第十一章 第2讲　磁场对运动电荷的作用　课时1　洛伦兹力的理解和应用 专项练习 2027年高考物理一轮复习考点精讲（通用版）

**基本信息** 聚焦洛伦兹力核心应用，通过6道典型题构建从磁场叠加到运动分析的知识逻辑链，强化运动和相互作用观念与科学推理能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |磁场叠加与洛伦兹力计算|1题|双导线磁场叠加求洛伦兹力比值|磁感应强度矢量合成→洛伦兹力公式应用| |轨迹分析与电性判断|1题|由轨迹半径变化判断运动方向及电性|洛伦兹力提供向心力→半径公式推导→左手定则应用| |安培定则与磁场方向|1题|直导线磁场中粒子偏转轨迹判断|安培定则判断磁场方向→左手定则分析洛伦兹力方向| |洛伦兹力与平衡状态|1题|圆环在磁场中运动的v-t图像分析|洛伦兹力与摩擦力平衡→最大速度条件推导| |非匀强磁场中洛伦兹力|1题|圆环状磁场中粒子洛伦兹力变化|磁感线方向与速度关系→洛伦兹力公式适用条件| |洛伦兹力与运动状态|1题|细管中带电小球速度变化图像判断|洛伦兹力与重力关系→摩擦力变化→加速度分析|

课时1　洛伦兹力的理解和应用 (选择题每题5分，非选择题每题10分，建议用时：40分钟) 1.如图所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O为半圆弧的圆心，在O点存在垂直纸面向里运动的匀速电子束。∠MOP＝60°，在M、N处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，这时O点的电子受到的洛伦兹力大小为F1。若将M处长直导线移至P处，则O点的电子受到的洛伦兹力大小为F2。那么F2与F1之比为(　　) A.∶1 B.∶2 C.1∶1 D.1∶2 解析：选B。依题意，设每根导线在O点产生的磁感应强度为，方向竖直向下，则电子在O点受到的洛伦兹力为F1＝B1ev；当M处长直导线移至P点时，O点合磁感应强度大小为B2＝2×B1×cos 30°＝B1，则电子在O点受到的洛伦兹力为F2＝B2ev＝B1ev，则F2与F1之比为∶2，B正确，A、C、D错误。 2.(2025·无锡高三期中)一带电粒子沿垂直磁场方向射入匀强磁场，经过轨迹如图所示，轨迹上每一小段都可以近似看成圆弧，其能量逐渐减小(质量、电荷量不变)，从图中可以确定运动方向和电性是(　　) A.粒子从b到a，带负电 B.粒子从a到b，带负电 C.粒子从a到b，带正电 D.粒子从b到a，带正电 解析：选A。由题意可知，由于带电粒子的能量逐渐减小，故其速度减小，在磁场中洛伦兹力提供向心力有qvB＝m，解得其半径为r＝，由于速度减小，故其半径逐渐减小，故可知粒子的运动方向从b到a；由其偏转方向及左手定则可知粒子带负电，A正确。 3.如图所示，真空中有一条水平放置的直导线，导线中通有向右的恒定电流，导线的正下方有一个带正电粒子以一定的初速度平行于导线射入。不计粒子的重力，则粒子的运动轨迹(图中虚线)可能是(　　) 解析：选C。根据安培定则可知，在导线下方磁场方向垂直纸面向里，根据左手定则，判断粒子受力的方向向上，因此粒子向上偏转，由于是非匀强磁场，不做圆周运动，C正确。 4.如图甲所示，一带电荷量为q的圆环，套在足够长的绝缘粗糙竖直细杆上，细杆处于垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。现将圆环由静止释放，圆环运动的v-t图像如图乙所示，已知圆环与细杆之间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g，圆环的质量为(　　) A. B. C. D. 解析：选A。当圆环达到最大速度时，则有mg＝μN，N＝qvmB，可解得m＝，A正确。 5.真空中竖直放置一通电长直细导线，俯视图如图所示。以导线为圆心作圆，光滑绝缘管ab水平放置，两端恰好落在圆周上。直径略小于绝缘管直径的带正电小球自a端以速度v0向b端运动过程中，下列说法正确的是(　　) A.小球先加速后减速 B.小球受到的洛伦兹力始终为零 C.小球在ab中点受到的洛伦兹力为零 D.小球受到洛伦兹力时，洛伦兹力方向始终竖直向上 解析：选C。根据安培定则可知，直导线产生的磁场的磁感线如图中虚线所示，洛伦兹力始终与小球运动方向垂直，故不做功，小球速率不变，A错误； 当运动到ab中点时，磁感线与速度方向平行，所受洛伦兹力为零，自a端到中点洛伦兹力竖直向下，中点到b端洛伦兹力竖直向上，B、D错误，C正确。 6.如图所示，一个内壁粗糙程度一致的绝缘细管固定在水平面上，细管处在垂直于纸面向里的水平匀强磁场中。一个带正电的小球(球的直径略小于细管的内径)以一定的初速度v0沿管向右滑动，细管足够长，则小球的速度大小v随时间t的关系图像一定不正确的是(　　) 解析：选D。设小球质量为m0，若m0g＝qv0B，小球做匀速直线运动；若m0g＜qv0B，由牛顿第二定律得μ(qv0B－m0g)＝m0a，小球先做加速度减小的减速运动，后做匀速运动；若m0g＞qv0B，由牛顿第二定律得μ(m0g－qv0B)＝m0a，小球做加速度增大的减速运动，D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $ 课时1　洛伦兹力的理解和应用 (选择题每题5分，非选择题每题10分，建议用时：40分钟) 1.如图所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O为半圆弧的圆心，在O点存在垂直纸面向里运动的匀速电子束。∠MOP＝60°，在M、N处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，这时O点的电子受到的洛伦兹力大小为F1。若将M处长直导线移至P处，则O点的电子受到的洛伦兹力大小为F2。那么F2与F1之比为(　　) A.∶1 B.∶2 C.1∶1 D.1∶2 2.(2025·无锡高三期中)一带电粒子沿垂直磁场方向射入匀强磁场，经过轨迹如图所示，轨迹上每一小段都可以近似看成圆弧，其能量逐渐减小(质量、电荷量不变)，从图中可以确定运动方向和电性是(　　) A.粒子从b到a，带负电 B.粒子从a到b，带负电 C.粒子从a到b，带正电 D.粒子从b到a，带正电 3.如图所示，真空中有一条水平放置的直导线，导线中通有向右的恒定电流，导线的正下方有一个带正电粒子以一定的初速度平行于导线射入。不计粒子的重力，则粒子的运动轨迹(图中虚线)可能是(　　) 4.如图甲所示，一带电荷量为q的圆环，套在足够长的绝缘粗糙竖直细杆上，细杆处于垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。现将圆环由静止释放，圆环运动的v-t图像如图乙所示，已知圆环与细杆之间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g，圆环的质量为(　　) A. B. C. D. 5.真空中竖直放置一通电长直细导线，俯视图如图所示。以导线为圆心作圆，光滑绝缘管ab水平放置，两端恰好落在圆周上。直径略小于绝缘管直径的带正电小球自a端以速度v0向b端运动过程中，下列说法正确的是(　　) A.小球先加速后减速 B.小球受到的洛伦兹力始终为零 C.小球在ab中点受到的洛伦兹力为零 D.小球受到洛伦兹力时，洛伦兹力方向始终竖直向上 6.如图所示，一个内壁粗糙程度一致的绝缘细管固定在水平面上，细管处在垂直于纸面向里的水平匀强磁场中。一个带正电的小球(球的直径略小于细管的内径)以一定的初速度v0沿管向右滑动，细管足够长，则小球的速度大小v随时间t的关系图像一定不正确的是(　　) 学科网（北京）股份有限公司 $