6.4 磁场对运动电荷的作用 同步作业 -2025-2026学年高二上学期（中职）物理高教版(2021)电工电子类

主题六 磁场及其应用第四节 磁场对运动电荷的作用 同步作业 班级：__________ 姓名：__________ 学号：__________ 得分：__________ 一、选择题（每题3分，共30分） 1. 关于洛伦兹力，下列说法正确的是（　） A. 洛伦兹力是磁场对运动电荷的作用力 B. 洛伦兹力的大小与电荷量、速度、磁感应强度有关 C. 洛伦兹力的方向由左手定则判定 D. 以上说法都正确 2. 关于洛伦兹力的大小，下列说法正确的是（　） A. 当电荷运动方向与磁场方向垂直时， B. 当电荷运动方向与磁场方向平行时， C. 当电荷运动方向与磁场方向成角时， D. 以上说法都正确 3. 关于洛伦兹力的方向，下列说法正确的是（　） A. 洛伦兹力方向垂直于速度方向和磁场方向所确定的平面 B. 洛伦兹力方向由左手定则判定 C. 洛伦兹力对运动电荷不做功 D. 以上说法都正确 4. 一带电粒子以速度垂直进入匀强磁场中，则粒子将做（　） A. 匀速直线运动 B. 匀加速直线运动 C. 匀速圆周运动 D. 类平抛运动 5. 一电子以速度垂直进入磁感应强度的匀强磁场中，电子电荷，质量，则电子受到的洛伦兹力大小为（　） A. B. C. D. 6. 关于带电粒子在匀强磁场中的圆周运动，下列说法正确的是（　） A. 洛伦兹力提供向心力， B. 轨道半径 C. 运动周期，与速度无关 D. 以上说法都正确 7. 一带正电粒子以速度水平向右进入垂直纸面向里的匀强磁场中，则粒子将（　） A. 向上偏转，做顺时针圆周运动 B. 向下偏转，做逆时针圆周运动 C. 向上偏转，做逆时针圆周运动 D. 向下偏转，做顺时针圆周运动 8. 关于质谱仪的原理，下列说法正确的是（　） A. 利用电场加速带电粒子 B. 利用磁场使带电粒子偏转 C. 根据粒子在磁场中的轨道半径测量比荷 D. 以上说法都正确 9. 关于回旋加速器的原理，下列说法正确的是（　） A. 利用电场加速带电粒子 B. 利用磁场使带电粒子做圆周运动 C. 带电粒子在D形盒中运动周期与速度无关 D. 以上说法都正确 10. 一质子（质量，电荷）和一粒子（质量，电荷）以相同速度垂直进入同一匀强磁场中，则它们的轨道半径之比为（　） A. B. C. D. 二、填空题（每空2分，共20分） 11. 洛伦兹力的计算公式为__________，其中是__________，是__________，是__________，是__________。 12． 左手定则判定洛伦兹力方向：伸开左手，使大拇指与其余四指__________，并且都与手掌在__________；让__________穿入手心；四指指向__________的方向（正电荷）或__________的方向（负电荷）；__________所指的方向就是洛伦兹力的方向。 13． 带电粒子以速度垂直进入匀强磁场，洛伦兹力提供向心力，使粒子做__________运动。轨道半径__________，运动周期__________，频率__________。 14． 一电子以垂直进入的匀强磁场中，则轨道半径__________，周期__________。（，） 15． 质谱仪是利用__________和__________测量带电粒子比荷的仪器；回旋加速器是利用__________加速和__________偏转来获得高能粒子的装置。 三、判断题（每题2分，共10分） 16． 洛伦兹力对运动电荷永远不做功，只改变电荷的运动方向，不改变速度大小。（　） 17． 带电粒子在匀强磁场中一定做匀速圆周运动。（　） 18． 带电粒子在磁场中运动周期与粒子的速度大小无关，只与粒子的比荷和磁感应强度有关。（　） 19． 回旋加速器中，带电粒子在D形盒中运动周期与D形盒半径有关。（　） 20． 速度选择器利用相互垂直的电场和磁场，使满足的粒子直线通过。（　） 四、简答题（每题10分，共20分） 21． 简述洛伦兹力的特点，并比较洛伦兹力与安培力的区别与联系。 22． 请说明带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的规律，并推导轨道半径和周期的公式。 五、综合运用题（20分） 23． 一质量为、电荷量为的带正电粒子，从静止开始经电压为的加速电场加速后，垂直进入宽度为的匀强磁场区域，磁感应强度为，磁场方向垂直纸面向里。粒子离开磁场后打在荧光屏上的点。 （1）求粒子进入磁场时的速度大小；（4分） （2）求粒子在磁场中运动的轨道半径；（4分） （3）若粒子恰好不从磁场右边界射出，求加速电压与磁感应强度、磁场宽度的关系；（6分） 参考答案 一、选择题 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D D D C A D C D D B 解析： 1． 答案D。洛伦兹力是磁场对运动电荷的作用力；；方向由左手定则判定。 2． 答案D。时；时；一般情况。 3． 答案D。洛伦兹力垂直于和确定的平面；左手定则判定；始终垂直于，不做功。 4． 答案C。，洛伦兹力垂直于，提供向心力，粒子做匀速圆周运动。 5． 答案A。。 6． 答案D。；；，与无关。 7． 答案C。正电荷，向右，向里，左手定则：手心向里，四指向右，大拇指向上。正电荷向上偏转，做逆时针圆周运动（从上往下看）。 8． 答案D。质谱仪：电场加速，磁场偏转，根据测量比荷。 9． 答案D。回旋加速器：电场加速，磁场偏转；与无关。 10． 答案B。，相同、：。 二、填空题 11． ；电荷量；电荷运动速度；磁感应强度；速度方向与磁场方向的夹角 12． 垂直；同一平面内；磁感线；正电荷运动；正电荷运动的反方向；大拇指 13． 匀速圆周；；； 14． ； 解析： 15． 电场；磁场；电场；磁场 三、判断题 题号 16 17 18 19 20 答案 √ × √ × √ 解析： 17． 错误。带电粒子在匀强磁场中，当时，洛伦兹力为零，粒子做匀速直线运动；只有当时才做匀速圆周运动；当与成任意角度时，做等距螺旋运动。 19． 错误。回旋加速器中，带电粒子在D形盒中运动周期，与D形盒半径无关，只与粒子比荷和磁感应强度有关。 四、简答题 21． 答： 洛伦兹力的特点： （1）洛伦兹力是磁场对运动电荷的作用力，静止电荷不受洛伦兹力； （2）洛伦兹力的大小，与电荷量、速度、磁感应强度及夹角有关； （3）洛伦兹力的方向由左手定则判定，垂直于速度方向和磁场方向所确定的平面； （4）洛伦兹力对运动电荷永远不做功，只改变电荷的运动方向，不改变速度大小。 洛伦兹力与安培力的区别与联系： 比较项 洛伦兹力 安培力 作用对象 运动电荷 通电导线（电流） 本质 磁场对单个运动电荷的作用 磁场对导线中所有定向移动电荷作用的宏观表现 计算公式 做功情况 不做功 可以做功 联系 安培力是洛伦兹力的宏观表现，（为导线中运动电荷数） 22． 答： 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的规律： 当带电粒子以速度垂直进入匀强磁场时，洛伦兹力始终垂直于速度，提供向心力，使粒子做匀速圆周运动。 轨道半径公式推导： 由洛伦兹力提供向心力： 解得： 周期公式推导： 或频率： 特点： 周期与粒子速度和轨道半径无关，只与粒子比荷和磁感应强度有关。 五、综合运用题 23． 解： （1）粒子进入磁场时的速度： 由动能定理： （2）粒子在磁场中运动的轨道半径： 由 （3）粒子恰好不从右边界射出的条件： 粒子恰好不从右边界射出，即粒子在磁场中运动的轨迹与右边界相切，由几何关系，轨道半径。 由 学科网（北京）股份有限公司 $