课时检测 第一章 2.磁场对运动电荷的作用力-（配套练习）【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册（人教版）

2.磁场对运动电荷的作用力 知识点一　洛伦兹力的方向 1.〔多选〕下列图中关于各带电粒子所受洛伦兹力的方向或带电粒子电性的描述正确的是（　　） 2.（2025·河南开封期中）地磁场通过改变宇宙射线中带电粒子的运动方向，从而保护着地球上的生命。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负电荷向西偏转 D.沿地球赤道平面垂直射来的高能正电荷向地球两极偏转 知识点二　洛伦兹力的大小 3.（2025·吉林长春期末）在匀强磁场中，一带电粒子沿着垂直磁感应强度的方向运动。现将该磁场的磁感应强度增大2倍，则该带电粒子受到的洛伦兹力（　　） A.增大为原来的2倍 B.增大为原来的3倍 C.增大为原来的4倍 D.减小为原来的2倍 4.如图所示，在匀强磁场中垂直于磁场方向放置一段导线ab。磁场的磁感应强度为B，导线长度为l、截面积为S、单位体积内自由电子的个数为n。导线中通以大小为I的电流，设导线中的自由电子定向运动的速率都相同，则每个自由电子受到的洛伦兹力（　　） A.大小为，方向垂直于导线沿纸面向上 B.大小为，方向垂直于导线沿纸面向上 C.大小为，方向垂直于导线沿纸面向下 D.大小为，方向垂直于导线沿纸面向下 知识点三　电子束的磁偏转 5.如图所示，在示波器下方有一根与示波器轴线平行放置的通电直导线，直导线中的电流方向向右，在该电流的影响下，关于示波器中的电子束的说法正确的是（示波器内两个偏转电场的偏转电压都为零，不考虑地磁场的影响）（　　） A.电子束将向下偏转，电子的速率保持不变 B.电子束将向外偏转，电子的速率逐渐增大 C.电子束将向上偏转，电子的速率保持不变 D.电子束将向里偏转，电子的速率逐渐减小 6.如图为说明电视机显像管偏转线圈作用的示意图。当线圈中通过图示方向的电流时，一束沿中心轴线O自纸内射向纸外的电子流将（　　） A.向左偏转 B.向右偏转 C.向上偏转 D.向下偏转 7.〔多选〕一束混合粒子流从一发射源射出后，进入如图所示的磁场，分离为1、2、3三束粒子流，则下列判断正确的是（　　） A.1带正电 B.1带负电 C.2不带电 D.3带负电 　　 8.〔多选〕（2025·陕西汉中期中）如图所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O为半圆弧的圆心，在O点存在垂直于纸面向里匀速运动的电子束。∠MOP＝60°，在M、N处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，这时O点的电子受到的洛伦兹力大小为F1。若将M处长直导线移至P处，则O点的电子受到的洛伦兹力大小为F2。那么F2与F1之比为（　　） A.∶1 B.∶2 C.1∶1 D.1∶2 9.带电油滴以水平速度v0垂直进入磁场，恰做匀速直线运动，如图所示，若油滴质量为m，磁感应强度为B，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A.油滴必带正电荷，电荷量为 B.油滴必带负电荷，比荷＝ C.油滴必带正电荷，电荷量为 D.油滴带什么电荷都可以，只要满足q＝ 10.如图所示，在探究洛伦兹力方向的实验中，阴极射线管电子枪发出的电子束打在荧光屏正中央形成一个亮斑。通过施加不同匀强磁场改变荧光屏上亮斑的位置，来判断电子受洛伦兹力的方向，从荧光屏正前方观察，下列磁场方向和对应亮斑的位置正确的是（　　） 11.〔多选〕如图所示为一个质量为m、带电荷量为＋q的圆环，可刚好套在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆处于垂直纸面向里磁感应强度为B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（　　） 12.如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一长为l的绝缘细线，一端固定于O点，另一端连一质量为m、带电荷量为＋q的小球，将小球与细线拉至右侧与磁感线垂直的水平位置，由静止释放，重力加速度为g，则小球第一次通过最低位置时细线上的拉力大小为（　　） A.3mg＋Bq B.3mg＋Bq C.3mg－Bq D.3mg－Bq 4 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $ 2.磁场对运动电荷的作用力 1.CD　选项A中，粒子带负电，根据左手定则可知，洛伦兹力方向竖直向上，故A错误；选项B中，粒子带负电，根据左手定则可知，洛伦兹力方向垂直纸面向里，故B错误；选项C中，根据左手定则可知，粒子带正电，故C正确；选项D中，粒子带负电，根据左手定则可知，洛伦兹力方向垂直纸面向外，故D正确。 2.C　高能带电粒子到达地球附近会受到地磁场的洛伦兹力作用，发生偏转，磁感应强度不同，所受到的洛伦兹力不同，故A错误；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B错误；地磁场会使沿地球赤道平面垂直射来的宇宙射线中的带正电粒子向东偏转，带负电粒子向西偏转，故C正确，D错误。 3.B　由洛伦兹力公式F＝qvB可知，磁感应强度增大2倍，即磁感应强度增大为原来的3倍，则该带电粒子受到的洛伦兹力增大为原来的3倍。故B正确，A、C、D错误。 4.A　设自由电子定向运动的速率为v，根据电流的微观表达式有I＝neSv，又F洛＝evB，联立解得F洛＝，自由电子的定向移动方向与电流方向相反，根据左手定则可知，电子受到的洛伦兹力方向垂直于导线沿纸面向上。故选A。 5.C　由安培定则可知，通电直导线在电子运动的位置产生的磁场垂直纸面向外，根据左手定则可知，电子束将向上偏转；由于洛伦兹力对电子不做功，故电子的速率保持不变，故C正确，A、B、D错误。 6.B　由题图知该线圈可等效为两个通电螺线管，由安培定则可判断，线圈下端为N极，因此O点磁场方向向上，然后由左手定则可判断电子流向右偏，故B正确。 7.ACD　根据左手定则，向左偏的粒子带正电，故粒子1带正电，A正确；粒子不偏转说明不带电，故粒子2不带电，C正确；向左偏的粒子带负电，故粒子3带负电，B错误，D正确。 8.B　依题意可知，开始时两根导线在O点产生的磁感应强度相同均设为，方向竖直向下，则电子在O点处的受到的洛伦兹力为F1＝B1ev。当M处长直导线移至P点时，O点处的合磁感应强度大小为B2＝2×B1×cos 30°＝B1，此时，电子在O点受到的洛伦兹力为F2＝B2ev＝B1ev，则F2∶F1＝∶2。故B正确。 9.C　油滴水平向右匀速运动，其所受洛伦兹力必向上与重力平衡，故油滴带正电，由qv0B＝mg得，q＝，C正确。 10.C　若分别施加Y'Y方向、YY'方向磁场，电子分别受到X'X方向、XX'方向的洛伦兹力；若分别施加X'X方向、XX'方向磁场，电子分别受到YY'方向、Y'Y方向的洛伦兹力，故选C。 11.AD　根据左手定则，带电圆环在磁场中受到的洛伦兹力方向向上，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。 12.B　设小球第一次通过最低位置时速度大小为v，小球从右向左通过最低位置，由左手定则可知，在最低位置时小球所受洛伦兹力F方向竖直向下，在最低位置，小球受到重力mg、洛伦兹力F和细线的拉力FT，根据牛顿第二定律有FT－F－mg＝m。小球从释放点运动至最低位置过程中，细线的拉力、洛伦兹力均不做功，根据动能定理有mgl＝mv2，又洛伦兹力F＝qvB，解得FT＝3mg＋Bq，选项B正确。 学科网（北京）股份有限公司 $