课时测评3 洛伦兹力-【金版新学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册同步课堂高效讲义配套练习（教科版）

课时测评3　洛伦兹力 (时间：30分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－10题，每题5分，共50分) 1.(多选)关于安培力和洛伦兹力，下面说法中正确的是 (　　) A．洛伦兹力和安培力是性质完全不同的两种力 B．洛伦兹力和安培力的本质都是磁场对运动电荷的作用力 C．安培力就是洛伦兹力，二者是等价的 D．安培力对通电导线能做功，但洛伦兹力对运动电荷不做功 答案：BD 解析：磁场对通电导线的作用力称为安培力，安培力的实质是形成电流的定向移动的电荷所受洛伦兹力的合力，安培力是洛伦兹力的宏观表现，而洛伦兹力是安培力的微观本质，选项B正确，A、C错误；安培力能使通电导线在安培力方向发生位移，故能做功，洛伦兹力方向始终与粒子速度方向垂直，故不做功，选项D正确。 2．(2025·陕西汉中联考期末)一正点电荷分别在电场和磁场中运动，下列说法正确的是(　　) A．正点电荷在电场中运动时，可能不受电场力作用 B．正点电荷在电场中运动时，受电场力的方向一定与电场强度方向相反 C．正点电荷在磁场中运动时的速度越大，受到的洛伦兹力一定越大 D．正点电荷在磁场中运动时，受到的洛伦兹力方向一定与磁场方向垂直 答案：D 解析：正点电荷在电场中运动时一定受电场力作用，且受电场力的方向一定与电场强度方向相同，故A、B错误；正点电荷在磁场中运动时，若其速度方向与磁场方向平行，则不受洛伦兹力作用，故C错误；正点电荷在磁场中运动时，受到的洛伦兹力方向一定与磁场方向垂直，故D正确。 3．一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，则下列选项不正确的是(　　) A．1带正电荷　　 B．1带负电荷 C．2不带电 D．3带负电荷 答案：B 解析：根据左手定则，带正电荷的粒子向左偏，即粒子流1带正电荷；不偏转说明不带电，即粒子流2不带电；带负电荷的粒子向右偏，说明粒子流3带负电荷。故选B。 4．如图所示是电视机中偏转线圈的示意图，圆心O表示电子束，从纸内向纸外射出。那么，接通电源，给偏转线圈加上图示方向的电流时，电子束应(　　) A．不偏转 B．向左偏转 C．向上偏转 D．向下偏转 答案：C 解析：当环上的偏转线圈通以图示方向的电流时，根据安培定则，在环上形成的磁场方向水平向右，磁场是闭合的，故在环中心处的磁场是水平向左的，如图所示，再根据左手定则，当电子束沿轴线向纸外射出时，电子束受到向上的洛伦兹力，则电子束的偏转方向向上，选项C正确。 5．一质量为m、电荷量为q的带电粒子在磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动，其效果相当于一环形电流，则此环形电流大小为 (　　) A． B． C． D． 答案：A 解析：粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，有qvB＝m，粒子运动的周期为T＝＝，等效电流为I＝＝，选项A正确。 6．如图所示，MN为铝质薄平板，铝板上方和下方分别有垂直于纸面的匀强磁场(未画出)。一带电粒子从紧贴铝板上表面的P点垂直于铝板向上射出，从Q点穿越铝板后到达PQ的中点O。已知粒子穿越铝板时，其动能损失一半，速度方向和电荷量不变，不计重力。铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为(　　) A．1∶2 B．2∶1 C．∶2 D．∶1 答案：C 解析：设带电粒子在P点时初速度为v1，从Q点穿过铝板后速度为v2，则Ek1＝mv12，Ek2＝mv22；由题意可知Ek1＝2Ek2，即mv12＝mv22，则＝。由洛伦兹力提供向心力，即qvB＝，得B＝；由题意可知＝，所以＝·＝，C正确。 7．如图所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并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．滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下 D．B很大时，滑块可能静止于斜面上 答案：C 解析：根据左手定则可知，滑块受到垂直斜面向下的洛伦兹力，C正确；随着滑块速度的变化，洛伦兹力大小变化，它对斜面的压力大小发生变化，故滑块受到的摩擦力大小变化，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；由于开始时滑块不受洛伦兹力就能下滑，故B再大，滑块也不可能静止在斜面上，D错误。 8．如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一长为l的悬线，一端固定于O点，另一端挂一质量为m、带电荷量为＋q的小球，将小球与悬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悬线上的拉力大小为(　　) A．3mg＋Bq B．3mg＋Bq C．3mg－Bq D．3mg－Bq 答案：B 解析：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洛方向向下，在最低位置，对小球，根据牛顿第二定律有T－F洛－mg＝m；小球从最高点运动至最低位置过程中，悬线的拉力、洛伦兹力均不做功，根据动能定理有mgl＝mv2，又洛伦兹力F洛＝qvB，联立解得T＝3mg＋Bq，B正确。 9．(2025·山东青岛二中期中)如图甲所示，水平传送带足够长，沿顺时针方向匀速运动，将某绝缘带电物块无初速度地从最左端放上传送带。该装置处于垂直于纸面向外的匀强磁场中，物块运动的v­t图像如图乙所示。物块电荷量保持不变，下列说法正确的是(　　) A．物块带正电 B．1 s后物块与传送带共速，所以传送带的速度为0.5 m/s C．传送带的速度可能比0.5 m/s大 D．若增大传送带的速度，其他条件不变，则物块最终达到的最大速度也会增大 答案：C 解析：从v­t图像可以看出，滑块的加速度逐渐减小为零，则根据牛顿第二定律有μ(mg－qvB)＝ma，说明洛伦兹力向上，根据左手定则可知，物块带负电，故A错误；1 s后物块的速度最大，加速度为零，说明摩擦力为零，可能是物块与传送带共速，也可能是洛伦兹力与重力平衡，即mg－qvB＝0，则传送带的速度可能比0.5 m/s大，且物块的最大速度v＝，与传送带的速度无关，故C正确，B、D错误。 10．(2025·山东菏泽期末)如图所示，长度为L，内壁光滑的轻玻璃管平放在水平面上，管底有一质量为m、电荷量为q的带正电小球，整个装置以速度v0进入磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向竖直向下。玻璃管在外力的作用下向右匀速运动，最终小球从端口飞出。从玻璃管进入磁场至小球飞出端口的过程中(　　) A．小球的运动轨迹是一段圆弧 B．小球沿管方向的加速度大小a＝ C．洛伦兹力对小球做功Wf＝qv0BL D．管壁的弹力对小球做功WF＝qv0BL 答案：D 解析：由题意知，小球既沿管方向运动，又和管一起向右匀速运动，对小球受力分析，可知沿管方向小球所受洛伦兹力为恒力，由牛顿第二定律得qv0B＝ma，解得a＝，即沿管方向小球做匀加速直线运动，所以小球的运动轨迹为抛物线，故A、B错误。因为洛伦兹力方向总是和速度方向垂直，所以洛伦兹力永不做功，故C错误。小球从管的端口飞出，沿管方向的分运动是匀加速直线运动，有v2＝2aL；而水平向右一直做匀速直线运动，所以小球的速度增大，动能增加，又因为洛伦兹力不做功，所以管壁对小球向右的弹力对小球做正功；小球飞出管口时速度为v′＝，所以整个过程中由动能定理得WF＝mv′2－mv02，解得管壁的弹力对小球做功为WF＝qv0BL，故D正确。 11．(10分)如图所示，在磁感应强度为B的水平匀强磁场中，有一足够长的绝缘细棒OO′在竖直面内垂直于磁场方向放置，细棒与水平面间的夹角为α，一质量为m、电荷量为＋q的圆环A套在OO′棒上，圆环与棒间的动摩擦因数为μ，且μ<tan α，重力加速度为g。现让圆环A由静止开始下滑，试问圆环在下滑过程中： (1)圆环A的最大加速度为多大？获得最大加速度时的速度为多大？ (2)圆环A能够达到的最大速度为多大？ 答案：(1)g sin α　　(2) 解析：(1)由于μ<tan θ，所以环A将由静止开始沿棒下滑，对环A沿棒的方向根据牛顿第二定律有mg sin α－f＝ma 垂直于棒的方向根据受力平衡有 N＋qvB＝mg cos α 又f＝μN 所以当N＝0，即f＝0时，a有最大值am，设此时的速度为v1 则am＝g sin α 此时qv1B＝mg cos α 解得v1＝。 (2)设当环A的速度达到最大值vm时，环受棒的弹力为N2，方向垂直于棒向下，摩擦力f2＝μN2，此时应有a＝0，即mg sin α＝f2 N2＋mg cos α＝qvmB 解得vm＝。 学生用书第18页 学科网（北京）股份有限公司 $