课时冲关58 磁场对运动电荷(带电体)的作用力-【创新教程】2026年高考物理总复习大一轮课时作业（人教版2019）

课时冲关５８　磁场对运动电荷(带电体)的作用力 学生用书　P４４５ [基础落实练] １．(２０２５􀅰广东潮州高三期末)极 光是由来自宇宙空间的高能带 电粒子流进入地球大气层后, 由于地磁场的作用而产生的． 如图所示,科学家发现并证实, 这些高能带电粒子流向两极时 做螺旋运动,旋转半径不断减小．此运动形成的 主要原因是 (　　) A．太阳辐射对粒子产生了驱动力的作用效果 B．粒子的带电荷量减小 C．洛伦兹力对粒子做负功,使其动能减小 D．南北两极附近的磁感应强度较强 解析:D　[粒子在运动过程中,由洛伦兹力提供 向心力,有qvB＝mv ２ r ,解得r＝mvqB ,可知半径 不断减小与太阳辐射对粒子产生了驱动力无 关,A错误;当带电荷量减小时,半径增大,B错 误;洛伦兹力始终与速度反向垂直,所以洛伦兹 力不做功,C错误;粒子在运动过程中,南北两 极的磁感应强度较强,由r＝mvqB 可知,当磁感应 强度增加时,半径减小,D正确．] ２．(２０２５􀅰安徽芜湖市高三期末)在探究射线性质 的过程中,让质量为m１、带电荷量为２e的α 粒 子和质量为m２、带电荷量为e的β粒子,分别垂 直于磁场方向射入同一匀强磁场中,发现两种 粒子沿半径相同的圆轨道运动．则α粒子与β粒 子的动能之比是 (　　) A． m１ m２ 　　B． m２ m１ 　　C． m１ ４m２ 　　D． ４m２ m１ 解析:D　[带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周 运动,洛伦兹力提供向心力,根 据 牛 顿 第 二 定 律,有qvB＝mv ２ r ,动能为Ek＝ １ ２mv ２,联立可 得Ek＝q ２B２r２ ２m ,由题意知α粒子和β 粒子所带 电荷量之比为２∶１,故α粒子和β 粒子的动能 之比为 Ekα Ekβ ＝ q２１ m１ q２２ m２ ＝ ４m２ m１ ,故D正确．] ３．如图所示,为洛伦兹力演示 仪的结构示意图．由电子枪 产生电子束,玻璃泡内充有 稀薄气体,在电子束通过时 能够显示电子的径迹．当通有恒定电流时前后 两个励磁线圈之间产生匀强磁场,磁场方向与 两个线圈中心的连线平行．电子速度的大小和 磁感应强度可以分别通过电子枪的加速电压U 和励磁线圈的电流I 来调节．适当调节U 和I, 玻璃泡中就会出现电子束的圆形径迹．通过下列调 节,一定能让圆形径迹半径减小的是 (　　) A．减小U,增大I　　　B．增大U,减小I C．同时减小U 和I D．同时增大U 和I 解析:A　[电子在加速电场中加速,由动能定理 有eU＝１２mv ２ ０,电子在匀强磁场中做匀速圆周 运动,洛伦兹力充当向心力,有eBv０＝m v２０ r ,解 得r＝ mv０ eB ＝ １ B ２mU e ,减小电子枪的加速电压 U,增大励磁线圈中的电流I从而导致电流产生的 磁场B增大,可以使电子束的轨道半径变小．] ４．(多选)核聚变具有极高效率、原料丰富以及安 全清洁等优势,中科院等离子体物理研究所设 计制造了全超导非圆界面托卡马克实验装置 (EAST),这是我国科学家率先建成世界上第一 个全超导核聚变“人造太阳”实验装置．将原子 核在约束磁场中的运动简化为带电粒子在匀强 磁场中的运动,如图所示,磁场水平向右分布在 空间中,所有粒子的质量均为m,电荷量均为q, 且粒子的速度在纸面内,忽略粒子重力的影响, 以下判断正确的是 (　　) A．甲粒子受到的洛伦兹力大小为qvB,且方向 水平向右 B．乙粒子受到的洛伦兹力大小为０,做匀速直线 运动 C．丙粒子做匀速圆周运动 D．所有粒子运动过程中动能不变 解析:BD　[甲粒子速度方向与磁场方向垂直, 则所受洛伦兹力大小为qvB,由左手定则得,洛 伦兹力方向垂直纸面向里,故A错误;乙粒子速 度方向与磁场方向平行,则所受洛伦兹力大小 为０,做匀速直线运动,故B正确;丙粒子速度方 向与磁场方向不垂直,不做匀速圆周运动,故C 错误;洛伦兹力不做功,根据功能关系,所有粒 子运动过程中动能不变,故D正确．] ５．(２０２５􀅰安徽合肥市模拟)如 图,长直导线水平固定放置, 通有向右的恒定电流,绝缘 细线 一 端 系 于 导 线 上 的 O 点,另一端系一个带电小球, 细线拉直,第一次让小球在A 点由静止释放,让小球绕O 点沿圆１在竖直面 内做圆周运动;第二次让小球在B 点由静止释 放,让小球绕O 点沿圆２在竖直面内做圆周运 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰５０６􀅰 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　 第十一章　磁场 动．圆１与直导线在同一竖直面内,圆２与直导 线垂直,A、B 两点高度相同,不计空气阻力,则 两次小球运动到最低点C时 (　　) A．速度大小相等,线的拉力相等 B．速度大小不等,线的拉力相等 C．速度大小相等,线的拉力不等 D．速度大小不等,线的拉力不等 解析:C　[由于洛伦兹力不做功,只有重力做 功,所以两次小球运动到最低点C 时,根据动能 定理可知,合外力做功相同,所以两次在最低点 小球的速度大小相等;在圆１中小球在最低点 时速度方向与磁场方向相互垂直,根据左手定 则,如果小球带正电,则在圆１中小球在最低点 线的拉力大小满足FT１＋Bqv－mg＝m v２ R ,在圆 ２中小球在最低点速度方向与磁场方向相互平 行,所受洛伦兹力为０,则在圆２中小球在最低 点线的拉力大小满足FT２－mg＝m v２ R ,则两次 小球运动到最低点C 时,线的拉力不等,同理可 知,若小球带负电,在C 点线的拉力也不相等, 所以C正确,A、B、D错误．] ６．(多选)如图所示,质量为m、电荷量为＋q的圆 环可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动, 细杆处于磁感应强度大小为B、垂直于纸面向 里的匀强磁场中,不计空气阻力,现给圆环向右 的初速度v０,在以后的运动过程中,圆环运动的 速度—时间图像可能是下列选项中的 (　　) 解析:AD　[带电圆环在磁场中受到向上的洛 伦兹力,当重力与洛伦兹力相等时,圆环将做匀 速直线运动,A正确;当洛伦兹力大于重力时,圆环 受到摩擦力的作用,并且随着速度的减小而减小, 圆环将做加速度逐渐减小的减速运动,最后做匀速 直线运动,D正确;如果重力大于洛伦兹力,圆环也 受摩擦力作用,且摩擦力越来越大,圆环将做加速 度逐渐增大的减速运动,B、C错误．] ７．(２０２５􀅰广东广州一模)如 图,虚线内有垂直纸面的 匀强磁场,acb 是半圆,圆 心是O,半径为r,∠bOc＝６０°．现有一质量为 m、电荷量为＋q的离子,以速度v沿半径Oc射 入磁场,从bd边垂直边界离开磁场,则 (　　) A．离子做圆周运动的半径为２r B．离子离开磁场时距b点为３r C．虚线内的磁感应强度大小为mv３qr D．离子在磁场中的运动时间为５ ３πr６v 解析:D　[由题意作 出 离 子在磁场中运动轨迹示意 图如图．根据几何关系,离 子在磁场中圆周运动半径为R＝ ３r,离子离开 磁场时距b点为s＝R＋ rcos６０°－r＝ (３＋１)r, 故A、B错误;离子在磁场中,由洛伦兹力提供 向心力知,qvB＝mv ２ R ,可得B＝mvqR＝ mv ３qr ,故C 错误;由几何关系知,离子在磁场中运动轨迹对 应的圆心角为１５０°,则运动时间为t＝θ２πT＝ θm qB ＝５ ３πr６v ,故D正确．] ８．如图为显像管原理俯视 图(纸面内)．若电子枪 发射的高速电子束经磁 偏转线圈的磁场偏转后 打在荧光屏上a点,则 (　　) A．磁场的方向垂直纸面向里 B．磁场越强,电子束打在屏上的位置越靠近屏 的中心O 点 C．要让电子束从a逐渐移向b,应将磁场逐渐减 弱至零,再将磁场反向且逐渐增强磁场 D．要让电子束从a逐渐移向b,应逐渐增强磁场 使电子束过O 点,再将磁场反向且逐渐减弱 磁场 解析:C　[电子向上偏转,据左手定则可知,磁 场的方向垂直纸面向外,A错误;由洛伦兹力作 为向心力可得qvB＝mv ２ r ,解得r＝mvqB ,磁场越 强,偏转半径越小,电子束打在屏上的位置越远 离屏的中心O 点,B错误;磁场越弱,偏转半径 越大,电子束打在屏上的位置越靠近屏的中心 O 点,要让电子束从a逐渐移向b,应将磁场逐 渐减弱至零,再将磁场反向且逐渐增强磁场,C 正确,D错误．] [能力综合练] ９．如图所示,一个电荷量为e、动量大小为p,重力 忽略不计的电子,垂直磁场边界穿过宽度为d 磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁 场,并发生了偏转,偏转角α等于 (　　) A．arcsin peBd æ è ç ö ø ÷ B．arcsineBdp æ è ç ö ø ÷ C．arctan peBd æ è ç ö ø ÷ D．arctaneBdp æ è ç ö ø ÷ 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰６０６􀅰 高考总复习　物理 解析:B　[如图所示 设粒子在磁场中的轨道半径为r,根据几何关系 可得rsinα＝d, 由洛伦兹力提供向心力可得ev０B＝m v０２ r , 又p＝mv０, 联立解得偏转角为α＝arcsineBdp æ è ç ö ø ÷,故选B．] １０．如图所示,一束电子以大小不 同的速率沿垂直于磁场方向 飞入正方形区域的匀强磁场 中,下列判断正确的是(　　) A．电子在磁场中运动时间越 长,其轨迹越长 B．电子在磁场中做圆周运动半径越大,则运动 时间越短 C．在磁场中运动时间相同的电子,其轨迹不一 定重合 D．电子的速率不同,它们在磁场中运动的时间 一定不相同 解析:C　[比较２、５轨迹可知A错误;比较３、 ４、５轨迹可知B错误;若它们在磁场中运动时 间相同,但轨迹不一定重合,比如:轨迹３、４与 ５,它们的运动时间相同,但它们的轨迹对应的 半径不同,即 它 们 的 速 率 不 同,故 C正 确,D 错误．] １１．(多 选)如 图 所 示,虚 线 MN 将平面分成Ⅰ和Ⅱ两 个区域,两个区域分别存 在着与纸面垂直的匀强磁 场．一带电粒子仅在磁场 力作用下由Ⅰ区运动到Ⅱ区,曲线aPb为运动 过程中的一段轨迹,其中弧aP、弧Pb的弧长 之比为２∶１,且粒子经过a、b点时的速度方向 均水平向右,下列判断正确的是 (　　) A．Ⅰ、Ⅱ区域两个磁场的磁感应强度方向相 反,大小之比为１∶２ B．粒子在Ⅰ、Ⅱ区域两个磁场中的运动半径之 比为２∶１ C．粒子通过aP、Pb两段弧的时间之比为１∶１ D．弧aP 与弧Pb对应的角速度之比为１∶１ 解析:AB　[根据粒子偏转方向相反可得Ⅰ、 Ⅱ区域两个磁场的磁感应强度方向相反;据粒 子偏转方向相反,由粒子经过a、b点时的速度 方向均水平向右可得:两粒子转过的角度相 等,所以弧aP 与弧Pb 对应的圆心角相等,又 有弧aP、弧Pb的弧长之比为２∶１,那么半径 为Δs θ ＝R ,得粒子在Ⅰ、Ⅱ区域两个磁场中的 运动半径之比为２∶１;粒子在磁场中只受洛 伦兹力作用,洛伦兹力提供向心力,故有根据 Bqv＝mv ２ R ,磁感应强度为 B＝mvqR ,得磁场的 磁感应强度大小之比为１∶２,故A、B正确;根 据粒子做圆周运动的周期T＝２πRv ,由粒子运 动半径之比为２∶１,则通过aP、Pb两段弧的时 间之比为２∶１;由角速度公式ω＝ΔθΔt ,由圆心角 相等可得角速度之比为１∶２,故C、D错误．] [素养培优练] １２．(２０２５􀅰广东省模拟)如图甲所示,水平传送带 足够长,沿顺时针方向匀速转动,某绝缘带电 物块无初速度地从最左端放上传送带．该装置 处于垂直纸面向外的匀强磁场中,物块运动的 vＧt图像如图乙所示．物块所带电荷量保持不 变,下列说法正确的是 (　　) A．物块带正电 B．１s后物块与传送带共速,所以传送带的速 度为０􀆰５m/s C．传送带的速度可能比０􀆰５m/s大 D．若增大传送带的速度,其他条件不变,则物 块最终达到的最大速度也会增大 解析:C　[在第１s内,图像的斜率减小,物块 的加速度减小,所受滑动摩擦力减小,对传送 带的压力减小,而物块做加速运动,所受洛伦 兹力增大,所以洛伦兹力一定竖直向上,由左 手定则可知,物块一定带负电,A错误;物块达 到最大速度的条件是摩擦 力 等 于 零,不 再 加 速,所以１s末物块与传送带间的摩擦力恰好 为零,此时物块的速度为０􀆰５m/s,传送带的速 度可能是０􀆰５m/s,也可能大于０􀆰５m/s,B错 误,C正确;若传送带的速度小于０􀆰５m/s,物 块最终达到的最大速度随着传送带速度的增 大而增大;若传送带的速度等于０􀆰５m/s,则物 块的最大速度等于０􀆰５m/s;若传送带的速度 大于０􀆰５m/s,无论传送带的速度多大,物块加 速到０􀆰５m/s时都不再加速,即物块的最大速 度等于０􀆰５m/s,D错误．] 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰７０６􀅰 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　 第十一章　磁场