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

第 1 页 共 5 页 第2节 磁场对运动电荷的作用力 课时检测 一、选择题: 1．关于电场力与洛伦兹力，以下说法正确的是(　　) A．电荷只要处在电场中，就会受到电场力，而电荷静止在磁场中，也可能受到洛伦兹力 B．电场力对在电场中的电荷一定会做功，而洛伦兹力对在磁场中的电荷却不会做功 C．电场力与洛伦兹力一样，受力方向都在电场线和磁感线上 D．只有运动的电荷在磁场中才会受到洛伦兹力的作用 2．关于带电粒子所受洛伦兹力F、磁感应强度B和粒子速度v三者方向之间的关系，下列说法正确的是(　　) A．F、B、v三者必定均保持垂直 B．F必定垂直于B、v，但B不一定垂直于v C．B必定垂直于F、v，但F不一定垂直于v D．v必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B 3．电视机显像管应用了电子束磁偏转的原理。如图所示，电子束经电子枪加速后进入偏转磁场，然后打在荧光屏上产生亮点。没有磁场时，亮点在O点；加上磁场后，亮点的位置偏离O点。以下说法正确的是(　　) A．仅增大加速电压，亮点将远离O点 B．仅减少磁感应强度，亮点将远离O点 C．增大加速电压同时增大磁感应强度，亮点可能远离O点 D．增大加速电压同时减少磁感应强度，亮点可能远离O点 4.带电油滴以水平向右的速度v0垂直进入磁场，恰做匀速直线运动，如图所示，若带电油滴质量为m，磁感应强度为B，则下述说法正确的是(　　) A．油滴必带正电荷，电荷量为 B．油滴必带正电荷，比荷为 C．油滴必带负电荷，电荷量为 D．油滴带什么电性都可以，只要满足q＝ 5.如图所示，带电小球以一定的初速度v0竖直向上抛出，未加磁场时上升最大高度为H1，若加上水平方向的匀强磁场，且保持初速度仍为v0，最大高度为H2，若不计空气阻力，则(　　) A．H1>H2 B．H1<H2 C．H1＝H2 D．无法比较 6.截面为矩形的载流金属导体置于磁场中，如图所示，将出现下列哪种情况(　　) A．在b表面聚集正电荷，而a表面聚集负电荷 B．在a表面聚集正电荷，而b表面聚集负电荷 C．开始通电时，电子做定向移动并向b偏转 D．两个表面电势不同，a表面电势较高 7.如图所示，a为带正电的小物块，b是一不带电的绝缘物块(设a、b间无电荷转移)，a、b叠放于粗糙的水平地面上，地面上方有垂直于纸面向里的匀强磁场。现用水平恒力F拉b物块，使a、b一起无相对滑动地向左做加速运动，则在加速运动阶段(　　) A．a对b的压力不变 B．a对b的压力变大 C．a、b物块间的摩擦力变大 D．a、b物块间的摩擦力不变 8．(多选)如图所示，用丝线吊一个质量为m的带电(绝缘)小球处于匀强磁场中，空气阻力不计，若小球分别从A点和B点向最低点O运动，则两次经过O点时(　　) A．小球的动能相同 B．丝线所受的拉力相同 C．小球所受的洛伦兹力相同 D．小球的向心加速度相同 9．(多选)如图所示为一个质量为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，圆环运动的速度图像可能是下图中的(　　) 10．(多选)如图所示，两个半径相同的半圆形光滑轨道分别竖直放在匀强磁场和匀强电场中，轨道两端在同一高度上。两个相同的带正电小球同时从两轨道左端最高点由静止释放，M、N分别为两轨道的最低点，则(　　) A．两小球到达轨道最低点的速度vM＝vN B．两小球到达轨道最低点的速度vM>vN C．在磁场和电场中小球均能到达轨道的另一端 D．在磁场中小球能到达轨道的另一端，在电场中小球不能到达轨道的另一端 二、计算题(要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位) 11.用一根长L＝0.8 m的轻绳，吊一质量为m＝1 g的带电小球，放在磁感应强度B＝1 T，方向如图所示的匀强磁场中，将小球拉到与悬点等高处由图示位置静止释放，小球便在垂直于磁场的竖直面内摆动，当球第一次摆到最低点时，悬线的张力恰好为零(重力加速度g＝10 m/s2)，则小球第二次经过最低点时，悬线对小球的拉力多大？ 12.如图所示，斜面上表面光滑绝缘，倾角为θ，斜面上方有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。现有一个质量为m、带电荷量为＋q的小球在斜面上被无初速度释放，假设斜面足够长，求小球从释放开始，下滑多远后离开斜面。 参考答案： 1.解析：D　静止在磁场中的电荷不可能受到洛伦兹力，A错误，D正确；尽管电场力对电荷可以做功，但如果电荷在电场中不动或沿等势面移动，电场力做功为零，B错误；洛伦兹力的方向与磁感线垂直，与运动方向垂直，C错误。 2.解析：B　由左手定则可知F⊥B，F⊥v，B与v可以不垂直，故B正确，A、C、D错误。 3.解析：C　电子在电场中加速的过程，根据动能定理得eU＝mv2，解得v＝，电子进入偏转磁场后做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力得evB＝m，电子的轨迹半径为r＝＝，r越大，亮点越靠近O点，r越小，亮点越远离O点，仅增大加速电压、仅减小磁感应强度或增大加速电压同时减小磁感应强度，亮点均靠近O点，增大加速电压同时增大磁感应强度，r可能增大，可能不变，可能减小，则亮点可能远离O点。故选项C正确。 4.解析：C　由于带电油滴进入磁场中恰做匀速直线运动，且受到的重力向下，洛伦兹力方向必定向上，由左手定则可知油滴一定带负电荷，且满足mg－qv0B＝0，所以q＝，故C正确。 5.解析：A　由竖直上抛运动的最大高度公式得：H1＝。加磁场时，由于洛伦兹力改变速度的方向，当小球在磁场中运动到最高点时，小球应有水平速度，设此时的球的动能为Ek，则由能量守恒得：mgH2＋Ek＝mv02，又由于mv02＝mgH1，所以H1＞H2，故A正确。 6.解析：A　金属导体靠电子导电，金属正离子并没有移动，而电流由金属导体中的自由电子的定向移动(向左移动)形成。应用左手定则，四指应指向电流的方向，让磁感线垂直穿过手心，拇指的指向即为自由电子的受力方向。也就是说，自由电子受洛伦兹力方向指向a表面一侧，实际上自由电子在向左移动的同时，受到指向a表面的作用力，并在a表面进行聚集，由于整个导体是呈电中性的(正、负电荷总量相等)，所以在b的表面“裸露”出正电荷层，并使b表面电势高于a表面电势。故A正确，B、C、D错误。 7.解析：B　a、b整体受重力、拉力F、向下的洛伦兹力qvB、地面的支持力FN和摩擦力Ff，竖直方向有FN＝(ma＋mb)g＋qvB，水平方向有F－Ff＝(ma＋mb)a，Ff＝μFN，在加速阶段，v增大，FN增大，Ff增大，加速度a减小。对小物块a受力分析，a受重力mag、向下的洛伦兹力qvB、b对a向上的支持力FN′、b对a向左的静摩擦力，Ff′，竖直方向有FN′＝ma g＋qvB，水平方向有Ff′＝maa，随着v的增大，FN′增大，选项A错误，B正确。加速度a在减小，所以a、b物块间的摩擦力变小，选项C、D错误。 8.解析：AD　带电小球受到的洛伦兹力及丝线的拉力跟速度方向时刻垂直，对小球不做功，只改变速度方向，不改变速度大小，此过程只有重力做功，故两次经过O点时速度大小不变，动能相同，选项A正确；小球分别从A点和B点向最低点O运动，两次经过O点时速度方向相反，由左手定则可知两次经过O点时洛伦兹力方向相反，故丝线的拉力大小不同，选项B、C错误；由a＝可知向心加速度相同，选项D正确。 9.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，洛伦兹力减小，摩擦力减小，圆环将做加速度减小的减速运动，最后洛伦兹力减小到与重力相等，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，且随着速度减小，摩擦力越来越大，圆环将做加速度增大的减速运动，B、C错误。 10.解析：BD　小球在磁场中运动时洛伦兹力不做功，所以满足机械能守恒。在电场中受的电场力向左，下滑过程中电场力做负功，所以到达最低点时速度关系为vM>vN，选项A错误，B正确；整个过程小球在磁场中运动时洛伦兹力不做功，所以满足机械能守恒，能到达轨道的另一端，在电场中受的电场力向左，整个过程中电场力都做负功，机械能减少，小球不能到达轨道的另一端，选项C错误，D正确。 11.解析：小球第一次到达最低点速度为v，则由动能定理可得：mgL＝mv2，由圆周运动规律及牛顿第二定律可知， 第一次经过最低点时：Bqv－mg＝m 第二次经过最低点时：F－qvB－mg＝m，综上解得：F＝0.06 N。 答案：0.06 N 12.解析：小球沿斜面下滑，在离开斜面前，受到洛伦兹力F垂直斜面向上，其受力分析如图所示。 沿斜面方向有mgsin θ＝ma 垂直斜面方向有F＋FN－mgcos θ＝0 其中洛伦兹力F＝Bqv 设下滑x时离开斜面，此时斜面对小球的支持力FN＝0， 由v2＝2ax得下滑的距离x＝ 联立以上各式解得x＝。 答案： 学科网（北京）股份有限公司 $