过偏转磁场的过程中动能不断增大 C.电子经过偏转磁场区域的轨迹是抛物线 D.发光点从A向B点移动的过程中，偏转电 A.A点和B点处于同一水平面 流先减小后增大 B.A点高于B点 8.如图所示为电视机显像管中电 C.摆球在A点和B点处线上的拉力大小 子束偏转的示意图.磁环上的偏 相等 转线圈通以图示方向的电流 时，沿轴线向纸内射入的电子束的偏转方向 D.单摆的振动周期仍为T=2元 ( 11.(2024·浙江杭州期末)三个完全相同的小 A.向上B.向下C.向左D.向右 球a、b、c带有相同电荷量的正电荷，从同一 9.(2023·河北石家庄质检)如图所示，从示波 高度由静止开始下落，下落h,高度后a球 管中O点发出的电子束将打在荧光屏的中心 进入水平向左的匀强电场，b球进入垂直纸 面向里的匀强磁场，如图所示，它们到达水 O'点，若在示波管正下方水平放置一根通电 平面上的速度大小分别用。、、，表示，它 直导线，电子束将打在O'下方的M点.现将通 们的关系是 电直导线平移至以OO'为对称轴的PQ位置， 并通以相反方向的电流，但保持其大小不变， 下列说法正确的是 ( 7777777777777777777 中月 40 0 M A.vn>"6= B.t=6= C.v>V>Ve D.D.=U6>"e A.电子束将打在荧光屏O'点的上方 第一章黑白题007 黑题 应用提优 供时：40min 1.(2023·山东德州 为g) ( ) 一中质检)如图所 电子论 A.滑块在a点受重力、支持力和洛伦兹力作用 0 示为显像管的原理 荧光明 偏转线四 B.滑块在b点受到的洛伦兹力大小为gB√2gh 示意图，当没有磁 C.洛伦兹力做正功 场时电子束将打在荧光屏正中的O点.安装 D.滑块的机械能增大 在管径上的偏转线圈可以产生磁场，使电子 4.(2024·湖北武汉期末)如图所示，将一由绝缘 束发生偏转设垂直于纸面向里的磁场方向为 材料制成的带一定正电荷的小滑块（可视为质 正方向，如果要使电子束打在荧光屏上的位 点)放在倾斜的固定木板上，空间中存在垂直 置由a点逐渐移动到b点，图中哪种变化的磁 于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B 场能够使电子束发生上述偏转 测得小滑块的质量为m,木板的倾角为8，木板 与滑块之间的动摩擦因数为4滑块由静止释 放，依次经过A、B、C、D四个点，且AB=CD=d, B D 小滑块经过AB、CD所用的时间均为1.重力加 2.(2024·湖北恩施月考)如图甲所示，光滑绝 速度为g.下列说法正确的是 ( 缘水平面上方足够大空间内存在磁感应强度 A.到达C点之前滑块先加速后减速 大小B=1T的水平匀强磁场，带正电的物块 B.到达C点之前滑块所受的摩擦力先增大后 A静置于水平面上，电荷量g=0.2C.t=0时 减小 水平力F作用在物块A上，物块A由静止开始 运动，其对水平面的压力随时间的变化图像如 C.滑块所带的电荷量为mg1sin日_mg1cos0 Bμ Bd 图乙，重力加速度g取10m/s2,则 D.滑块的加速度先减小后增大 70 20 A 20 甲 A.物块A的质量m=3kg 等离子你 (第4题) (第5题) B.水平力F不断增大 C.水平力F的大小为70N 5.(2024·山东临沂月考)磁流体发电的原理如 D.物块A做匀加速直线运动 图所示，将一束速度为的等离子体垂直于磁 3.(2023·陕西西安一模)如图 场方向喷入磁感应强度为B的匀强磁场中，在 所示，竖直放置的光滑绝缘斜 面积为ab、间距为d的两平行金属板间产生电 面处于方向垂直竖直平面（纸 动势.将其上下极板与阻值为R的定值电阻和 面)向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场 电容为C的电容器相连.间距为1的电容器极 中，一带电荷量为q(g>0)的滑块自a点由静 板间有一带电微粒处于静止状态，不计其他电 止沿斜面滑下，下降高度为h时到达b点，滑 阻，重力加速度为g.下列说法正确的是( 块恰好对斜面无压力.关于滑块自a点运动到 A.平行金属板上极板比下极板电势高 b点的过程，下列说法正确的是（重力加速度 B.磁流体发电机的电动势为BL 选择性必修第二册：RJ黑白题008 C.电容器所带电荷量为CBaD 底部有质量为0.2kg的带电小球，整个装置处 D.微粒的比荷夕=弘 于竖直向下的匀强磁场中在水平拉力F的作 m Bdv 用下，试管向右以2m/s的速度匀速运动，最 6.(2024·河北期末)如图所×××@ 终带电小球以4m/s的速度飞出管口.则该过 示，足够长的两个平行纸面×× 程中 带绝缘凹槽的光滑倾斜滑：4 A.小球带负电 道，与水平面的夹角分别为a和B(a:<β)，加 B.小球的加速度逐渐变大 垂直于纸面向里的磁场，分别将质量相等且 C.洛伦兹力对小球做功1.6J 带等量正、负电荷的小球a,b依次从两滑道的 D.拉力F对试管做功1.2J 顶端由静止释放，关于两球在槽上运动的说 压轴挑战 法正确的是 ( 9.(2023·广东汕头金山中学三模)如图所示， A.a、b两球沿槽运动的最大速度分别为v,和 空间中存在磁感应强度大小为B、方向垂直 ,则> 纸面向里的匀强磁场.一质量为2m的足够 B.在槽上，a、b两球都做匀加速直线运动，且 长绝缘木板静置在光滑水平面上，t=0时刻， a.<as 一质量为m、带电量为-q(q>0)的小物块以 C.a、b两球沿槽运动的时间分别为t,和t,则 某一初速度从木板左侧滑上，小物块与木板 t<t 间的动摩擦因数为“、木板达到匀速运动状 D.a,b两球沿直槽运动的最大位移分别为s, 态后，与右侧一固定弹性挡板P碰撞，木板 和s6,则s>s 与挡板P碰撞后速度大小不变，方向相反已 7.(2023·内蒙古期末)（多选）如图所示，两个 知重力加速度为g。 半径相同的半圆形轨道分别竖直放在匀强磁 场和匀强电场中，轨道两端在同一高度上，轨 （)若小物块初速度o器求1=0时刻木 道是光滑的，两个相同的带正电的小球同时 板的加速度大小a: 从两轨道左端的最高点O由静止释放，M、N (2)若小物块初速度， 为轨道的最低点，以下说法正确的是( 3mg,求最终小物块 9 与木板间因摩擦而产生的总热量Q: (3)若小物块初速度，= mg(k>0),写出最 gB 终小物块与木板间因摩擦而产生的总热 A.两小球到达轨道最低点的速度，>心y 量Q与k的关系式 B.两小球到达轨道最低点时对轨道的压力 Fy>F C.小球第一次到达M点的时间大于到达N 点的时间 D.在磁场中小球能到达轨道的另一端，在电 场中不能 8.(2024·江苏新高考基地大联考)如图，光滑 的水平桌面上平放着内壁光滑的试管，试管 进阶突破拔高练P2 第一章黑白题009