第一章 2 磁场对运动电荷的作用力-【新课程能力培养】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册练习手册（人教版）

高中物理选择性必修第二册（人教版） 错误；由匀加速运动公式=“0，由安培力公式和牛 25 顿第二定律有F=BIl=ma,根据闭合电路欧姆定律有I= ,。联立以上三式，解得E=mP,C正确；因 E 2sBl 为这一过程中的时间为1=，所以系统产生的内能为 Q=r(R+r=mRtD,炮弹获得的动能为Ex=2m2, 1 2sB272 所以这一过程系统消耗的总能量是Em+0}m4 m(+,故D正确。 2sBP 2.磁场对运动电荷的作用力 基础练习 1.D【解析】螺线管内磁场方向沿着轴线方向，所 以粒子运动速度方向和磁场方向平行，粒子不受洛伦兹 力，不计重力，粒子将做匀速直线运动，故D正确。 2.D【解析】只要该空间无磁场或者磁场方向与带 电粒子运动方向平行，则粒子就不受洛伦兹力，就不会 发生偏转。 3.C【解析】因为f必定垂直于B、,但B不一定垂 直于v,只要粒子在垂直磁场方向的分速度不为0，粒子 就会受到洛伦兹力作用，所以该带负电的粒子可能在xO: 平面内运动，故C正确。 4.quB NqvB【解析】根据运动电荷在磁场中运动 时所受洛伦兹力可以知道导体中电荷所受洛伦兹力为 gvB,导体中的运动电荷运动方向相同，故所受洛伦兹 力方向相同，所以该段导线所受的安培力为F=NgB。 5.AC【解析】磁场对电子的洛伦兹力始终垂直于 电子速度方向，因此洛伦兹力始终不做功，故A正确； 洛伦兹力大小不变但是方向一直在变化，故B错误；电 子做匀速圆周运动，速度大小不变，因此动能不变，故 C正确：电子速度大小不变，但是方向在一直变化，故 D错误。 6.BCD【解析】带电小球在运动过程中，受到重 力、拉力及洛伦兹力的共同作用，拉力和洛伦兹力对小 球不做功，仅重力做功，则小球机械能守恒，所以小球 连续两次经过最低点时，速度大小相同，所以动能相 同，洛伦兹力大小相等，因为速度方向不同，根据左手 定则可以知道，洛伦兹力方向不同，则洛伦兹力不同， 故A错误，B正确：根据公式、F=ma,可以知道 小球的向心加速度大小相同，且方向指向固定点，即加 40 速度相同，受到的合力相同，所以C、D正确。 7.BC【解析】有磁场时，小球下落过程中要受重 力和洛伦兹力共同作用，重力方向竖直向下，大小方向 都不变；洛伦兹力的大小和方向都随速度的变化而变 化，但在能落到地面的前提下洛伦兹力的方向跟速度方 向垂直，总是指向右上方某个方向，其水平分力f水 平向右，竖直分力f竖直向上。如图所「 示，竖直方向的加速度仍向下，但小于 重力加速度g,从而使运动时间比撤去 磁场后要长，即t>2,所以小球水平方 向也将加速运动，从而使水平距离比撤 去磁场后要大，即s1>s2,所以A错误， mg B正确；在重力和洛伦兹力共同作用 第7题答图 时，其洛伦兹力的方向每时每刻都跟速度方向垂直， 不对小球做功，不改变小球的动能，有磁场和无磁场 都只有重力做功，动能的增加是相同的。有磁场和无 磁场，小球落地时虽然速度方向并不相同，但速度的 大小是相等的，因此C正确、D错误。 提升练习 8.D【解析】电荷只要处在电场中，就会受到电场 力，而电荷在磁场中不一定受到洛伦兹力，只有当电荷 运动且速度方向与磁场方向不平行时，电荷才会受到洛 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时，电场 力不做功，B错误：洛伦兹力的方向与磁感线垂直，与 运动方向也垂直，C错误。 9.BC【解析】小球开始滑动时有Fu(mg-qvB)=ma, 随v增大，a增大，摩擦力fu(mg-qwB)减小；当v= mg时，a达到最大值，此时洛伦兹力等于mg,支 aB m 持力等于0，此后随着速度增大，洛伦兹力增大，支持 力反向增大，此后滑动过程中有F。u(qvB-mg)=ma,随 )增大，a减小，摩擦力增大，当。mg时，4=0， ugB 此时达到平衡状态，速度不变，所以整个过程中，先增 大后不变；a先增大后减小，所以B、C正确，A、D错误。 o台V西 【解析】由带电液滴自由下落的过程机械能守恒可 知m2=mh,得=V2g幼①。 液滴进入电场、磁场和重力场的复合场中做匀速圆 周运动，说明液滴的重力与电场力是一对平衡力，相当 于液滴只受洛伦兹力作用，所以，mg=qE②，据牛顿 第二定律有mm发③，由02③懈得告V否 11.mg水平向左 aB 【解析】由左手定则可以判断出，当小球相对于磁 场向右运动时，带正电的小球所受的洛伦兹力方向向 上，当其与重力平衡时，小球即将飘离平面。设此时速 度为v,则由力的平衡可知mg=qB,所以最小速度v= 器。小球相对于磁场向右运动，而小球静止，则磁场 向左运动。 ◆"3.带电粒子在匀强磁场中的运动 基础练习 1.BD【解析】根据粒子运动的轨迹可知，粒子在 磁场中向下偏转，根据左手定则可知，粒子应带负电， 故A错误；由几何关系可知，Rsin30°=a,解得R=2a, 根据洛伦兹力充当向心力可知，B=m发，解得B= gR %,故B正确，C错误；粒子在磁场中转过的圆心 确为30，粒子在磁场中运动时间10×2mX2 光，故D正确。 2.D【解析】作出a、b两个粒子的运动的轨迹如图： Y◆ 0 第2题答图 对于a的运动轨迹.由几何关系得R2-(R-L+(V3L)2, 解得R=2L,a的偏转角sin0=V3L=Y3,所以0= 2L 2 号，同理可得6的偏转角B=号，a在蓝场巾运动的 时间：4-R=-L,b在磁场中运动的时间： v 3v 3v BR_5mR_10mL，它们到达B点的时间差：△=g4F 3v 3v 128,D正确， 3.B【解析】带电粒子在电场中加速有gU之m, 参考答案与解析。 带电粒子在磁场中信转有9Bm只，联立解得识， 即：之发，改是：分：甲发子在酸场中偏线用时 :=公，乙粒子在磁场中箱转用时1=，可得 v乙 122Rz0子。可知B正确。 tP=R甲Dz=2 4.B【解析】带电粒子 在不同磁场中做圆周运动， 其速度大小不变，由=m gB 知，第一象限内的圆半径是 第二象限内圆半径的2倍， 0' 如图所示。 第4题答图 粒子在第二象限内运动的时间： T 2Tm Tm =4=40B=2gB’ 粒子在第一象限内运动的时间： 石0器 则发子在酸场巾运动的时同码码，B正确。 5.A【解析】粒子在磁场中做匀速圆周运动时，由 洛伦兹力提供向心力，根据g心B=m，可得r=m 9B, 则可知三个带电粒子的质量、电荷量相同，在同一个磁 场中，当速度越大时，轨道半径越大，则由图知，a粒 子速率最小，c粒子速率最大，故A正确；由于粒子运 动的周期1沿和1=只不、可知三粒子运动的周期 gB 相同，α在磁场中运动的偏转角最大，运动的时间最长， 故B、C错误；曲线运动的速度的方向沿曲线的切线的 方向，所以三粒子离开磁场时速度方向不相同，故D 错误。 提升练习 6.ABD【解析】根据左手定则可知：电子从P点沿 垂直于磁场的方向射人匀强磁场B,时，受到的洛伦兹 力方向向上，所以电子的运动轨迹为P→D→M→C→ N→E→P,故A正确；由图像可知，电子在匀强磁场B, 中运动半径是匀强磁场B2中运动半径的一半，根据= 阳，可知B2迟，放D正确：电子在整个过程中，在 匀强磁场B,中运动两个半圆，即运动一个周期，在匀 强磁场B,中运动半个周期，所以T=2πm+m=4mm= eB eB2 eB 2mm,B正确，C错误。 eB, 41N 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 基础练)匀 知识点1 洛伦兹力方向的判定及大小 D.一定在xOy平面内 的计算 4.在磁感应强度为B的匀强磁场中，垂直于 1.一个长螺线管中通有恒定 磁场放入一段通电导线。若任意时刻该导 电流，让一个带电粒子沿 线中有N个以速度v做定向移动的电荷， 管轴线射入管中，不计重 每个电荷的电量为q。则每个电荷所受的 力，粒子将在管中() 第1题图 洛伦兹力f= 该段导线所受的 A.做圆周运动 安培力F= B.沿轴线来回运动 C.做匀变速直线运动 山知识点2根据洛伦兹力的特点解题 D.做匀速直线运动 5.(多选)电子以速度o垂直进入磁感应强 2.一个带电粒子在某空间运动而没有发生偏 度为B的匀强磁场中，则() 转，那么() A.磁场对电子的作用力始终不做功 A.该空间一定不存在磁场 B.磁场对电子的作用力始终不变 B.该空间的磁场方向与带电粒子运动方 C.电子的动能始终不变 向一定垂直 D.电子的速度始终不变 C.该空间的磁场方向与带电粒子运动方 6.(多选)如图所示，一个 向一定相同 带正电的小球，在水平匀 D.以上说法都不对 强磁场中振动，振动平面 3.设匀强磁场方向沿z轴正 与磁场垂直，当小球分别 向，带负电的运动粒子在 第6题图 从左或右运动到最低位置 磁场中受洛伦兹力∫作用 时，具有相同物理量的是( 的方向沿y轴正向，如图 第3题图 A.小球受到的洛伦兹力、悬线对小球的 所示，则该带负电的粒子速度方向为 拉力 B.小球的动能 A.一定沿x轴正向 C.小球的加速度 B.一定沿x轴负向 D.小球受到的合力 C.一定在xOz平面内 7.(多选)一个带正电的小球以速度o沿光 4 练 第一章安培力与洛伦兹力。 滑的水平绝缘桌面向右 其水平射程为S1,落地速度为v1。撤去磁 运动，飞离桌子边缘后， 场后，其他条件不变，水平射程为$2，落 XB XX 通过匀强磁场区域，落 XXX 地速度大小为2，则（) 在地板上，磁场方向垂 第7题图 A.S1=S2 B.si>s2 直于纸面向里（如图）， C.V=2 D.v2 提 升练 8.关于电场力和洛伦兹力，以下说法正确的 D.小球的最大速度为F+mg 是() ugB A.电荷只要处在电场中，就会受到电场 10.如图所示，带电液滴从 力，而电荷静止在磁场中，也可能受 h高处自由落下，进入 一个匀强电场与匀强磁 到洛伦兹力 B.电场力对在其电场中的电荷一定会做 场互相垂直的区域，磁 第10题图 场方向垂直纸面，电场强度为E,磁感 功，而洛伦兹力对在磁场中的电荷却 应强度为B,已知液滴在此区域中做匀 不会做功 速圆周运动，则圆周的半径R= C.电场力和洛伦兹力一样，受力方向都 在电场线和磁感线的切线上 11.有一质量为m,电荷量为g的带正电的 D.只有运动的电荷在磁场中才可能受到 小球停在绝缘平面上，并处在磁感应强 洛伦兹力的作用 度为B、方向垂直指向纸里的匀强磁场 9.(多选)如图所示，在垂×。× 中，如图所示，为了使小球飘离平面， 直纸面向里、磁感应强×。×× 匀强磁场在纸面内移动的最小速度为多 度为B的匀强磁场中， 第9题图 少？方向如何？ 质量为m,带电量为+g的小球穿在足够 第11题图 长的水平固定绝缘的直杆上处于静止状 态，小球与杆间的动摩擦因数为。现对 小球施加水平向右的恒力F,在小球从静 止开始至速度最大的过程中，下列说法中 正确的是（) A.直杆对小球的弹力方向不变 B.直杆对小球的摩擦力先减小后增大 C.小球运动的最大加速度为0 练 5