北京市2025-2026学年高二物理寒假作业系列（旧知重练）（十四）磁场对运动电荷的作用力

北京市2025-2026学年度高二物理寒假作业系列 旧知重练（十四） 磁场对运动电荷的作用力 作业时间： 月 日 （作业时长建议：45分钟） 一、知识回顾 （一）、洛伦兹力、洛伦兹力的方向和大小 1.洛伦兹力：磁场对 的作用力叫洛伦兹力。安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力的微观解释。 2.洛伦兹力的方向 （1）判定方法：左手定则 掌心——磁感线垂直穿入掌心； 四指——指向正电荷运动的方向或负电荷运动的 ； 拇指——指向洛伦兹力的方向。 （2）方向特点：，，即垂直于和决定的 。 （3）做功：洛伦兹力的方向始终与速度垂直，故洛伦兹力 。 3.洛伦兹力的大小 （1）时，洛伦兹力。 或 （2）时，洛伦兹力  。 （3）时，洛伦兹力。 （二）、带电粒子在匀强磁场中的运动 1.若，带电粒子不受洛伦兹力，在匀强磁场中做 运动。 2.若，带电粒子仅受洛伦兹力作用，在垂直于磁感线的平面内以入射速度做 运动。 3.半径和周期公式： R= T= 4.和的特点：由周期公式可以看出，周期与粒子的速率及轨道半径无关，由粒子的比荷和所在磁场的磁感应强度决定。 二、典型例题 例1、初速度为零的粒子和质子经过相同的加速电场后，垂直进入同一匀强磁场中做匀速圆周运动。已知 粒子和质子的质量之比，电荷量之比。则它们在磁场中做圆周运动的半径之比为（ ） A. B. C. D. 导学追问： ①粒子和质子分别受什么力？ ②粒子和质子做什么运动？ ③向心力充当了什么角色？ 参考答案：A 三、强化提升 基础篇 1.关于安培力和洛伦兹力的方向，下列各图正确的是（　　） A. B. C. D. 2.甲、乙两个质量和电荷量都相同的带正电的粒子（重力及粒子之间的相互作用力不计），分别以速度和垂直磁场方向射入匀强磁场中，且（下列各图中的v表示粒子射入磁场的方向），则甲乙两个粒子的运动轨迹正确的是（　　） A. B. C. D. 3.下列四图表示真空中不计重力的带正电粒子分别以速度按如图所示的方向进入匀强电场或匀强磁场中，下列说法正确的是（　　） A.图甲中带电粒子做匀速直线运动 B.图乙中带电粒子做匀变速曲线运动 C.图丙中带电粒子在纸面所在的平面内做匀速圆周运动 D.图丁中带电粒子做匀加速直线运动 4.如图所示，是一块非常薄的铅板，一高速带电粒子在匀强磁场中运动并垂直穿过，穿过后粒子的能量减小，虚线表示其运动轨迹，可知粒子（　　） A.带正电 B.从上向下穿过铅板 C.穿过铅板后，运动的周期不变 D.穿过铅板后，所受洛伦兹力大小不变 5.两个带电粒子以相同的速度垂直磁感线方向进入同一匀强磁场，两粒子质量之比为1：4，电量之比为1：2，则两带电粒子受洛伦兹力之比为（　　） A.2：1 B.1：1 C.1：2 D.1：4 6.如图所示，一束带正电的粒子流某时刻沿虚线射向地球，此时该粒子流在地磁场中受到的洛伦兹力方向（ ） A.偏向S极 B.偏向N极 C.垂直纸面向外 D.垂直纸面向里 7.下列说法正确的是（　　） A.安培力的方向一定与磁场的方向垂直 B.通电导线在磁场中一定受到安培力的作用 C.判定通电导线在磁场中受力的方向用右手定则 D.安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力不做功，安培力也不做功 提高篇 8.高纬度地区的高空，大气稀薄，常出现美丽的彩色“极光”。极光是由太阳发射的高速带电粒子受地磁场的影响，进入两极附近时，撞击并激发高空中的空气分子和原子引起的。假如我们在北极地区仰视，发现正上方如图所示的弧状极光，则关于这一现象中高速粒子的说法正确的是（　　） A.高速粒子带负电 B.粒子轨迹半径逐渐增大 C.仰视时，粒子沿逆时针方向运动 D.仰视时，粒子沿顺时针方向运动 9.如图所示为洛伦兹力演示仪的结构图。励磁线圈产生的匀强磁场方向垂直纸面向外，电子束由电子枪产生，其速度方向与磁场方向垂直。电子速度的大小和磁场强弱可分别由通过电子枪的加速电压和励磁线圈的电流来调节（电流越大，磁场越强）。下列说法中正确的是（　　） A.仅增大励磁线圈中电流，电子束径迹的半径变大 B.仅提高电子枪加速电压，电子束径迹的半径变大 C.仅增大励磁线圈中电流，电子做圆周运动的周期将变大 D.仅提高电子枪加速电压，电子做圆周运动的周期将变大 10.如图所示，带正电小球在垂直纸面向外的匀强磁场中沿竖直光滑绝缘的圆弧形轨道的内侧来回往复运动，它向左或向右运动通过最低点时（　　） A.速度相同 B.所受洛伦兹力大小不相同 C.加速度相同 D.轨道给它的弹力向右运动时比向左运动时小 11.质量为m、电荷量为q的微粒以速度v与水平方向成θ角从O点进入方向如图所示的正交的匀强电场和匀强磁场组成的混合场区，该微粒在电场力、洛伦兹力和重力的共同作用下，恰好沿直线运动到A点，下列说法中正确的是（　　） A.该微粒可能带正电荷 B.微粒从O到A的运动可能是匀变速运动 C.该磁场的磁感应强度大小为 D.该电场的电场强度为 12.两个粒子，带电荷量相等，在同一匀强磁场中只受洛伦兹力而做匀速圆周运动（　　） A.若速率相等，则半径必相等 B.若质量相等，则周期必相等 C.若动能相等，则周期必相等 D.若质量相等，则半径必相等 13.如图所示，在一个圆形区域内有垂直于圆平面的匀强磁场，现有两个质量相等、所带电荷量大小也相等的带电粒子a和b，先后以不同的速率从圆边沿的A点对准圆形区域的圆心O射入圆形磁场区域，它们穿过磁场区域的运动轨迹如图所示。粒子之间的相互作用力及所受重力和空气阻力均可忽略不计，下列说法中正确的是（　　） A.b粒子在磁场中做圆周运动的周期较大 B.穿过磁场区域的过程a粒子运动的时间较长 C.穿过磁场区域的过程洛伦兹力对a做功较多 D.射入圆形磁场区域时a粒子的速率较大 14.如图所示，磁场的磁感应强度为B。设磁场中有一段通电导线，横截面积为S，单位体积中含有的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q且定向运动的速率都是v。 （1）图中一段长度为vt的导线中的自由电荷数是多少？导线中的电流为多大？ （2）图中一段长度为vt的导线在磁场中所受安培力多大？ （3）每个自由电荷所受洛伦兹力大小？ 15.如图所示，质量为、电荷量为的带正电荷的小滑块，从半径为的光滑固定绝缘圆弧轨道上由静止自端滑下。整个装置处在方向互相垂直的匀强电场与匀强磁场中。已知，方向水平向右，，方向垂直纸面向里，。求： （1）滑块到达点时的速度； （2）在点时滑块所受洛伦兹力； （3）在点滑块对轨道的压力。 答案 1.B 2.A 3.B 4.C 5.C 6.C 7.A 8.D 9.B 10.C 11.C 12.B 13.B 14.（1） （2）. （3）. 15.（1），方向水平向左；（2），方向竖直向下；（3），方向竖直向下 学科网（北京）股份有限公司 $