第1章 2 磁场对运动电荷的作用力-【成才之路·练案】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册同步新课程学习指导(人教版)

练案[3] 第一章2.磁场对 基础巩固练 知识点一洛伦兹力的方向和大小 1.关于静电力、安培力与洛伦兹力，下列说法正 确的是 () A.电荷放入静电场中一定会受静电力，静电 力的方向与该处电场强度的方向相同 B.通电导线放入磁场中一定受安培力，安培 力的方向与该处磁场方向垂直 C.电荷放入磁场中就会受到洛伦兹力，洛伦 兹力的方向与该处磁场方向垂直 D.当电荷的速度方向与磁场方向垂直时受到 的洛伦滋力最大，方向与磁场方向垂直 2.(多选)(2025·江苏泰州高二联考)如图是磁 感应强度B、负电荷运动速度v和磁场对运动 电荷的作用力F三者方向的相互关系图，其中 正确的是(B、F和v两两垂直) 0 3.(2025·潮州市高二期中)如图，来自太阳和 其他星体的宇宙射线含有大量高能粒子，幸好 由于地磁场的存在改变了这些带电粒子的运 动方向，使很多带电粒子不能到达地面，避免 了其对地面生命的危害。已知某地上空某处 由南指向北的磁感应强度为1.2×104T,如 果有一速率v=5.0×10°m/s、电荷量为1.6× 1019C的正电荷竖直向下运动穿过此处的地 磁场，则该正电荷受到的洛伦兹力为 宇宙射线 A.9.6×10-18N,向东 B.9.6×107N,向西 C.9.6×10-16N,向北 D.9.6×1015N,向南 11 运动电荷的作用力 4.电荷量为+g的粒子在匀强磁场中运动，下列 说法正确的是 () A.只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同 B.如果把+g改为-g,且速度大小不变、方向 相反，则洛伦兹力的大小、方向均不变 C.洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直， 磁场方向一定与电荷运动方向垂直 D.粒子在只受洛伦兹力作用下运动的动能、 速度均不变 5.初速度为。的电子沿平行于 通电长直导线的方向射出， 直导线中电流方向与电子的左 0e右 初始运动方向如图所示，则 () A.电子将向右偏转，速率不变 B.电子将向左偏转，速率改变 C.电子将向左偏转，速率不变 D.电子将向右偏转，速率改变 知识点二电子束的磁偏转 6.如图所示为电视机显像管的结构图，偏转线圈 中没有通入电流时，电子束打在荧光屏正中心 处的O点，通过改变线圈中的电流，可使得电 子束打到荧光屏上各点，则 () A 电子枪 电子束 回侣 荧光屏 偏转线圈 A.电子在偏转线圈中被加速 B.电子束偏转是因为受到电场力的作用 C.若电子束打到A点，线圈区域中有平行轴线 向右的磁场 D.若电子束打到A点，线圈区域中有指向纸 面外的磁场 7.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0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 知识点三带电体在磁场中的运动 8.如图所示，一个带电荷量 为+g(g>0)的小球处于 +g○ 垂直纸面向里的匀强磁场m 中，磁感应强度为B,若小球的质量为m,为了 使它对水平绝缘面正好无压力，应该（) A.使B的数值增大 B.使磁场以速率v=m向上移动 9B C.使磁场以速率=m向右移动 9B D.使磁场以速率v=向左移动 gB 9.（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0点时 () LLLLLLLLLLL ×× 0*d*d ××0× A.小球的动能相同 B.丝线所受的拉力相同 C.小球所受的洛伦滋力相同 D.小球的向心加速度相同 综合提升练 10.（多选)如图所示，一个带正电荷的小球沿绝 缘的光滑水平桌面向右运动，飞离桌子边缘 A,最后落到地板上。设有磁场时小球飞行时 间为t1,水平射程为x1,着地速度大小为； 若撤去磁场而其余条件不变时，小球飞行的 时间为2，水平射程为x2,着地速度大小为 2。则 华××× AX×BxX ×××× A.x>x B.t>t C.vU2 D.v=V2 138 1.如图所示，表面粗糙的0 斜面固定于地面上，并· n 处于方向垂直纸面向· 外、磁感应强度为B的 匀强磁场中。质量为m、带电荷量为+Q的 小滑块从斜面顶端由静止下滑。在滑块下滑 的过程中，下列判断正确的是 () A.滑块受到的摩擦力不变 B.滑块到达地面时的动能与B的大小无关 C.滑块受到的洛伦滋力方向垂直斜面向下 D.B很大时，滑块可能静止于斜面上 2.（多选)(2025·深圳市高二期凶 中)如图所示，足够长的竖直 绝缘墙壁右侧存在垂直纸面 向里的匀强磁场，磁感应强度 大小为B。质量为m、电荷量x××× 为-g的绝缘物块与绝缘墙壁之间的动摩擦 因数为4，重力加速度为g。现将小物块紧贴 竖直墙壁由静止释放，小物块沿绝缘墙壁下 滑，墙壁足够长，下列说法正确的是（) A.小物块受洛伦兹力方向向右 B.小物块运动过程中的最大加速度为g C.小物块所受的摩擦力与速度成正比 D.小物块的最大速度v=mg gB 3.(2025·重庆高二检测)如图，三个完全相同 的带正电的小球，从同一高度开始自由下落， 其中a直接落地，b下落过程中经过一个水 平方向的匀强电场区，c下落时经过一个垂 直于纸面向里的匀强磁场区，不计空气阻力， 设它们落地的速度大小分别为v。、v。,则 () @ ⑥⊙ →E×XXB →XXX mmmmmmmr A.V=vp=Ve B.tp >va>Ve C.v <v=Ve D.v。=v。<b10.竖直向下0.01kg 解析：金属棒通电后，闭合回路中的电流 1=贵-器=6A 金属棒受到的安培力大小为F=Bl=0.06N 由左手定则判断可知金属棒受到的安培力方向竖直向下。 设该弹簧的劲度系数为k,由平衡条件知，开关闭合前，2kx =mg 开关闭合后，2k(x+△x)=mg+F 代入数值解得 m=0.01kg。 练案[3] 基础巩固练 1.D电荷放人静电场中一定会受静电力，正电荷受到的静电力 的方向与该处电场强度的方向相同，负电荷受到的静电力的 方向与该处电场强度的方向相反，故A错误；通电导线放入磁 场中不一定受安培力，例如电流方向与磁场方向平行时不受 安培力，故B错误；静止的电荷放入磁场中不受洛伦兹力，运 动电荷的速度方向与磁感应线平行时也不受洛伦兹力，故C 错误：当电荷的速度方向与磁场方向垂直时受到的洛伦兹力 最大，即F=gB,方向与磁场方向垂直，故D正确。 2.ABC根据左手定则：磁感线穿入手心，四指指向负电荷运动 的反方向，拇指指向洛伦兹力的方向，可知A、B、C正确，D错 误。故选ABC。 3.A该正电荷受到的洛伦兹力大小为F=gB=1.6×1019× 5.0×103×1.2×10-4N=9.6×10-18N,根据左手定则可知， 洛伦兹力方向向东，故选A。 4.B因为洛伦兹力的大小不但与粒子速度大小有关，还与粒子 速度的方向有关，又由于洛伦兹力的方向永远与粒子的速度 方向垂直，速度方向不同时洛伦兹力的方向也不同，所以A选 项错误；因为改为一q且速度反向时所形成的电流方向与原 +9运动形成的电流方向相同，由左手定则可知洛伦滋力方 向不变，再由F=wB知大小不变，所以B选项正确；电荷进入 磁场时的速度方向可以与磁场方向成任意夹角，所以C选项 错误；因为洛伦兹力总与速度方向垂直，因此洛伦兹力不做 功，粒子动能不变，但洛伦兹力可改变粒子的运动方向，使粒 子速度的方向不断改变，所以D选项错误。 5.A由安培定则可判定直线电流右侧磁场的方向垂直纸面向 里，根据左手定则可判定电子所受洛伦兹力向右，由于洛伦兹 力不做功，故电子动能不变，速率不变，故A正确。 6.D电子在电子枪中被加速，在偏转线圈中受到洛伦兹力作用 而偏转，因洛伦兹力对电子不做功，故电子在偏转线圈中运动 时速率不变，选项A、B错误；要使电子束打在荧光屏上A点， 电子束在刚进入线圈区域中时所受的洛伦兹力方向应向上， 根据左手定则可知，偏转磁场的方向应指向纸面外，选项C错 误，D正确。 23 7.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。 8.D使小球对水平绝缘面无压力，则应使它受到的洛伦兹力刚 好与重力平衡。静止小球在静止磁场里不受洛伦兹为，A项 错误：磁场向上移动时，小球相对磁场向下运动，小球受到的 洛伦兹力水平向右，不可能与重力平衡，B项错误；磁场以速 率v向右移动时，小球相对磁场以速率v向左运动，此时小球 受到的洛伦兹力竖直向下，不可能与重力平衡，C项错误：磁 场以速率向左移动时，小球相对磁场以速率向右运动，此 时水球受到的洛伦兹力竖直向上，当gB=mg,即：=m时，小 gB 球对水平绝缘面无压力，D项正确。 9.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0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0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=云可知向心加速度相同，选项D正确。 综合提升练 10.ABD没有磁场时，小球做平抛运动。当空间有匀强磁场 时，分析小球飞行过程中任一位置受力情况。由于洛伦兹力 的作用，在同样落差下与平抛运动只受重力作用相比，小球 落地时间加长，所以t,>2。由洛伦兹力对水平分运动的影 响可知，小球水平分速度将比平抛运动时的大，且飞行时间 1>2,则水平射程x1>:2。由于洛伦兹力不做功，而两种情 况下重力对小球做功相等，所以两种情况下落地速度大小相 同。选项A、B、D正确。 11.C根据左手定则可知，滑块受到的洛伦兹力垂直斜面向下， C正确：随着滑块速度的变化，洛伦兹力大小发生变化，滑块 对斜面的压力大小发生变化，故滑块受到的摩擦力大小发生 变化，A错误；B越大；滑块受到的洛伦兹力越大，受到的摩 擦力也越大，摩擦力做功越多，根据动能定理，滑块到达地面 时的动能就越小，B错误；由于开始时滑块静止，不受洛伦滋 力，此时滑块开始下滑，故B再大，滑块也不可能静止在斜面 上，D错误。 12.BC由左手定则可知，小物块受洛伦兹力方向向左，A错误； 根据平衡条件得Fx=qB,小物块所受的摩擦力F,=uF、= gB,与速度成正比，C正确；小物块运动过程中的加速度a =mg-gB,物块由静止释放时有最大加速度am=g,B正 确：物块向下做加速运动，物块受到重力、墙壁对其支持力、 摩擦力和洛伦兹力，当物块受到的重力与摩擦力相等时，物 块达到最大速度后匀速运动，故小物块不会离开墙壁。根据 平衡条件得μguB=mg,解得小物块能达到的最大速度为v= mg,D错误。 u 13.D根据题意可知，a球做自由落体运动，下落过程中只有重 力做功；b球除竖直方向受重力外，水平方向还受到电场力 作用，由于b球在下落的过程中电场力也对小球做正功，故 根据动能定理分析知，b球的落地速度大于球的落地速度； c球在下落过程中经过磁场，受到洛伦兹力作用，因洛伦滋 力始终与速度方向垂直，对小球始终不做功，c球下落过程 中只有重力对其做功，根据动能定理知c球下落的末动能与 a球的末动能相等，即速度大小相等，综上可知A、B、C错误， D正确。 练案[4] 基础巩固练 1.C由题意知带正电的粒子能从左向右匀速通过场区，则竖直 向上的洛伦兹力与竖直向下的电场力平衡，有gE=Bg,解得 %-台，可知平衡条件与粒子的电荷量无关，因此电荷量为 -g和2g的粒子从O点沿OO'方向以。射入时，都能匀速通 过场区，A、B两项错误：当电场方向与磁场方向都与原来相反 时，粒子所受电场力和洛伦兹力的方向仍相反，所以粒子以“。 从O点沿OO'方向射人时仍能匀速通过场区，C项正确：若粒 子以速率。从右侧的0'点沿0'0方向射入，粒子受到竖直向 下的电场力与竖直向下的洛伦兹力，不能平衡，因此不能匀速 通过场区，D项错误。 2B两板间的匀强电场的场强E=号，放A错误：箭选出的运 动粒子受力平衡，有gmB=Eq,筛选出的运动粒子的速率v= ,故B正确；不管是正粒子还是负粒子，粒子满足特定湿 时，受到的电场力与洛伦兹力二力平衡，粒子是沿PQ做匀速 直线运动，故C、D错误。故选B。 3.A由左手定则得：P>pv,稳定时洛伦兹力与电场力平衡 会n=t经解得：=铝A正确，B,CD倍误。放 evB=e- 选A。 4.AB含有大量正负离子（离子重力不计）的污水充满管道从 左向右流经该装置时，根据左手定则，正离子向后表面偏转 负离子向前表面偏转，后表面的电势高于前表面的电势，A正 确；当前、后表面粒子聚集到一定程度时，粒子不再发生偏转 由平衡条件得qB=E,前后表面间的场强E=名，联立解得 品B正确，C错误；由于U=,则两电极间的电压U与 污水流速有关，流速越大，电压U越大，而与污水中正负离子 的浓度无关，D错误。 5.AC据左手定则知带正电的粒子向上偏转，极板MN为发电 机正极，故A正确：粒子受的洛伦兹力和电场力平衡时，gwB= g,可得U=B。可知间距d和速率v增大时，极板间的电 压U变大，U的大小与粒子数密度无关，故B、D错误，C正确。 综合提升练 6.BC电子进人电磁场中，受到洛伦兹力与电场力两个力作 用，由左手定则判断可知，洛伦兹力方向向下，而电场力方向 向上。若0>台则9B>比，即洛伦兹力大于电场力，电子 向下偏转，沿轨迹Ⅱ运动，洛伦兹力不做功，而电场力对电子 做负功，电子动能减小，速度减小，故速度<，A错误，B正 -23 确：若。<台则四，B<9E,即洛伦兹力小于电场力，电子向 上偏转，沿轨迹I运动，洛伦兹力不做功，而电场力对电子做 正功，电子动能增大，速度增大，故速度v>o,C正确，D错误。 7.C粒子所受的洛伦兹力与电场力大小相等、方向相反时，才 能沿直线通过平行金属板，则板间电场方向竖直向下，a板带 0 正电，则有gB=qE=q,得E=Bo,U=Bod,则Q=CU= CBod,故A、B错误，C正确；若该粒子带正电，且初速度大于 o,则洛伦兹力大于电场力，可知粒子向上偏转，随速度的变 化，洛伦兹力大小和方向都变化，可知粒子做曲线运动，但不 是匀加速曲线运动，故D错误。 8.D设样品每平方米载流子（电子）数为n,电子定向移动的速 率为v,则时间t内通过样品的电荷量g=ne2tb,根据电流的定 义式得I=?=newb,当电子稳定通过样品时，其所受电场力 与洛伦兹力平衡，则有aB=©名，联立解得U-心B,结合图 U ne 像可得名器0T,解得=23×10放注D 9.B等离子体在磁场中运动，设稳定后P、Q两板间电压为U, 有qg=gB,根据左手定则可知，金属板P带负电、金属板 Q带正电，由金属棒αb静止可知，金属棒受到的安培力沿导 轨向上，根据左手定则可知导轨处磁场的方向垂直导轨平面 向下，有B,L=mgsin0,根据闭合电路的欧姆定律有I=尺， 联立解得：=选项B正确。 10.(1)P(2)Bd(3)Bd-IR)ab _ld 解析：(1)根据左手定则，带正电的微粒向上偏转，带负电的 微粒向下偏转，所以P板带正电，电势高。 (2)稳定发电时，若外电路断开，则带电微粒在静电力和洛伦 兹力作用下处于平衡状态，有B=9二，解得E=B。 (3)根据闭合电路的欧姆定律，有1=￡ R+T r为板间等离子体的电阻，且r=pS=Pab 联立解得电阻率p=(B-lR)ab _Id 练案[5] 基础巩固练 1.A由于带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，则电子在磁场中 运动的时间为t=ミ，设正方形abcd的边长为l,则s=· 4点=m·乞=牙·1，则有有<与=4，放选A。 2.B电流在导线下方产生的磁场方向垂直纸面向外，离导线越 远，磁感应强度B越小。由左手定则可知电子运动轨迹向下 弯面，又由r=需可知，B减小，越来越大，则电子将沿路径a 运动，故选B。