1.2 磁场对运动电荷的作用力 同步练习-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册

1.2 磁场对运动电荷的作用力 同步练习 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．如图所示，将一带负电的微粒从点垂直磁场方向射入磁场后，其运动轨迹可能是（　　） A．虚线 B．虚线 C．虚线 D．虚线 2．关于安培力和洛伦兹力，如下说法中正确的是（   ） A．带电粒子在磁场中运动时，一定受到洛伦兹力作用 B．放置在磁场中的通电导线，一定受到安培力作用 C．洛伦兹力对运动电荷一定不做功 D．洛伦兹力不改变运动电荷的动量 3．某空间存在着如图所示的水平方向的匀强磁场，A、B两个物块叠放在一起，并置于光滑的绝缘水平地面上。物块A带正电，物块B为不带电的绝缘块。水平恒力F作用在物块B上，使A、B一起由静止开始向左运动。在A、B一起向左运动的过程中，A、B始终保持相对静止。以下关于A、B受力情况的说法中正确的是 （　　） A．A对B的压力变小 B．B、A间的摩擦力保持不变 C．A对B的摩擦力变大 D．B对地面的压力保持不变 4．有关洛伦兹力和安培力的描述，正确的是（   ） A．通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用 B．安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现 C．带电粒子在匀强磁场中运动受到的洛伦兹力做正功 D．通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行 5．关于电荷在磁场中运动速度、磁场和电荷受到洛伦兹力，三者之间的方向关系如图所示，其中正确的是（　　） A． B． C． D． 6．如图所示，倾角为的光滑绝缘斜面固定在水平地面上，磁感应强度大小为的匀强磁场垂直纸面向外。一质量为、电荷量为的滑块从斜面的顶端由静止释放。重力加速度为，滑块滑到斜面某位置时，恰好不受斜面的弹力，则在该位置滑块的速度大小为（　　） A． B． C． D． 7．从太阳或其他星体上放射出的宇宙射线中含有大量的高能带电粒子。这些高能带电粒子到达地球会对地球上的生命带来危害，但由于地球周围存在地磁场，地磁场能改变宇宙射线中带电粒子的运动方向，如图所示，对地球上的生命起到保护作用。假设所有的宇宙射线从各个方向垂直射向地球表面，那么以下说法正确的是（　　） A．地磁场对宇宙射线的阻挡作用各处都相同 B．由于南北极磁场最强，因此阻挡作用最强 C．沿地球赤道平面垂直射来的高能正电荷向东偏转 D．沿地球赤道平面垂直射来的高能负电荷向南偏转 二、多选题 8．关于电荷在磁场中受力，下列说法中正确的是（　　） A．静止的电荷一定不受洛伦兹力的作用，运动电荷一定受洛伦兹力的作用 B．洛伦兹力的方向有可能与磁场方向平行 C．洛伦兹力的方向一定与带电粒子的运动方向垂直 D．带电粒子运动方向与磁场平行时，一定不受洛伦兹力的作用 9．如图，足够长的光滑三角形绝缘槽，与水平面的夹角分别为α和β（α<β），加垂直于纸面向里的磁场．分别将质量相等、带等量正、负电荷的小球a、b依次从两斜面的顶端由静止释放，关于两球在槽上运动的说法不正确的是（　　） A．在槽上，a、b两球都做匀加速直线运动，且aa>ab B．a、b两球沿槽运动的最大速度为va和vb，则va>vb C．a、b两球沿直槽运动的最大位移为sa和sb，则sa<sb D．a、b两球沿槽运动的时间为ta和tb，则ta<tb 10．如图所示，质量为m的带电绝缘小球（可视为质点）用长为l的绝缘细线悬挂于O点，在悬点O下方有匀强磁场。现把小球拉离平衡位置后从A点由静止释放，则下列说法中正确的是（　　） A．小球从A至C和从D至C到达C点时，速度大小相等 B．小球从A至C和从D至C到达C点时，细线的拉力相等 C．小球从A至C和从D至C到达C点时，加速度相同 D．小球从A至C和从D至C过程中，运动快慢一样 三、填空题 11．阴极射线是从阴极射线管的阴极发出的高速运动的粒子流，这些微观粒子是 。若在如图所示的阴极射线管中部加上垂直于纸面向外的磁场，阴极射线将 （填“向上”、“向下”、“向里”或“向外”）偏转。 12．质量为m、带电量为q的滑块，从倾角为的光滑绝缘斜面上由静止下滑，个斜面置于方向水平向外的匀强磁场中，其磁感强度为B，如图。若带电滑块下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，可知滑块带 电（填“正”或“负”）；滑块在斜面上下滑过程中，当滑块对斜面压力为零时的速率为 ，从开始到压力为零时所用时间为 。 四、解答题 13．如图表示，在磁感强度为B的水平匀强磁场中，有一足够长的绝缘细棒OO′在竖直面内垂直磁场方向放置，细棒与水平面夹角为α．一质量为m、带电荷为+q的圆环A套在OO′棒上，圆环与棒间的动摩擦因数为μ，且μ<tanα．现让圆环A由静止开始下滑，试问圆环在下滑过程中： (1)圆环A的最大加速度为多大？获得最大加速度时的速度为多大？ (2)圆环A能够达到的最大速度为多大？ 14．如图所示，一根水平光滑的绝缘直槽轨连接一个竖直放置的半径为R=0.50m的绝缘光滑槽轨。槽轨处在垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度B=0.50T，有一个质量m=0.10g、带电量为q=+1.6×10-3C的小球在水平轨道上向右运动。若小球恰好能通过最高点，重力加速度g=10m/s2．求： (1)小球在最高点N的速度大小； (2)小球在最高点N所受的洛伦兹力F； (3)小球的初速度v0． 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《1.2 磁场对运动电荷的作用力 同步练习》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D C B B A B C CD B ACD 1．D 【详解】由左手定则可知，该负电荷受到的洛伦兹力向右，故运动轨迹可能是虚线，D正确。 故选D。 2．C 【详解】A．带电粒子在磁场中运动时，若速度方向与磁场方向平行，则不受洛伦兹力作用，故A错误； B．放置在磁场中的通电导线，若导线与磁场平行放置，则不受安培力作用，故B错误； C．洛伦兹力的方向与电荷的速度方向始终垂直，则洛伦兹力对运动电荷一定不做功，故C正确； D．洛伦兹力会使运动电荷的速度方向发生改变，则动量一定发生变化，故D错误。 故选C。 3．B 【详解】BC．对AB整体，由牛顿第二定律 得 A、B间摩擦力 保持不变，B正确，C错误； AD．由左手定则可知，A受洛伦兹力向下，所以A对B、B对地面的压力均变大，AD错误。 故应选B。 4．B 【详解】A．当通电直导线放置方向与匀强磁场方向在同一直线上时，不受安培力的作用，A选项错误； B．安培力可以看成导体内大量电子共同受到洛伦兹力产生的，即B正确； C．在匀强磁场中，洛伦兹力始终与运动方向垂直，此时洛伦兹力不做功，C错误； D．由左手定则可知，通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向垂直，D也错误． 故选B。 5．A 【详解】A．根据左手定则，四指指向正电荷运动方向，磁感线垂直穿过掌心，大拇指的指向为电荷受到的洛伦兹力方向，图中正电荷受到的洛伦兹力方向向下，故A正确； B．根据左手定则，图中负电荷受到的洛伦兹力的方向竖直向下，故B错误； C．电荷运动的速度方向与磁感应强度的方向平行，电荷不受洛伦兹力，故C错误； D．根据左手定则，图中正电荷受到的洛伦兹力的方向垂直纸面向外，故D错误。 故选A。 6．B 【详解】由左手定则可知，滑块所受洛伦兹力垂直斜面向上，滑块滑至某位置时恰好不受弹力，则 解得 故选B。 7．C 【详解】AB．高能带电粒子到达地球受到地磁场的洛伦兹力作用，发生偏转。粒子在不同的磁场中，所受到的洛伦兹力大小不一，而磁场在南、北两极的磁场几乎与地面垂直，在赤道附近磁场的方向几乎与地面平行，结合洛伦兹力的特点可知，地磁场对垂直射向地球表面的宇宙射线的阻挡作用在南、北两极最弱，赤道附近最强，故AB错误； C．根据左手定则，地磁场会使沿地球赤道平面内射来的宇宙射线中的带正电粒子在洛伦兹力作用下向东偏转，偏向面与赤道平面平行，故C正确； D．根据左手定则，地磁场会使沿地球赤道平面内射来的宇宙射线中的带负电粒子在洛伦兹力作用下向西偏转，偏向面与赤道平面平行。故D错误。 故选C。 8．CD 【详解】A．运动的电荷不一定受到洛伦兹力作用，若电荷的运动方向与磁场方向平行，则运动电荷不受洛伦兹力作用，故A错误； BC．根据左手定则，洛伦兹力的方向与磁场方向、粒子的运动方向垂直，故B错误，C正确； D．带电粒子运动方向与磁场方向平行时，一定不受洛伦兹力的作用，故D正确。 故选CD。 9．B 【详解】A．两小球受到的洛伦兹力都与斜面垂直向上，沿斜面方向的合力为重力的分力，则其加速度为 aa=gsinβ ab=gsinα 可见aa>ab，故A正确； B．当加速到洛伦兹力与重力沿垂直斜面向下分力相等时，小球脱离斜面则 mgcosβ=Bqv 所以 同理 由于（α<β）所以va<vb，故B错误； C．又v2=2gsinβsa求得 同理得 则sa<sb，故C正确； D．又由v=gsinβta得 同理得 则ta<tb，故D正确。 本题选不正确的，故选B。 10．ACD 【详解】ACD．小球进入磁场后受到洛伦兹力作用，方向与速度方向垂直，洛伦兹力对小球不做功，只有重力做功机械能守恒，所以小球从A至C和从D至C到达C点时，速度大小相等；到达C点时加速度为 方向都由C指向O，可得加速度相同；小球从A至C和从D至C过程中，任一时刻减少的重力势能都转化为动能，可得运动快慢一样，ACD正确； B．受力分析可得到达C点时绳子的拉力、小球的重力和洛伦兹力的合力提供向心力，由于从A至C和从D至C时小球在磁场中的速度方向不同，可知受到的洛伦兹力方向不同，所以此时细线的拉力大小不同，B错误。 故选ACD。 11． 电子 向上 【详解】[1][2]由阴极射线管射出的为高速电子流；电子在阳极的作用下高速向阳极运动；因磁场向外，则由左手定则可得带电粒子向上运动。 12． 正 【详解】[1]带电小球沿斜面向下运动，某时刻对斜面的作用力恰好为零，可知洛伦兹力垂直斜面向上，由于磁场垂直纸面向外，可知小球带正电； [2]带电小球在斜面上下滑过程中，当小球受到的洛伦兹力等于重力垂直于斜面的分力相等时，小球对斜面压力为零，即 解得 [3]滑块在斜面上运动时，沿斜面方向上只受重力沿斜面的分力，根据牛顿第二定律 则加速度 滑块从静止开始运动，根据运动学公式，解得 13．(1) gsinα     (2) 【详解】(1)由于μ＜tanα，所以环将由静止开始沿棒下滑．环A沿棒运动的速度为v1时，受到重力mg、洛伦兹力qv1B、杆的弹力N1和摩擦力f1=μN1． 根据牛顿第二定律，对沿棒的方向有mgsinα-f1=ma 垂直棒的方向有N1+qv1B=mgcosα 所以当f1=0，即N1=0时，a有最大值am，且am=gsinα 此时qv1B=mgcosα 解得 (2)设当环A的速度达到最大值vm时，环受杆的弹力为N2，方向垂直于杆向下，摩擦力为f2=μN2．此时应有a=0，即 mgsinα=f2 N2+mgcosα=qvmB 解得 14．(1)1m/s；(2) ；（3）4.58m/s 【详解】（1）、（2）设小球在最高点N的速度为，则小球在最高点所受洛伦兹力为 方向竖直向上；由于小球恰好能通过最高点N，故小球在最高点N由洛伦兹力和重力共同提供向心力，即 两式联立得 ， （3）由于无摩擦力，且洛伦兹力不做功，所以小球在运动过程中机械能守恒，由机械能守恒定律可得 其中 联立解得 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $