课时跟踪检测(三) 磁场对运动电荷的作用力（Word练习）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册（人教版 江苏专用）

课时跟踪检测(三)　磁场对运动电荷的作用力 1.下列各图中,能正确表示运动电荷在匀强磁场中所受洛伦兹力F方向的是 (　　) 2.(2025·常州高二调研)运动电荷在磁场中所受的力称为洛伦兹力,下列关于洛伦兹力的说法正确的是 (　　) A.静止在磁场中的电荷也受洛伦兹力的作用 B.洛伦兹力的大小与电荷的速度方向无关 C.洛伦兹力的方向总与电荷的速度方向垂直 D.洛伦兹力可以改变电荷的动能 3.如图为电视机显像管的偏转线圈示意图,线圈中心O处的黑点表示电子枪射出的电子,它的速度方向垂直纸面向外,当偏转线圈中的电流方向如图所示时,电子束应 (　　) A.向左偏转　　　　　 B.向上偏转 C.向下偏转 D.不偏转 4.初速度为v0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初速度方向如图,则 (　　) A.电子将向左偏转 B.电子将向右偏转 C.电子所受洛伦兹力变大 D.电子所受洛伦兹力大小不变 5.(2025·启东阶段练习)如图所示,在匀强磁场中垂直于磁场方向放置一段导线ab。磁场的磁感应强度为B,导线长度为l、横截面积为S、单位体积内自由电子的个数为n。导线中通以大小为I的电流,设导线中的自由电子定向运动的速率都相同,则每个自由电子受到的洛伦兹力 (　　) A.大小为,方向垂直于导线沿纸面向上 B.大小为,方向垂直于导线沿纸面向上 C.大小为,方向垂直于导线沿纸面向下 D.大小为,方向垂直于导线沿纸面向下 6.带电油滴以水平速度v0垂直进入匀强磁场,恰做匀速直线运动,如图所示。若油滴质量为m,磁感应强度为B,重力加速度为g,则下列说法正确的是 (　　) A.油滴必带正电荷,电荷量为 B.油滴必带正电荷,比荷为 C.油滴必带负电荷,电荷量为 D.油滴带什么电荷都可以,只要满足电荷量为 7.如图所示,在示波器下方有一根与示波器轴线平行放置的通电直导线,直导线中的电流方向向右,在该电流的影响下,下列关于示波器中的电子束的说法正确的是(示波器内两个偏转电场的偏转电压都为零,不考虑地磁场的影响) (　　) A.电子束将向下偏转,电子的速率保持不变 B.电子束将向外偏转,电子的速率逐渐增大 C.电子束将向上偏转,电子的速率保持不变 D.电子束将向里偏转,电子的速率逐渐减小 8.在电视机的显像管中,电子束的扫描是用磁偏转技术实现的,其扫描原理如图所示。圆形区域内的偏转磁场的方向垂直于圆面,不加磁场时,电子束将通过O点打在屏幕的中心M点。为了使屏幕上出现一条以M为中心的亮线PQ,偏转磁场的磁感应强度B随时间变化的规律应是下列选项中的 (　　) 9.如图所示,粗糙木板MN竖直固定在方向垂直纸面向里的匀强磁场中。t=0时,一个质量为m、电荷量为q的带正电物块沿MN以某一初速度竖直向下滑动,则物块运动的v-t图像不可能是 (　　) 10.(2025·黑龙江哈尔滨期中)如图所示,质量为m的带电小物块从半径为R的固定绝缘光滑半圆槽顶点A由静 止滑下,整个装置处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中。已知物块所带的电荷量保持不变,物块运动过程中始终没有与圆槽分离,物块第一次经过圆槽最低点时对圆槽的压力与自身受到的重力大小相等,重力加速度大小为g,则物块第二次经过圆槽最低点时对圆槽的压力大小为 (　　) A.3mg B.4mg C.5mg D.6mg 11.如图所示,甲、乙是竖直面内两个相同的半圆形光滑轨道,M、N为两轨道的最低点,匀强磁场垂直于甲轨道平面,匀强电场平行于乙轨道平面,两个完全相同的带正电小球a、b分别从甲、乙两轨道的右侧最高点由静止释放,在它们第一次到达最低点的过程中,下列说法正确的是 (　　) A.小球a下滑的时间比小球b下滑的时间长 B.小球a、b的机械能均不守恒 C.小球a到M点的速度小于小球b到N点的速度 D.小球a对M点的压力大于小球b对N点的压力 12.(10分)如图所示,质量m=1.0×10-4 kg的小球放在绝缘的水平面上,小球带电荷量q=2.0×10-4 C,小球与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,外加水平向右的匀强电场E=5 V/m、垂直纸面向外的匀强磁场B=2 T,小球从静止开始运动。求:(取g=10 m/s2) (1)小球具有最大加速度的值为多少?(5分) (2)小球的最大速度为多少?(5分) 13.(10分)(选自沪科版教材课后练习)如图所示,一个质量m=0.1 g、所带电荷量q=5×10-4 C的小滑块,放置在倾角α=30°的光滑斜面(绝缘且足够长)上,斜面置于B=0.5 T的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里。小滑块由静止开始沿斜面下滑,它滑至某一位置时会离开斜面。问:(g取10 m/s2) (1)小滑块带何种电荷?(2分) (2)小滑块离开斜面时的瞬时速度为多大?(4分) (3)该斜面的长度至少要多长?(4分) 课时跟踪检测(三) 1．选D　选项图A、B中电荷运动方向与磁场方向平行，则电荷均不受洛伦兹力F，A、B错误；根据左手定则可知，选项图C中电荷所受洛伦兹力F方向向上，选项图D中电荷所受洛伦兹力F方向向右，故C错误，D正确。 2．选C　静止在磁场中的电荷不受洛伦兹力的作用，故A错误；根据左手定则可知，洛伦兹力的方向既垂直于磁场方向，又垂直于电荷的速度方向，洛伦兹力可以表示为f＝qvBsin θ，θ是v与B的夹角，所以电荷受到的洛伦兹力的大小与电荷速度的大小和方向都有关系，故B错误，C正确；洛伦兹力的方向垂直于电荷的速度方向，所以洛伦兹力不做功，洛伦兹力不可以改变电荷的动能，故D错误。 3．选C　由安培定则可以判断出两个线圈的左端都是N极，磁感线分布如图所示，再由左手定则判断出电子束应向下偏转，C正确。 4．选B　由安培定则可知，导线右侧的磁场方向垂直纸面向里，根据左手定则可知，运动电子所受洛伦兹力方向向右，因此电子将向右偏转，A错误，B正确。洛伦兹力不做功，电子的速率不变，根据F洛＝qvB，电子越向右运动，磁感应强度B越小，则F洛越小，C、D错误。 5．选A　设自由电子定向运动的速率为v，根据电流的微观表达式，有I＝neSv，又F洛＝evB，联立解得F洛＝，自由电子定向运动的方向与电流方向相反，根据左手定则可知，自由电子受到的洛伦兹力方向垂直于导线沿纸面向上。故选A。 6．选A　油滴水平向右做匀速直线运动，其所受洛伦兹力必向上与重力平衡，故带正电荷，由mg＝qv0B，得其电荷量q＝，A正确，C、D错误；油滴的比荷＝，B错误。 7．选C　由安培定则可知，通电直导线在示波器位置产生的磁场垂直纸面向外，根据左手定则可知，电子束将向上偏转；由于洛伦兹力对电子不做功，故电子的速率保持不变，故C正确，A、B、D错误。 8．选B　由题意知，要想得到以M为中心的亮线PQ，则电子束既要向上偏转，又要向下偏转，所以磁场的磁感应强度B随时间t变化时，应有方向改变，C、D错误；选项图A中磁感应强度大小一定，则电子束受到的洛伦兹力大小相同，偏转量也相同，向同一方向偏转的电子都打到同一点，不能得到连续的亮线，A错误；在选项图B中磁感应强度随时间t变化的规律下，可得到亮线PQ，B正确。 9．选B　设初速度为v0，则FN0＝Bqv0，若满足mg＝Ff0＝μFN0，即mg＝μBqv0，物块向下做匀速运动，故A可能；若mg>μBqv0，则物块开始有向下的加速度，由a＝可知，随着速度增大，加速度减小，即物块先做加速度减小的加速运动，最后达到匀速状态，故D可能，B不可能；若mg<μBqv0，则物块开始有向上的加速度，物块做减速运动，由a＝可知，随着速度减小，加速度减小，即物块先做加速度减小的减速运动，最后达到匀速状态，故C可能。 10．选C　物块运动过程中只有重力做功，根据机械能守恒定律可知物块到达圆槽最低点时速度最大且不变，有mgR＝mvmax2，解得vmax＝，物块第一次经过圆槽最低点时对圆槽的压力与自身受到的重力大小相等，有F1＝mg，此时物块受到向上的洛伦兹力，有F1＋Bqvmax－mg＝，物块第二次经过圆槽最低点时受到向下的洛伦兹力，有F2－mg－Bqvmax＝，联立解得F2＝5mg，故选C。 11．选D　由于小球a在磁场中运动，受到的洛伦兹力不做功，整个过程中小球a的机械能守恒；而小球b在电场中运动，受到的静电力做负功，到达最低点时的速度较小，所以小球b下滑的时间较长，故A、B、C错误。小球a在磁场中运动，在最低点对小球a受力分析可知，FM－mg－BqvM＝m，解得FM＝m＋mg＋BqvM；小球b在电场中运动，在最低点受力分析可知，FN－mg＝m，解得FN＝m＋mg，因为vM>vN，所以FM>FN，结合牛顿第三定律可知，小球a对M点的压力大于小球b对N点的压力，D正确。 12．解析：(1)小球受向右的静电力，从而由静止开始运动，开始受到洛伦兹力，使得与水平面间的压力增大，导致滑动摩擦力增大，小球做加速度减小的加速运动，直到速度达到最大后，做匀速直线运动。因此刚开始运动时加速度最大，最大值为a＝＝ m/s2＝8 m/s2。 (2)当静电力等于滑动摩擦力时，速度最大，根据平衡条件，则有mg＋qvmB＝FN，qE＝Ff＝μFN 解得vm＝＝ m/s＝10 m/s。 答案：(1)8 m/s2　(2)10 m/s 13．解析：(1)因为小滑块滑至某一位置时会离开斜面，可知小滑块受到的洛伦兹力垂直斜面向上，根据左手定则判断，小滑块带负电荷。 (2)根据题意，小滑块离开斜面的瞬间有 qvB＝mgcos α 解得v＝＝ m/s＝2 m/s。 (3)根据牛顿第二定律有mgsin α＝ma 再根据v2＝2ax，解得x＝1.2 m。 答案：(1)负电荷　(2)2 m/s　(3)1.2 m 1 / 5 学科网（北京）股份有限公司 $