课时跟踪检测(三) 洛伦兹力（Word练习）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册（鲁科版 福建专用）

课时跟踪检测(三)　洛伦兹力　　　　　　　　 1．一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 2．(2025·重庆高二检测)关于安培力和洛伦兹力，下列说法正确的是(　　) A．安培力是洛伦兹力的宏观表现，故这两种力都能做正功、负功，也可以不做功 B．只要在匀强磁场中，一定可以用F＝BIL和f＝qvB来分别计算安培力和洛伦兹力的大小 C．安培力和洛伦兹力的方向都用左手定则判定，则此二力的方向一定与磁感应强度的方向垂直 D．带电粒子在匀强磁场中的运动轨迹一定是圆 3．下图是在月球上不同位置所探测到的电子运动轨迹的照片，若电子速率相同，且电子速度均与磁场方向垂直。则这四个位置中磁场最强的是(　　) 4.如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场中，有a、b两个电子从同一处沿垂直磁感线方向开始运动，a的初速度为v，b的初速度为2v，则(　　) A．a做圆周运动的轨道半径大 B．b做圆周运动的周期大 C．a、b同时回到出发点 D．a、b在纸面内做逆时针方向的圆周运动 5．(双选)如图，①②③④各图中匀强磁场的磁感应强度均为B，带电粒子的速率均为v、电荷量均为q。以f1、f2、f3、f4依次表示四图中带电粒子在磁场中所受洛伦兹力的大小，则(　　) A．f1＝f2 B．f3＝f4 C．f2＝f3 D．f1＝f4 6．(双选)如图所示，一段长为L的导体水平放置，若导体单位体积内有n个自由电子，电子的电荷量为e，定向移动速度为v，导体横截面积为S。下面说法正确的是(　　) A．导体中电流为I＝neSvL B．导体中自由电子个数为N＝neSL C．导体放置在垂直纸面向外、磁感应强度为B的磁场中，导线所受安培力F安＝BL D．导体放置在垂直纸面向外、磁感应强度为B的磁场中，导线中每个电子所受洛伦兹力F洛＝evB 7．(2025·山东滨州高二月考)带电粒子进入云室会使云室中的气体电离，从而显示其运动轨迹。如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场中观察到某带电粒子的轨迹，其中a和b是运动轨迹上的两点。该粒子使云室中的气体电离时，其本身的动能在减少，而其质量和电荷量不变，重力忽略不计。下列说法正确的是(　　) A．粒子带负电 B．粒子先经过a点，再经过b点 C．粒子动能减小是由于洛伦兹力对其做负功 D．粒子运动过程中所受洛伦兹力大小不变 8．四个带电粒子的电荷量和质量分别为(＋q，m)、(＋q,2m)、(＋3q,3m)、(－q，m)，它们先后以相同的速度由坐标原点沿x轴正方向开始在匀强磁场中运动，磁场方向与坐标平面垂直。不计重力，下列描绘这四个粒子运动轨迹的图像中，可能正确的是(　　) 9．通电长直导线在其周围空间产生磁场。某点的磁感应强度大小B与该点到导线的距离r及电流I的关系为B＝k(k为常量)。如图所示，竖直通电长直导线中的电流I方向向上，绝缘的光滑水平面上P处有一带正电小球从图示位置以初速度v0水平向右运动，小球始终在水平面内运动，运动轨迹用实线表示，若从上向下看，则小球的运动轨迹可能是图中的(　　) 10．(2025·湖北武汉高二检测)比荷相等的带电粒子M和N，以不同的速率经过小孔S垂直进入匀强磁场，磁感应强度为B，运行的半圆轨迹如图中虚线所示， 下列说法正确的是(　　) A．N带负电，M带正电 B．N的速率大于M的速率 C．N的运行时间等于M的运行时间 D．N受到的洛伦兹力一定等于M受到的洛伦兹力 11．如图所示，在真空中有两根长而直的平行导线，其中只有一根携带稳定的电流，其方向未知。一个电子在两根导线确定的平面内沿着如图所示的路径从点Q移动到点P。以下哪一种表述是正确的(　　) A．CD导线携带电流，方向从D流到C B．CD导线携带电流，方向从C流到D C．AB导线携带电流，方向从A流到B D．AB导线携带电流，方向从B流到A 12.(2025·福建泉州高二月考)如图，a、b、c为三根相互平行且与纸面垂直的固定长直导线，两两等距，导线中通有大小相等的电流，方向如图所示。O点与a、b、c的距离相等，已知每根导线在O点产生的磁感应强度大小均为B0。一电子以速度v从O点沿垂直于纸面方向向外运动，它所受洛伦兹力的大小和方向正确的是(　　) A．0 B.eB0v，方向平行于纸面沿Oa C．2eB0v，方向平行于纸面并垂直于bc D．2eB0v，方向平行于纸面沿Ob 13.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绳上的拉力大小为(　　) A．3mg＋qB B．3mg＋qB C．3mg－qB D．3mg－qB 14．(10分)如图，匀强磁场沿z轴正方向，磁感应强度大小为B，一质量为m、带电量为＋q的粒子从O点沿y轴正方向以速度v进入磁场，不计粒子的重力。求： (1)沿z轴负方向看，粒子是顺时针运动还是逆时针运动；(2分) (2)粒子做圆周运动的半径与周期(要求写出推导过程)；(6分) (3)粒子第一次回到x轴上的坐标。(2分) 4 / 4 学科网（北京）股份有限公司 课时跟踪检测(三) 1．选B　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，B不正确。 2．选C　安培力是洛伦兹力的宏观表现，安培力可以做正功、负功，也可以不做功，但洛伦兹力与带电粒子运动方向一直垂直，不做功，故A错误；当通电导线与磁场不垂直时，所受安培力大小不能用F＝BIL来计算，当带电粒子的运动方向与磁场方向不垂直时，不能用f＝qvB计算洛伦兹力的大小，故B错误；安培力和洛伦兹力的方向都用左手定则判定，则此二力的方向一定与磁感应强度的方向垂直，故C正确；带电粒子在匀强磁场中，平行磁场方向运动时，不受洛伦兹力，带电粒子做直线运动，故D错误。 3．选A　根据qvB＝m，可得r＝，则磁场越强，半径越小，因A图粒子运动的半径最小，可知磁场最强的是A。 4．选C　根据evB＝m，得r＝，a的初速度为v，b的初速度为2v，则a做圆周运动的轨道半径小，A错误；根据T＝，两个电子运动周期相同，同时回到出发点，B错误，C正确；根据左手定则，a、b在纸面内做顺时针方向的圆周运动，D错误。 5．选BD　本题考查洛伦兹力的简单应用，①③④三图中速度v与磁场方向垂直，②图中速度v在垂直磁场方向的分速度为vcos 30°，根据公式f＝qvB，所以f1＝f3＝f4＞f2。故选B、D。 6．选CD　根据电流强度的定义，可得导体中电流为I＝＝＝neSv，A错误；导体中自由电子个数为N＝nV＝nSL，B错误；导体放置在垂直纸面向外、磁感应强度为B的磁场中，导线所受安培力F安＝BIL＝B(neSv)L，C正确；导体放置在垂直纸面向外、磁感应强度为B的磁场中，根据洛伦兹力的定义可知每个电子所受洛伦兹力F洛＝evB，D正确。 7．选A　由题意可知该粒子本身的动能在减少，而其质量和电荷量不变，可知速度大小在减小，根据洛伦兹力提供向心力qvB＝m，可得r＝，所以粒子运动半径减小，粒子先经过b点，再经过a点，则根据左手定则可知粒子带负电，A正确，B错误；由于运动过程中洛伦兹力一直与速度方向垂直，洛伦兹力不做功，C错误；根据F＝qvB，可知粒子运动过程中所受洛伦兹力逐渐减小，D错误。 8．选B　带电粒子以速度v沿x轴正方向进入磁场，若磁场垂直纸面向里，则带正电的粒子向上偏，带负电的粒子向下偏，根据洛伦兹力提供向心力，则有qvB＝m，解得r＝，因磁感应强度B、速度v都相同，故r∝，故粒子(＋q，m)与粒子(＋3q,3m)的运动半径相等，且小于粒子(＋q,2m)的运动半径，粒子(－q，m)向下偏，且运动半径与粒子(＋q，m)的运动半径相等。若磁场垂直纸面向外，则带正电的粒子向下偏，带负电的粒子向上偏，运动轨迹情况与磁场垂直纸面向里相类似。故选B。 9．选A　根据右手螺旋定则可知直线电流I产生的磁场方向与光滑的水平面平行，根据左手定则可知，带正电的小球受到的洛伦兹力方向始终与该水平面垂直，沿水平方向没有分力，所以洛伦兹力对运动的电荷不做功，由此可知小球将做匀速直线运动。故选A。 10．选C　根据左手定则，N粒子带正电，M粒子带负电，故A错误；带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力有qvB＝，可推知r＝，由于两粒子的比荷相等，可知粒子做圆周运动的半径与粒子速率成正比，根据题图可知，M粒子做圆周运动的半径比N粒子做圆周运动的半径大，故M粒子的速率比N粒子的速率大，故B错误；根据匀速圆周运动速度与周期的关系T＝，可推知T＝，由于两粒子的比荷相等，故两粒子做圆周运动的周期相同，根据题图可知，两粒子在磁场中做圆周运动的圆心角相同，故两粒子在磁场中运动的时间相等，故C正确；粒子在磁场中受洛伦兹力的大小为F＝qvB，在同一磁场，B相同，根据以上分析可知M粒子的速率比N粒子的速率大，但是，题设只已知比荷相等，并不知道两粒子电荷量的大小关系，故不能确定两粒子所受洛伦兹力的大小关系，故D错误。 11．选A　观察发现，电子越靠近CD导线，轨迹半径越小，根据洛伦兹力提供向心力则有qvB＝，可得R＝，故越靠近CD导线磁感应强度越大，因此一定是CD导线携带电流；电子做曲线运动，受到的合外力指向轨迹弯曲的凹侧，则根据左手定则可知，电子所在区域的磁场方向垂直纸面向外，根据安培定则可知，CD导线携带的电流方向从D流到C。故选A。 12．选C　导线a与导线b在O点产生的合磁场方向竖直向上，大小为B0，导线c在O点产生的磁场方向水平向左，大小为B0，则三根导线在O点产生的合磁感应强度大小为B＝＝2B0，方向与bc平行。一电子以速度v从O点沿垂直于纸面方向向外运动，它所受洛伦兹力的大小f＝2eB0v，由左手定则得，洛伦兹力的方向平行于纸面并垂直于bc。故选C。 13．选B　设小球第一次通过最低位置时速度大小为v，由左手定则可知小球在最低点所受洛伦兹力f方向向下，在最低点，小球受到重力mg、洛伦兹力f和悬线的拉力T，根据牛顿第二定律有T－f－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＝qvB，联立解得T＝3mg＋qB，选项B正确。 14．解析：(1)由左手定则可知，带正电的粒子沿y轴正方向以速度v进入磁场后，沿z轴负方向看，粒子会顺时针运动。 (2)粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，有 qvB＝m，解得R＝ 结合匀速圆周运动中速度与周期关系式T＝，解得T＝。 (3)粒子第一次回到x轴，正好转过半个圆周到达x正半轴，到坐标原点的距离为x＝2R＝ 故粒子第一次回到x轴上的坐标为。 答案：(1)顺时针　(2)　　(3) $