假期作业2 电荷在磁场中的受力和运动-快乐假期】2025-2026学年高二物理暑假作业

快乐假期 学而时习之，不亦说乎。 假期作业2电荷在磁场中的受力和运动 完成日期： 月 〈《情境辨析 Qing jing bian× A.如果M=,则> mM mN 电视机显像管中的电子只是细细的一束， 为什么能够使整个屏幕发光呢？从宇宙深处 B.如果M=型，则< mM m 射来的带电粒子为什么只在地球两极引起极 光？所有的问题答案都在磁场对运动电荷的 C.如果M=,则9M>N mm mN 作用力洛伦兹力上 D.如果tM=t,则9M>N mM mN 2.(多选)高纬度地区的高空， 大气稀薄，常出现美丽的彩 色“极光”.极光是由太阳发 射的高速带电粒子受地磁 (1)洛伦兹力的方向、粒子运动方向、磁场方向 场的影响，进入两极附近时，撞击并激发高 两两相互垂直， () 空中的空气分子和原子引起的.假如我们在 (2)带电粒子的速度大小相同，所受洛伦兹力 北极地区仰视，发现正上方如图所示的弧状 不一定相同. ( ) 极光，则关于这一现象中高速粒子的说法正 (3)洛伦兹力和安培力是性质完全不同的两 种力， 确的是 ( (4)粒子在只受到洛伦兹力作用时运动的动能 A.高速粒子带正电 不变 B.粒子轨迹半径逐渐增大 (5)运动电荷进入磁场后（无其他力作用）可能 C.仰视时，粒子沿逆时针方向运动 做匀速直线运动。 ( D.仰视时，粒子沿顺时针方向运动 (6)根据周期公式T=2π”得出T与u成反比. 3.如图所示，质量为m、带电量为十q的三个 相同的带电小球A、B、C,从同一高度以初 ( 速度。水平抛出，B球处于竖直向下的匀 《技能提升 Ji neng ti sheng 强电场中，C球处于垂直纸面向里的匀强磁 素能提升 场中，它们落地的时间分别为tA、c,落 一、选择题 地时的速度大小分别为A、B、c,则以下 1.不计重力的两个带电粒子M 判断正确的是 ( 和N沿同一方向经小孔S垂 直进入匀强磁场，在磁场中 N 的运动轨迹如图.分别用ow ×R×× 与与…测与表示它们的速率， 为×为 在磁场中运动的时间、比荷，则 A.th=tB=tc B.tA=tc>tB C.VB>UA-UC D.VA<UB<Uc 高二物理 4.如图所示，半径为R的圆形 x x 二、非选择题 区域内有垂直于纸面向里的 x x 7.如图所示，圆形区域内有 A R R x x 匀强磁场.重力不计、电荷量一 垂直纸面向里的匀强磁 D x x $$6 0 ^ { \circ }$$ x 定的带正电粒子以速度v正对着圆心 射入 场，O为圆心，A、C、D为 c x x0x x 磁场，若粒子射入、射出磁场点间的距离为R， 圆形区域边界上的三点， x x 则粒子在磁场中的运动时间为 () $$\angle A O C = 9 0 ^ { \circ } ， \angle A O D = 6 0 ^ { \circ } .$$ 现有一对质量 $$A . \frac { 2 \sqrt 3 \pi R } { 9 v }$$ $$B . \frac { 2 \pi R } { 3 v }$$ 相等、电荷量不等的正、负粒子，从A点沿 AO方向以相同大小的速度垂直磁场射入， $$C . \frac { 2 \sqrt 3 \pi R } { 3 v }$$ $$D . \frac { \pi R } { 3 v }$$ 一个从C点离开磁场，另一个从D点离开 磁场，粒子的重力及相互作用力均不计.求： 5.如图所示，矩形虚线框 MN-M M (1)从C点离开磁场的粒子的电性； PQ内有一匀强磁场，磁场方 (2)从C点和D点离开磁场的两个粒子的 向垂直纸面向里.a、b、c是三 电荷量之比； 个质量和电荷量都相等的带电粒子，它们从 (3)从C点和D点离开磁场的两个粒子在 PQ边上的中点沿垂直于磁场的方向射入磁 磁场中运动的时间之比. 场，图中画出了它们在磁场中的运动轨迹.粒 子重力不计.下列说法正确的是 () A.粒子 a 带负电 B.粒子c的动能最大 C.粒子b在磁场中运动的时间最长 D.粒子b在磁场中运动时的向心力最大 6.(多选)英国物理学家阿斯 $$P _ { 1 }$$ 顿因首次制成质谱仪，并 E x x $$B . \frac { 7 } { 1 }$$ 用此对同位素进行了研 $$P _ { 2 }$$ $$B _ { 2 }$$ 究，因此荣获了1922年的 诺贝尔化学奖.若速度相 同的同一束粒子由左端射入质谱仪后的运 动轨迹如图所示，则下列相关说法中正确 的是 () A.该束带电粒子带负电 B.速度选择器的 $$P _ { 1 }$$ 极板带正电 C.在 $$B _ { 2 }$$ 磁场中运动半径越大的粒子，速度 越大 D.在 $$B _ { 2 }$$ 磁场中运动半径越大的粒子，质量 不一定大 5 飞堡快乐假翻 0M-= 8.如图所示的平行板器件中，存在相互垂直的 高考在线 匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度 1.(2022·全国甲卷·18T)空间存在着匀强 B1=0.4T,方向垂直纸面向里，电场强度 磁场和匀强电场，磁场的方向垂直于纸面 E=2.0×105V/m,方向向下，PQ为板间中 (xOy平面)向里，电场的方向沿y轴正方 线.紧靠平行板右侧边缘的xOy坐标系的 向.一带正电的粒子在电场和磁场的作用 第一象限内，有垂直纸面向外的匀强磁场， 下，从坐标原点O由静止开始运动.下列四 磁感应强度B2=0.25T,磁场边界AO和y 幅图中，可能正确描述该粒子运动轨迹的是 轴的夹角∠AOy=45°.一束带电荷量q= 8.0×1019C的正离子从P点射人平行板 间，沿中线PQ做直线运动，穿出平行板后 从y轴上坐标为(0,0.2m)的Q点垂直于y 轴射入磁场区域，离子通过x轴时的速度方 向与x轴正方向的夹角为45°~90°之间.离 子所受重力不计，则： yt ·B·A 2.(2024·湖北卷，7T)如 ×Q 45 图所示，在以O点为圆 0 心、半径为R的圆形区 (1)离子运动的速度为多大？ 域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应 (2)离子的质量应在什么范围内？ 强度大小为B.圆形区域外有大小相等、方 向相反、范围足够大的匀强磁场.一质量为 m、电荷量为q(q>0)的带电粒子沿直径AC 方向从A点射入圆形区域.不计重力，下列 说法正确的是 () A.粒子的运动轨迹可能经过O点 B.粒子射出圆形区域时的速度方向不一定 沿该区域的半径方向 C.粒子连续两次由A点沿AC方向射入圆 形区域的最小时间间隔为码 D.若粒子从A点射入到从C点射出圆形区 域用时最短，粒子运动的速度大小 为3gBR 3m 6三0022. 假期作业2 情境辨析 (1)×(2)/(3)×(4)/(5)/(6)× 技能提升 素能提升 1LA[由题因可知>≥N苏-然，利用一侣可得 mM mN M>N,A项正确、B项错误；若M=N,利用T=2πm, 9B9 可如一然.D项错误：若则=吹，利用一B可得 mM mN qM<gN,C项错误.] mM mN 2.AD[在北极上空有竖直向下的磁场，带电粒子运动的 轨迹由地面上看沿顺时针方向，则由左手定则得粒子带 正电，故C错误，A、D正确：运动过程中粒子因空气阻力 做负功，粒子的动能变小，速度减小，根据公式qB=m 得r=则半径变小，故B错误 gB 3.C[根据受力可判tc>tA>tB,选项A,B错误；因洛伦兹 力不做功，可判VA=C<B,选项C对，D错.] 4.A[本题考查带电粒子在磁场中的运动BB 问题，根据题意可画出粒子运动轨迹示意 R a 0 图，如图所示： 由几何关系可知a=60°，3=120°， 120° 粒子从A→B运动的时间1=360·T, 又T=2ry R=an， 解得时间1=23πR 9v 所以A正确，B、C、D错误.] 5.D[由左手定则可知，a粒子带正电，故A错误；由quB 、=),可得r一，由图可知粒子c的轨迹半径最小， 粒子b的轨迹半径最大，又m、q、B相同，所以粒子c的速 度最小，粒子b的逵度最大，由E=m2,知粒子c的 动能最小，根据洛伦兹力提供向心力有F向=qB,则可知 :子b的向心力最大，故D正确B锋误：由T=需可 知粒子a、b,c的周期相同，但是粒子b的轨迹所对的圆心 角最小，则粒子b在磁场中运动的时间最短，故C错误.] 6.BD[根据粒子在B2磁场中的运动轨迹，由左手定则可 知粒子带正电，A不正确；粒子在正交电磁场中运动时受 41 富二物理) 力平衡，又知其受向上的洛伦兹力，则其所受电场力方向 向下，速度选择器的P极板带正电，B正确；由qE= E qB1,得0一B,可知它们的速度是相等的，C不正确：根 据R阳可知，在B,酸场中运动半径想大的粒子，质量 与电荷量的比值越大，但质量不一定大，D正确.] 解析：(1)若粒子从C点离开磁场， A Tp 其在A点受到的洛伦兹力必水平 D 向左，根据左手定则可知，粒子带 XU X 负电： + (2)设磁场圆的半径为R,带电粒 子的运动轨迹如图所示， 极据洛伦滋力挑候向心力，有9B=m二，可得g一一 由图可知rc=R,R=tan30, R 所以9C=D=3」 9Dc39 (3)带电粒子在磁场中运动的时间为 1=,T-2, 7) 所以C=3.r℃33 D4'rD4 9D3:(3)=35 答案：1)粒子带负电：(2)9℃-3： 4 3.解析：(1)因离子沿直线PQ运动，则有：9E=qvB1, 则0=石名=5×10m/s, (2)离子进入磁场B,后，垂直于OA射出时，速度方向与 x轴成45°角，由1="m=0.2m, qB2 得m1=9B,1=8X10-28kg 离子垂直于x轴射出时，如图所示， 则有：r2=21=0.1m: 由r,=m?,得m2=2=4X102kg 45 故离子质量范围是4×10-26kg一8X10-26kg. 答案：(1)5×105m/s(2)4×10-26kg~8×10-26kg 壁快乐假期 高考在线 1.B[在xOy平面内电场的方向沿y轴正方向，故在坐标 原点O静止的带正电粒子在电场力作用下会向y轴正方 向运动，磁场方向垂直于纸面向里，根据左手定则，可判 断出向y轴正方向运动的粒子同时受到沿x轴负方向的 洛伦兹力，故带电粒子向x轴负方向偏转.A、C错误； 运动的过程中在电场力对带电粒子做功，粒子速度大小 发生变化，粒子所受的洛伦兹力方向始终与速度方向垂 直.由于匀强电场方向是沿y轴正方向，故x轴为匀强电 场的等势面，从开始到带电粒子偏转再次运动到x轴时， 电场力做功为0，洛伦滋力不做功，故带电粒子再次回到 x轴时的速度为0，随后受电场力作用再次进入第二象限 重复向左偏转，故B正确，D错误.故选B.] 2.D在圆形匀强磁场区域内，沿着径向射入的粒子，总是 沿径向射出的；根据圆的特点可知粒子的运动轨迹不可 能经过O,点，故A、B错误；粒子连续两次由A点沿AC 方向射入圆形区域，时间最短，根据对称性可知轨迹如 图① 图① 则最短时间有1=2T=4m,故C错误：粒子从A,点射入 aB 到从C点射出圆形区域用时最短，则轨迹如图②所示 图② 设粒子在磁场中运动的半径为r,根据几何关系可知” =3R 3 根据洛伦滋力提供向心力有g咖B=m,可得D 3qBN,故D正确. 3m 假期作业3 情境辨析 (1)×(2)×(3)×(4)×(5)/ 00M-= 技能提升 素能提升 1.BD「根据楞次定律可知，当快速将磁铁从图示位置向下 拔出时，线圈的磁通量减小，又此时强磁铁N极朝上，故 俯视超导线圈，其电流的方向为逆时针，A错误，B正确； 将磁铁S极朝上再从下方靠近超导线圈时，根据楞次定 律可知，线圈下方为S极，故线圈受斥力，C错误，D 正确.门 2.C[由安培定则和楞次定律 可知，感应电流方向先顺时针， 再逆时针，最后又变为顺时针 (如图所示)，故B错.由“来拒 去留”的规律可知，线框受到的 十 安培力的合力方向始终竖直 向上，C正确.感应电动势与磁 通量的变化率成正比，该过程 中磁通量为零时磁通量的变化率不为零，仍有感应电动势产 生，则感应电流不为零，A错，线框减少的重力势能转化为线 框的动能与电能，故D错.门 3.AB[由题意可知，汽车经过线圈会产生感应电流，故A正 确；根据楞次定律，线圈中的电流是由于汽车通过线圈时发 生电磁感应引起的，故B正确；测量的是经过两个线圈的平 均速度，故C错误；如果某个线圈出现故障，没有电流，就会 无计时起点或终点，无法计时，电子眼不能正常工作，故D 错误.] 4.D[若开关打开，导线运动时，闭合回路abdc中磁通量 不变，不产生感应电流；若开关闭合，导线运动时，闭合回 路abNM中磁通量变化，产生感应电流.所以，应选D 选项.门 5.C「当条形磁铁进入螺线管的时候，闭合线圈中的磁通 量增加；当条形磁铁穿出螺线管时，闭合线圈中的磁通量 减少，根据楞次定律判断C正确.门 6.A[由圆形变成正方形的过程中，面积减小，磁通量减 小，由楞次定律可知正方形中产生a→dc→b方向的电 流，A对.] 7.C[因为H>h,当线框全部处于磁场区域内时线框内磁 通量不变，线框中无感应电流，A错误；根据右手定则可 知，线框进入磁场时感应电流是逆时针，线框离开磁场时 感应电流是顺时针，C正确，B错；在C的基础上结合左手 定则可知，线框在进出磁场过程中受到磁场力的方向总 是向上，D错误.] 8.B「由楞次定律或右手定则可以判断，线框左移，磁通量 增加，感应电流的方向与图示方向相反，A错误：选项C、 D磁通量不变，无感应电流产生.故选项B正确.门