第2节 磁场对运动电荷的作用 带电粒子在匀强磁场中的运动-【金版教程】2026年高考物理一轮总复习首选用卷全书Word

第2节　磁场对运动电荷的作用　带电粒子在匀强磁场中的运动

考点一　洛伦兹力

1．电荷量为＋q的粒子在同一匀强磁场中运动，下列说法中正确的是(　　)

A．若v⊥B，只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同

B．如果把＋q改为－q，且速度反向，大小不变，则其所受洛伦兹力的大小、方向均不变

C．洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直

D．运动电荷在某处不受洛伦兹力的作用，则该处的磁感应强度一定为零

答案：B

解析：若v⊥B，则洛伦兹力大小可表示为F＝qvB，可知只要速度大小相同，所受洛伦兹力大小就相同，但洛伦兹力的方向会随速度方向的改变而改变，故A错误；如果把＋q改为－q，且速度反向，大小不变，由洛伦兹力公式及左手定则可知，所受洛伦兹力的大小、方向均不变，故B正确；洛伦兹力方向一定与电荷运动方向垂直，磁场方向不一定与电荷运动方向垂直，故C错误；运动电荷在某处不受洛伦兹力的作用，可能是因为电荷的速度方向与该处磁场方向平行，该处的磁感应强度不一定为零，故D错误。

2．(多选)阴极射线管中电子束由阴极沿x轴正方向射出，在荧光屏上出现如图所示的一条亮线。要使该亮线向z轴正方向偏转，可以(　　)

A．加上沿y轴正方向的磁场

B．加上沿y轴负方向的磁场

C．加上沿z轴正方向的电场

D．加上沿z轴负方向的电场

答案：BD

解析：根据左手定则可知，要使电子向z轴正方向偏转，需加上沿y轴负方向的磁场，故A错误，B正确；电子受到的电场力与电场方向相反，要使电子向z轴正方向偏转，需加上沿z轴负方向的电场，故C错误，D正确。

3．如图，来自太阳和其他星体的宇宙射线含有大量高能粒子，幸好由于地磁场的存在改变了

这些带电粒子的运动方向，使很多带电粒子不能到达地面，避免了其对地面生命的危害。已知某地上空某处有由南指向北的磁场，磁感应强度约为1.2×10－4 T，如果有一速率v＝5.0×105 m/s、电量为1.6×10－19 C的正电荷竖直向下穿过此处的地磁场，则该正电荷受到的洛伦兹力约为(　　)

A．9.6×10－18 N，向东 B．9.6×10－17 N，向西

C．9.6×10－16 N，向北 D．9.6×10－15 N，向南

答案：A

解析：该正电荷受到的洛伦兹力大小为F＝qvB＝1.6×10－19×5.0×105×1.2×10－4 N＝9.6×10－18 N，根据左手定则可知，洛伦兹力方向向东，故选A。

4.导线中带电粒子的定向运动形成了电流。带电粒子定向运动时所受洛伦兹力的矢量和，在宏观上表现为导线所受的安培力。如图所示，设导线ab中每个带正电粒子定向运动的速度都是v，单位体积的粒子数为n，粒子的电荷量为q，导线的横截面积为S，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里，则下列说法正确的是(　　)

A．由题目已知条件可以算得通过导线的电流为I＝nqvS

B．题中导线受到的安培力的方向可用安培定则判断

C．每个粒子所受的洛伦兹力大小为F洛＝qvB，长度为vt的通电导线所受的安培力大小为F安＝nqvB

D．改变适当的条件，有可能使图中带电粒子受到的洛伦兹力方向反向而导线受到的安培力方向保持不变

答案：A

解析：通过导线的电流I＝＝＝nqvS，A正确；导线受到的安培力的方向由左手定则

判断，B错误；每个粒子所受的洛伦兹力大小为F洛＝qvB，在任一时刻，长度为vt的通电导线内的粒子数为N＝nvtS，由题意知该导线所受的安培力大小为F安＝NF洛＝nqv2BSt，C错误；由题意可知，带电粒子定向运动时所受洛伦兹力的矢量和，在宏观上表现为导线所受的安培力，故带电粒子受到的洛伦兹力方向反向，则导线受到的安培力方向也反向，D错误。

考点二　洛伦兹力作用下带电体的运动

5.在B＝2 T的匀强磁场中，一质量m＝1 kg、带正电、带电量为q＝1 C的物体沿光滑的绝缘水平面以初速度v0＝10 m/s向左运动，g＝10 m/s2，如图，运动过程中物体受地面给的支持力的大小为(　　)

A．10 N   B．20 N 

C．30 N   D．0

答案：C

解析：物体在水平方向不受外力作用，则物体做匀速运动，物体所受洛伦兹力的大小为F＝qv0B＝1×10×2 N＝20 N，由左手定则可知洛伦兹力的方向竖直向下，由平衡条件可知运动过程中物体受地面给的支持力的大小为FN＝mg＋F＝1×10 N＋20 N＝30 N，故选C。

6.(多选)如图所示，在方向垂直纸面向里、磁感应强度B＝0.5 T的匀强磁场中，固定一个倾角α＝37°的绝缘光滑斜面。一个质量m＝0.1 g、电荷量q＝4×10－4 C的小滑块由静止沿斜面滑下，小滑块滑至某一位置时将离开斜面。sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10 m/s2，则下列说法正确的是(　　)

A．小滑块带正电

B．小滑块离开斜面时的速度大小为4 m/s

C．该斜面长度至少为1.6 m

D．小滑块离开斜面前做匀加速直线运动

答案：BD

解析：由题意可知，下滑过程中小滑块受到的洛伦兹力垂直斜面向上，根据左手定则可知，小滑块带负电，故A错误；小滑块离开斜面之前，其所受合力始终等于重力沿斜面方向的分力，所以小滑块离开斜面前做匀加速直线运动，当小滑块离开斜面时，在垂直斜面方向有qvB