第一章 第2节 课时1 磁场对运动电荷的作用力-【高中必刷题】2025-2026学年高中物理选择性必修2同步课件(人教版 江苏专用)

物理 选择性必修 第二册 江苏专用 1 1 课时1 磁场对运动电荷的作用力 刷基础 2 1.［湖北部分高中2025高二上联考］如图所示，带电粒子刚进入匀强磁场时，所受到的洛伦兹力 的方向垂直纸面向里的是( ) B A. B. C. D. 题型1 洛伦兹力的方向（左手定则的应用） 3 解析 题图A中磁场的方向垂直纸面向里,根据左手定则可知,粒子受到的洛伦兹力的方向是向上的, 故A错误；题图B中磁场的方向是向上的,带负电的粒子向右运动,根据左手定则可知,粒子受到的洛 伦兹力的方向垂直纸面向里,故B正确；题图C中磁场的方向水平向右,带负电的粒子向上运动,根据 左手定则可知,粒子受到的洛伦兹力的方向垂直纸面向外,故C错误；题图D中磁场的方向是向上的, 带负电的粒子向上运动,粒子运动方向和磁场方向平行,粒子不受洛伦兹力,故D错误. 题型1 洛伦兹力的方向（左手定则的应用） 4 2.［山东青岛二中2025高二上期中］宇宙中存在大量带电粒子，这些带电粒子经过地球时，地球 的磁场使它们发生偏转.若比荷相同的粒子均以同一速度垂直地面射入地磁场区域，有( ) D ①从同一地点射入的正、负粒子，在地磁场的作用下偏转方向相同 ②从同一地点射入的正、负粒子，在地磁场的作用下偏转方向相反 ③在极地附近射入的粒子，受到的地磁场作用力一定更大 ④在赤道附近射入的粒子，受到的地磁场作用力可能更大 A.①③ B.①④ C.②③ D.②④ 题型1 洛伦兹力的方向（左手定则的应用） 5 解析 根据左手定则可知,从同一地点射入的正、负粒子受到的洛伦兹力方向相反,则偏转方向相反， 故①错误,②正确；在极地附近射入的粒子,如果速度方向与磁场方向平行,不受洛伦兹力,故③错误； 在赤道附近射入的粒子,如果速度方向与磁场方向垂直,所受洛伦兹力更大,故④正确.故选D. 题型1 洛伦兹力的方向（左手定则的应用） 6 3.如图所示，纸面内的为等边三角形边水平，在、 两点放有垂直于纸面的直导线 （图中未画出），点处导线中的电流方向垂直纸面向外， 点处导线中的电流方向垂直纸面向 里，每根导线在点产生磁场的磁感应强度大小均为.若某时刻有一电子（电荷量为 ）正好经过 点，速度大小为，方向垂直纸面向里，则该电子经过 点时所受的洛伦兹力( ) A A.方向水平向左，大小为 B.方向水平向右，大小为 C.方向水平向右，大小为 D.方向水平向左，大小为 题型2 洛伦兹力的大小 7 解析 点处导线中的电流方向垂直纸面向外, 点处导线中的电流方向垂直纸面向里,由安培定则 可知,两导线在点处产生的磁感应强度方向夹角为 ,如图所示,则 点处的合磁感应强度大小 ,方向竖直向上,电子经过点时所受的洛伦兹力大小为,根据左手定则知,电子经过 点时所受的洛伦兹力方向水平向左,故A正确. 题型2 洛伦兹力的大小 8 关键点拨 解答本题的关键是知道点处的磁感应强度是、两点处导线在 点产生磁场的磁感应强度的矢量和. 题型2 洛伦兹力的大小 4.如图所示是电视显像管工作原理示意图（俯视图），电流通过偏转线圈，从而产生偏转磁场， 电子束经过偏转磁场后运动轨迹发生偏转，不计电子的重力，图中 点为荧光屏的中心，若调节 偏转线圈中的电流，使电子束打到荧光屏上的 点，下列说法正确的是( ) D A.电子经过磁场速度增大 B.偏转磁场的方向水平向右 C.偏转磁场的方向垂直纸面向里 D.偏转磁场的方向垂直纸面向外 题型3 电子束的磁偏转（电视显像管的工作原理） 10 解析 电子经过磁场,洛伦兹力不做功,则电子的动能不变,速度大小不变,故A错误；欲使电子束打 到荧光屏上的 点,则电子所受洛伦兹力方向向左,根据左手定则可知,偏转磁场的方向垂直纸面向 外,故B、C错误,D正确. 题型3 电子束的磁偏转（电视显像管的工作原理） 11 5.［江苏扬州2024高二下月考］如图，下端封闭、上端开口、内壁光滑的细玻璃管竖直放置，管 底有一带电的小球.整个装置以水平向右的速度匀速运动，垂直于磁场方向进入匀强磁场，由于外 力的作用，玻璃管在磁场中的速度保持不变，最终小球从上端开口飞出，小球的电荷量始终保持 不变，则从玻璃管进入磁场到小球运动到上端开口的过程中( ) C A.洛伦兹力对小球做正功 B.洛伦兹力对小球做负功 C.小球的运动轨迹是抛物线 D.小球的运动轨迹是直线 易错点 对“洛伦兹力不做功”理解不深刻 12 解析 洛伦兹力的方向总是与小球的速度方向垂直,对小球不做功,故A、B错误；由题可知,小球从 玻璃管上端开口飞出,由左手定则可知小球带正电,设小球的竖直分速度为、水平分速度为 ,以 小球为研究对象,受力分析如图所示,由于小球随玻璃管在水平方向做匀速直线运动,故竖直方向的 洛伦兹力是恒力,由牛顿第二定律得,解得 ,小球的加速度不 随时间变化,故小球在竖直方向做匀加速直线运动,又小球在水平方向做匀速直线运动,则小球的运 动轨迹是抛物线,故C正确,D错误. 易错点 对“洛伦兹力不做功”理解不深刻 13 在本题中,带电小球参与了两个运动,一个是水平方向的匀速 直线运动,一个是竖直方向的匀加速直线运动,所以小球的实 际速度应为这两个方向分速度的合速度,根据左手定则,水平 方向分速度的洛伦兹力竖直向上,竖直方向分速度的洛伦兹 力水平向左,如图1所示,两洛伦兹力做功的代数和为零；从实际速度来看,,洛伦兹力 不 做功.实际速度的增大是因为管壁对小球的弹力对小球做正功与的夹角为锐角 ,如图2所示. 做题时易错误地认为与 同向, 所以洛伦兹力对小球做正功而错选A. 易错分析 易错点 对“洛伦兹力不做功”理解不深刻 14 1 课时1 磁场对运动电荷的作用力 刷提升 15 1.［江苏无锡2025高二上期末］下列有关洛伦兹力和安培力的描述，正确的是( ) B A.通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用 B.若通电直导线在磁场中受到的安培力为零，该处磁场的磁感应强度不一定为零 C.只要带电粒子的速度大小相等，所受的洛伦兹力大小就相等 D.洛伦兹力对运动电荷一定不做功，安培力是所有运动电荷所受洛伦兹力的总和，因此安培力也 不做功 16 解析 当通电直导线电流方向与磁场方向平行时,通电直导线不受安培力作用,A错误；若通电直导 线在磁场中受到的安培力为零,可能是通电直导线电流方向与磁场方向平行,所以该处磁场的磁感 应强度不一定为零,B正确；当带电粒子速度方向与磁场方向垂直时,带电粒子受到的洛伦兹力为 ,可知速度大小相等,所受的洛伦兹力大小不一定相等,还要看电荷量、磁感应强度大小,C 错误；洛伦兹力始终与运动电荷的速度方向垂直,对运动电荷一定不做功,安培力是洛伦兹力的宏 观体现,安培力不一定与导体的运动方向垂直,当安培力的方向与导体的运动方向不垂直时会做功, D错误. 17 2.粗细均匀、半径为 的光滑绝缘半圆环固定在竖直面内，空间中存在着方向垂直纸面向外的匀 强磁场，是半圆环的水平直径，从点由静止释放一套在半圆环上的小球（电荷量为 、质量 为）.小球第一次运动到半圆环最低点时对半圆环恰无作用力，重力加速度为 ，下列说法正确 的是( ) C A.小球可能带负电 B.小球经过最低点时的速率为 C.磁场的磁感应强度大小为 D.小球相邻两次经过半圆环最低点 时，所受洛伦兹力的方向相同 18 解析 洛伦兹力不做功，根据机械能守恒定律知，小球第一次运动到点的过程有 ， 解得，小球在点的合外力大小为 ，方向指向圆心，则小球第一次运动 到点时所受洛伦兹力向上，又小球第一次运动到 点时半圆环对小球恰无作用力，故有 ,解得，结合左手定则知小球带正电，A、B错误；根据 ，结合 上述分析可得，C正确；洛伦兹力不做功，则小球相邻两次经过 点时的速度大小相等， 方向相反，由左手定则可知，所受洛伦兹力的方向相反，D错误. 19 3.［宁夏银川二中2025高二上期中］如图所示，足够长的粗糙细杆 水平置于空中，且处在垂直 纸面向里的水平匀强磁场中.一质量为、电荷量为的小圆环套在细杆 上.现给小圆环一个向 右的初速度，圆环运动的 图像不可能是( ) B A. B. C. D. 20 解析 圆环在磁场中受到向上的洛伦兹力,若重力与洛伦兹力大小相等,圆环做匀速直线运动,则 图像如选项A所示,故A正确；若重力大于洛伦兹力,圆环受摩擦力作用,做减速运动,竖直方向 有,水平方向上有 ,随着速度的减小,洛伦兹力减小,支持力增大,摩擦力 增大,圆环将做加速度逐渐增大的减速运动,直至速度为零,则 图像如选项C所示,故C正确；若 洛伦兹力大于重力,圆环受到摩擦力的作用,做减速运动,竖直方向有 ,水平方向上有 ,随着速度的减小,洛伦兹力减小,支持力减小,摩擦力减小,圆环做加速度逐渐减小的 减速运动,当重力与洛伦兹力相等时,做匀速直线运动,则 图像如选项D所示,故D正确；圆环不 可能做匀变速直线运动,B选项所示图像不存在,故B错误 符合题意. 21 4.［湖南长沙雅礼中学2024高二下期中］如图所示，足够长的光滑三角形绝缘槽固定在水平面上， 与水平面的夹角分别为 和 ，加一垂直于纸面向里的匀强磁场，分别将质量相等、带等 量正、负电荷的小球、 依次从两斜槽的顶端由静止释放，关于两球在槽上运动的说法正确的是 ( ) C A.在槽上，、两球都做匀加速直线运动，且加速度大小 B.、两球沿槽运动的最大速度为和，则 C.、两球沿槽运动的最大位移为和，则 D.、两球沿槽运动的时间为和，则 22 解析 两球受到的洛伦兹力都与斜槽垂直斜向上,则沿斜槽方向的合力为重力沿斜槽方向的分力,所 以在槽上、两球都做匀加速直线运动,加速度分别为 ,,可得 ,故A 错误；当小球受到的洛伦兹力与重力沿垂直斜槽向下分力大小相等时,小球脱离斜槽,则有 ,,解得,,所以,故B错误；、 两 球都做匀加速直线运动,根据运动学公式可得,,,可得、 两球沿槽运动的最 大位移分别为,,根据数学关系可得,故C正确；、 两球 都做匀加速直线运动,、两球沿槽运动的时间分别为, ,所以 ,故D错误. 23 5.［河北衡水二中2024高二上月考］如图所示，是边长为且对角线 竖直的正方形区域， 区域内既存在垂直于平面的匀强磁场（图中未画出），也存在平行于 边斜向上的匀强电场. 一质量为、电荷量为的小球从点正上方高处由静止释放，恰好能沿直线 匀速穿过正方形 区域.小球可视为质点，重力加速度大小为 .由此可知( ) C A.小球所带电荷为负电荷 B.磁场方向垂直于 平面向里 C.磁场的磁感应强度大小为 D.从到的过程中，小球机械能变化量为 24 解析 如图所示,由受力分析可知,小球带正电荷,磁场方向垂直于 平面向外,故A、B错误；由题 意可得, ,解得磁场的磁感应强度大小,故C正确；从到 的过程中,小球机械能变化量为电场力做的功,则 ,故D错误. 25 $$