1.2 磁场对运动电荷的作用力 同步练习 -2026-2027学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册

**基本信息** 聚焦洛伦兹力及应用，通过三级分层设计实现从概念理解到实际应用的递进，强化运动和相互作用观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |备考训练一|洛伦兹力方向、大小及基本运动分析|以选择、判断题巩固左手定则等基础，如云室粒子径迹分析，强化物理观念| |备考训练二|电磁流量计原理及计算|结合污水、血流测量等情境，通过填空、多选考查平衡条件应用，体现科学探究| |备考训练三|霍尔效应原理及计算|以智能手机、磁轴键盘等实例，综合分析电势差与载流子关系，深化科学思维|

779038077———理解为王——物理快乐学 2 / 5 779038077———理解为王——物理快乐学 2 / 5 1.2磁场对运动电荷的作用力 1．洛伦兹力的方向和大小 （1）洛伦兹力 ①定义：运动电荷在__________中受到的力。 ②与安培力的关系：通电导线在磁场中受到的安培力是洛伦兹力的__________。 （2）洛伦兹力的方向 左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指__________，并且都与手掌在同一个平面内，让磁感线从_______垂直进入，并使四指指向__________运动的方向，这时__________所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向。负电荷受力的方向与正电荷受力的方向__________。 （3）洛伦兹力的大小 ①当v与B成θ角时，__________。 ②当时，__________。 ③当时，__________。 2．电子束的磁偏转 （1）显像管的构造：由__________、__________和荧光屏组成。 （2）显像管的原理 ①电子枪发射__________。 ②电子束在磁场中__________。 ③荧光屏被电子束__________时发光。 （3） 扫描：在偏转区的水平方向和竖直方向都有偏转磁场，其方向、强弱都在不断__________，使得电子束打在荧光屏上的光点从上向下、从左向右不断移动。 备考训练一： 1、 洛伦兹力方向 2、 基本应用（有限制的直线运动） 1．关于带电粒子在磁场中运动所受洛伦兹力，以下说法正确的是（　　） A．粒子速度方向与磁场方向平行时，粒子所受洛伦兹力不为零 B．洛伦兹力对运动粒子永远不做功 C．洛伦兹力会对运动粒子做正功 D．只有粒子速度方向与磁场方向垂直时，粒子才受洛伦兹力 2．图是科学史上一张著名的实验照片，显示一个带电粒子在云室中穿过某种金属板运动的径迹。云室放置在匀强磁场中，磁场方向垂直照片向里，云室中横放的金属板对粒子的运动起阻碍作用，分析此径迹可知粒子（ ） A．带正电，由下往上运动 B．带正电，由上往下运动 C．带负电，由上往下运动 D．带负电，由下往上运动 3．判断下列说法是否正确。 (1)运动的电荷在磁场中一定受到洛伦兹力。（　　） (2)静止的电荷在磁场中不会受到洛伦兹力。（　　） (3)洛伦兹力的方向既垂直于速度方向，又垂直于磁场方向。（　　） (4)用左手定则判断洛伦兹力时，四指始终指向电荷的运动方向。（　　） (5)电子带负电，用左手定则时，四指应指向电子运动的反方向。（　　） (6)洛伦兹力对运动电荷一定不做功。（　　） (7)洛伦兹力只会改变电荷的速度方向，不会改变速度大小。（　　） (8)电荷运动方向与磁场方向平行时，洛伦兹力最大。（　　） (9)电荷运动方向与磁场方向垂直时，洛伦兹力最大。（　　） (10)同一磁场中，电荷量越大，电荷受到的洛伦兹力一定越大。（　　） (11)洛伦兹力是安培力的微观本质，安培力是洛伦兹力的宏观表现。（　　） (12)电子束进入垂直于速度的磁场时，会发生偏转。（　　） (13)磁场越强，对垂直射入的电子束的偏转作用越明显。（　　） (14)洛伦兹力的公式F=qvB适用于速度与磁场平行的情况。（　　） (15)电视机、示波器中的电子束偏转利用了洛伦兹力。（　　） 4．如图所示，带正电物体（视为点电荷）静置于光滑绝缘水平面（足够长）上，空间存在垂直于纸面向外的匀强磁场。某时刻将水平向右的恒力作用在该物体上，之后该物体会（    ） A．先做加速度减小的加速运动后做匀加速直线运动 B．先做加速度减小的加速运动后做匀速直线运动 C．先做加速度减小的加速运动后做减速运动直至静止 D．做匀加速直线运动 5．如图所示，光滑绝缘直杆倾角为，杆上套一带负电的小球，匀强磁场的方向垂直于杆所在竖直平面。给小球一沿杆向上的初速度，不计空气阻力，小球从开始运动到返回出发点的过程中（　　） A． 机械能减小 B． 最大上滑位移为 C． 上滑时间小于下滑时间 D． 下滑时受到杆的弹力一定先减小后增大 6．如图所示，一根与水平方向成角的足够长的绝缘杆上套有质量为、的小球，小球与绝缘杆之间的动摩擦因数为。杆所在空间有垂直平面向外、磁感应强度的匀强磁场。小球由静止开始下滑，，。求： (1)小球刚开始下滑的加速度大小； (2)小球下滑的最大速率。 7．如图所示，竖直平面内固定一足够长的绝缘直杆，与水平面夹角为杆处在足够大的匀强磁场中，磁场方向垂直于杆所在的平面，磁感应强度大小为。杆上套一个带负电的环，环与绝缘直杆间的动摩擦因数为。将环由静止释放，环沿杆向下滑动，当环的速度为时其加速度最大，当环的速度为时其加速度为零，则为（　　） A. B. C. D. 8．如图所示，一内壁光滑、上端开口下端封闭的绝缘玻璃管竖直放置，高为h，管底有质量为m、电荷量为q的小球，玻璃管以速度v沿垂直于磁场方向进入磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中。在外力作用下，玻璃管在磁场中运动速度保持不变，小球最终从上端管口飞出，重力加速度大小为g，在此过程中，下列说法正确的是（　　） A．小球带负电 B．小球运动的加速度不断变化 C．小球机械能的增加量等于qvBh D．小球在玻璃管中运动时间为 9．如图所示，一固定的足够长绝缘细直杆与水平面的夹角，所在的空间充满磁感应强度大小为B的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。电荷量为、质量为m的小圆环套在直杆上。现用沿直杆向上的恒力F拉着小圆环从P点由静止开始沿杆向上运动，上升高度为h之前已达到最大速度。已知小圆环与直杆之间动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，恒力，不计空气阻力。小圆环从P点上升高度h的过程中（　　） A． 加速度逐渐减小至零 B． 最大速度为 C． 最大加速度 D． 因摩擦产生的热量为 10．（多选）如图所示，空间有一垂直纸面向外的磁感应强度为0.5T的匀强磁场，且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上，在木板左端放置、带电荷量的滑块，滑块与绝缘木板之间的动摩擦因数，滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。现对木板施加方向水平向左、大小的恒力，取，则（　　） A．滑块先做匀加速直线运动再做加速度减小的变加速直线运动 B．滑块匀加速运动的时间 C．滑块匀加速结束时的速度 D．滑块最终的速度 备考训练二： 1、电磁流量计原理及计算 11．育华中学物理兴趣小组为调查研究某化工厂排污口管道的排污量，找来一个圆形塑料空管作为排污管道，如图所示，在管道位置施加水平向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，沿管道内壁上下两侧紧贴内壁插入金属探片和，两金属探片间距等于管道内直径，并用灵敏电压表与金属探片相连。然后让含有大量正负离子的污水充满整个管道匀速流动，测得电压表的示数为 (1)电压表正接线柱与_____（填“M”或“N”）金属探片相连。 (2)通过此管道的污水流量_____（流量：单位时间内流过管道污水的体积，答案用题中所给符号） 12．（多选）电磁流量计如图甲所示，它是利用磁场对电荷的作用测出流过容器液体的流量，其原理可以简化为如图乙所示模型，液体内含有大量正、负离子，从容器左侧流入，右侧流出。在竖直向下的匀强磁场作用下，下列说法正确的是（　　） A．带正电离子受到向后的洛伦兹力 B．带负电的离子与带正电的离子受力方向相同 C．上、下两侧面有电势差 D．前、后两侧面有电势差 13．武汉的病毒研究所是我国防护等级最高的P4实验室，在该实验室中有一种污水流量计，其原理可以简化为如下图所示模型：废液内含有大量正、负离子，从直径为d的圆柱形容器右侧流入，左侧流出，流量值Q等于单位时间通过横截面的液体的体积。空间有垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，下列说法正确的是（　　） A．带负电粒子所受洛伦兹力方向向下 B．MN两点电压与液体流速无关 C．污水中离子数越多，两个电极间的电压U越大 D．只需要再测出MN两点电压就能够推算废液的流量 14．电磁流量计可以测量导电液体的流量Q——单位时间内流过管道横截面的液体体积。如图所示，内壁光滑的薄圆管由非磁性导电材料制成，空间有垂直管道轴线的匀强磁场，磁感应强度为B。液体充满管道并以速度v沿轴线方向流动，圆管壁上的两点连线为直径，且垂直于磁场方向，两点的电势差为。下列说法错误的是（　　） A． N点电势比M点高 B． 正比于流量Q C． 在流量Q一定时，管道半径越小，越小 D． 若直径与磁场方向不垂直，测得的流量Q偏小 15．（多选）血流计原理可以简化为如图所示模型，血液（内含少量正、负离子）从直径为d的血管右侧流入，左侧流出。流量Q等于单位时间内通过横截面的液体的体积。空间有垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，M、N两点之间可以用电极测出电压U。下列说法正确的是（　　） A．正离子所受洛伦兹力方向由M指N B．负离子所受洛伦兹力方向由M指N C．正负离子达到稳定状态时，血液流速为 D．血液流量 16．工业上常用电磁流量计来测量高黏度及强腐蚀性流体的流量Q（单位时间内流过管道横截面的液体体积），原理如图甲所示，在非磁性材料做成的圆管处加一磁感应强度大小为B的匀强磁场，当导电液体流过此磁场区域时，测出管壁上下M、N两点间的电势差U，就可计算出管中液体的流量。为了测量某工厂的污水排放量，技术人员在充满污水的排污管末端安装了一个电磁流量计，如图乙所示，已知排污管和电磁流量计处的管道直径分别为20cm和10cm。当流经电磁流量计的液体速度为10m/s时，其流量约为280m3/h，若某段时间内通过电磁流量计的流量为140m3/h，则在这段时间内（    ） A．M点的电势低于N点的电势 B．通过排污管的污水流量约为70m3/h C．排污管内污水的速度约为5m/s D．电势差U与磁感应强度B之比约为 17．如图甲所示，将医用电磁流量计接入输液管测量药液的流量（药液中含有大量正负离子）。流量计简化结构如图乙所示，药液以速度水平向右通过流量计，流量大小恒定。匀强磁场的磁感应强度大小一定，垂直纸面向内。为流量计内壁上两点，则（　　） A．点电势高于点 B．电势差与无关 C．若流量计内径变小，则电势差变大 D．若流量计内径变小，则变小 18．石墨烯是一种由碳原子组成的单层二维蜂窝状晶格结构新材料，具有丰富的电学性能．现设计一电路测量某二维石墨烯样品的载流子（电子）浓度。如图（a）所示，在长为a，宽为b的石墨烯表面加一垂直向里的匀强磁场，磁感应强度为B，电极1、3间通以恒定电流I，电极2、4间将产生电压U。当时，测得关系图线如图（b）所示，元电荷，则此样品每平方米载流子数最接近（    ） A． B． C． D． 19．为了测量某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口，加垂直于上下底面磁感应强度为B的匀强磁场，在前后两个面内侧固定有金属板作为电极，污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U。若用Q表示污水流量（单位时间内流出的污水体积），下列说法中正确的是（　　） A．若污水中正离子较多，则前表面比后表面电势高 B．电压表的示数与污水中离子浓度有关 C．污水的流速 D．污水流量 20．某化工厂的排污管末端安装如图所示的电磁流量计。流量计处于方向竖直向下的匀强磁场中，其测量管由绝缘材料制成，长为直径为，左右两端开口，在前后两个内侧面固定有金属板作为电极。当污水（含有大量的正、负离子）充满管口从左向右流经该测量管时，稳定后两端的电压为，显示仪器显示污水流量为（单位时间内排出的污水体积）下列说法正确的是（    ） A． 匀强磁场的磁感应强度 B． 侧电势比侧电势低 C． 污水中离子浓度越高，显示仪器的示数越大 D． 污水流量与成正比，与无关 备考训练三： 1、 霍尔效应原理 2、 计算 21．（多选）当导体放在垂直于它的匀强磁场中，电流通过该导体时，在导体的某表面之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应。如图所示，一块宽为、长为、厚为的矩形金属块其导电粒子是电荷量为的自由电子，放在磁感应强度大小为的匀强磁场中，通入方向向右的电流时，则该元件的（　　） A．上表面的电势比下表面的高 B．前表面的电势比后表面的高 C．霍尔电压与电荷移动速度成正比 D．霍尔电压与成正比 22．（多选）电动自行车多处用到了霍尔传感器，如测速仪、无刷电机等。如图所示，厚度为h、宽度为d的金属板放在垂直于其前表面的磁感应强度为B的匀强磁场中，当电流通过金属板时，在金属板的上、下表面之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应。已知电势差、电流I和B的关系为，式中的k为霍尔系数。设电流（方向如图）是由电子的定向移动形成的，金属板单位体积内电子的个数为n，电子定向移动的速率为v，电量为e。达到稳定状态时（　　） A．电子所受的洛伦兹力方向为垂直于下表面向下 B．金属板上表面的电势低于下表面的电势 C．金属板上、下两表面之间的电势差的大小为Bdv D．霍尔系数k与金属板的厚度h和宽度d无关 23．自行车速度计可以利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率。如图甲所示，一块磁铁安装在前轮上，轮子每转一圈，磁铁就靠近传感器一次，传感器就会输出一个脉冲电压。如图乙所示，电源输出电压为，当磁场靠近霍尔元件时，在导体前后表面间出现电势差（前表面的电势低于后表面的电势）。下列说法中错误的是（　　） A．图乙中霍尔元件的载流子带负电 B．若电流I变大，则霍尔电势差变大 C．自行车的车速越大，则霍尔电势差越大 D．若传感器的电源输出电压变大，则霍尔电势差变大 24．日常带皮套的智能手机是利用磁性物质和霍尔元件等起到开关控制作用。打开皮套，磁体远离霍尔元件手机屏幕亮；合上皮套，磁体靠近霍尔元件屏幕熄灭。如图所示，一块宽度为d、长为l、厚度为h的霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子。水平向右大小为I的电流通过元件时，手机套合上，元件处于垂直于上表面、方向向下且磁感应强度大小为B的匀强磁场中，元件的前、后表面产生稳定电势差U，以此来控制屏幕熄灭。下列说法正确的是（    ）    A．前表面的电势比后表面的电势低 B．自由电子所受洛伦兹力的大小为 C．增大霍尔元件中的电流，霍尔电压减小 D．元件内单位体积的自由电子数为 25．如图所示，将厚度为h和宽度为d的金属板放在匀强磁场中，以金属板的一个顶点为坐标原点建立Oxyz坐标系。当金属板中通有沿z轴正方向的恒定电流I时，金属板的上、下表面之间产生稳定的电压。已知该金属板单位体积内自由电子的个数为n，电子的电荷量为，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向沿x轴负方向，下列说法正确的是（　　） A．金属板上表面的电势高于下表面的电势 B．金属板的上、下表面之间产生的稳定电压的大小为 C．金属板内自由电子所受洛伦兹力的大小为 D．金属板内载流子定向移动的速率为 26．磁轴键盘是一种新型的机械键盘结构，磁轴包括轴心、永磁铁、霍尔传感器和弹簧，其结构简图如图所示。轴心可保证按键和弹簧只在竖直方向运动，永磁铁（N极在下、S极在上）固定在按键上，长、宽、高分别为l、b、h的霍尔传感器通有由前向后的恒定电流I。当按键被按下时，开始输入信号。当松开按键时，输入信号停止。下列说法正确的是（　　） A．按下按键后，霍尔传感器的左表面的电势比右表面的电势高 B．按下按键的速度越快，霍尔电压越大 C．要使该磁轴键盘更加灵敏，可以减小h D．要使该磁轴键盘更加灵敏，可以增加b 27．为了节约能源，笔记本电脑机身和显示屏分别装有霍尔元件和磁体，实现开屏变亮，合屏熄灭，如图1所示。图2为某笔记本中利用自由电子导电的霍尔元件，长宽、高分别为a、b、c，电流方向向右且大小恒定。当合上显示屏时，水平放置的元件处于竖直向下的匀强磁场中，元件前、后表面间产生电势差，当电压超过某一临界值时，屏幕自动熄灭。下列说法正确的是（   ） A．合屏状态下，霍尔元件前表面的电势比后表面的低 B．若只有磁场B变弱，可能出现闭合屏幕时无法熄屏 C．若只增大电流I，可能出现闭合屏幕时无法熄屏 D．若只减小高度c，可能出现闭合屏幕时无法熄屏 28．笔记本电脑盖上屏幕，屏幕盖板上磁铁和主板机壳上“霍尔传感器”配合，通过改变a、b间电势差的方式使屏幕进入休眠模式，其工作原理如图所示。当电脑盖上屏幕时，相当于屏幕边缘的磁极靠近霍尔元件，已知该霍尔元件载流子为电子，以下说法正确的是（　　） A．盖上盖板，a端带正电 B．打开盖板，a端带正电 C．盖上屏幕过程中，a、b间电势差逐渐减小 D．盖上屏幕过程中，a、b间电势差逐渐增大 29．霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器，广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面，通过霍尔效应实验测定的霍尔系数，能够判断半导体材料的导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等参数，霍尔电压U、电流I和磁感应强度大小B的关系为，式中的比例系数K称为霍尔系数，d为导体厚度，如图所示。实验表明，铜以及大多数金属的导电物质是带负电荷的电子。 (1)霍尔元件通以如图所示的电流I时，若所用的金属是铜，则电压表的正接线柱应接在接线柱________（选填“3”或“4”）。 (2)若某种导电材料中同时含有可自由移动的正、负电荷，则该材料________（填“能”或“不能”）用于制作霍尔元件，理由是________。 (3)已知霍尔元件的厚度为d，宽度为b，磁感应强度大小为B，自由电荷带电量为q，单位体积内自由电荷的个数为n，自由电荷的平均定向移动速率为v，则金属板上、下两面之间的电势差（霍尔电压）U=________（用含v的式子表示），则霍尔系数K=________。 30．智能驾驶备受人们的青睐，而霍尔元件在智能驾驶中起着重要的作用，能够实时监测汽车的速度。利用霍尔元件测速的原理如下：在汽车的电机转轴上固定一个磁铁，当装有霍尔元件的传感器靠近磁铁时就会输出高电压，远离磁铁时输出低电压，形成矩形波，通过矩形波的频率计算出电机的转速，再通过车轮的大小计算出汽车的速度，当磁铁靠近霍尔元件时的模拟图如图甲所示，磁感应强度大小为B，元件中通入的电流大小为I，导体中的载流子是电荷量为e的电子，单位体积内的自由电子数为n，导体沿磁场方向的长度为d，导体的高度为h，传感器检测到霍尔电压随时间的变化图像近似如图乙所示。已知车轮的半径为R。 (1)在图甲的状态下，哪个表面的电势低，上、下两个表面的电势差的大小为多少？ (2)若测试车辆从静止开始做匀加速运动，此时电机转速与车轮转速之比为n：1，当车行驶的距离为6πR时，传感器检测到霍尔电压刚好为，求汽车车轮转动最后一圈所用的时间。 779038077———理解为王——物理快乐学 2 / 5 779038077———理解为王——物理快乐学 2 / 5 试卷第1页，共3页 每个知识点两个按照2-3-3练习（简、中、难——多为期中、期末、高考真题）——全面掌握 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 题号 1 2 4 5 7 8 9 10 12 13 答案 B A D B B C B ABD AD D 题号 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 答案 C AD D C D D A BC BD C 题号 24 25 26 27 28 答案 D B C B D 1．B 【详解】A．带电粒子在磁场中运动时，若速度与磁场方向平行，则洛伦兹力为0，故A错误； BC．由左手定则可知，洛伦兹力的方向始终与粒子运动方向垂直，则洛伦兹力对运动粒子不做功，故B正确，C错误； D．只要粒子速度方向与磁场方向不平行，粒子就会受到洛伦兹力，并非只有速度与磁场垂直时才受力，故D错误。 故选B。 2．A 【详解】粒子穿过金属板后，速度变小，由半径公式可知，半径变小，粒子运动方向为由下向上；又由于洛伦兹力的方向指向圆心，由左手定则，粒子带正电．所以A正确． 故选A． 3．(1)错误 (2)错误 (3)正确 (4)错误 (5)正确 (6)正确 (7)正确 (8)错误 (9)正确 (10)错误 (11)正确 (12)正确 (13)正确 (14)错误 (15)错误 【详解】（1）略 （2）略 （3）略 （4）略 （5）略 （6）略 （7）略 （8）略 （9）略 （10）略 （11）略 （12）略 （13）略 （14）略 （15）略 4．D 【详解】带正电物体在F作用下向右运动，磁场垂直纸面向外，根据左手定则，洛伦兹力为竖直向下，大小，随速度增大而增大，物体对水平面压力也越来越大，由于水平面是光滑的，不存在摩擦力，物体水平方向只受恒力，即为物体合力。根据牛顿第二定律，加速度，得加速度大小恒定，方向不变，因此物体做匀加速直线运动。 故选D。 5．B 【详解】A．小球运动过程中，受到竖直向下的重力、与杆垂直的洛伦兹力和弹力的作用，由于洛伦兹力和弹力不做功，所以小球的机械能守恒，故A错误； BC．小球上滑时，根据牛顿第二定律有 小球下滑时，根据牛顿第二定律有 所以小球上滑和下滑的加速度相等，即 则根据对称性可知，小球上滑的时间和下滑的时间相等；根据运动学公式可知，小球向上滑动的最大位移为，故B正确，C错误； D．小球向下滑动时受到竖直向下的重力、垂直杆向上的洛伦兹力以及与杆垂直的弹力，根据可知，当小球向下加速时，其受到的洛伦兹力逐渐增大，若小球回到出发点时，其受到的洛伦兹力仍小于其重力垂直杆方向的分力，则根据平衡条件可知，杆对小球弹力的方向一直垂直杆斜向上，且大小一直减小；若小球回到出发点之前的某一瞬间，小球受到的洛伦兹力就增大到等于小球重力垂直杆方向的分力，则此时杆的弹力减小为0，之后根据平衡条件可知，杆对小球弹力的方向将由垂直杆斜向上变成垂直杆斜向下，且大小将随着速度的增大而增大，所以下滑时小球受到杆弹力的大小可能一直减小，也可能先减小后增大，故D错误。 故选B。 6．(1) (2) 【详解】（1）小球刚开始下滑时速度，洛伦兹力 对小球受力分析， 根据牛顿第二定律 解得 （2）小球带负电，沿杆下滑时，由左手定则可知，洛伦兹力方向垂直杆向下，大小 随速度增大，洛伦兹力增大，杆的支持力增大，摩擦力增大，小球加速度逐渐减小 当加速度时，速度达到最大值，此后小球匀速运动。 此时受力平衡： 沿杆方向 垂直杆方向： 解得 7．B 【详解】当环沿杆运动的速度为时，垂直于杆的方向有 沿杆的方向有 当，即时，有最大值，设此时速度为，有 解得 在环继续下滑过程中，弹力方向变为垂直于杆向下，设当环的速度达到最大值时，环受到杆的弹力为，摩擦力为，此时，即， 解得 因此 故选B。 8．C 【详解】A．小球最终从上端管口飞出，则由左手定则可知，刚进入磁场时小球受到的洛伦兹力方向竖直向上，小球必定带正电，A错误； B．由题图可知，小球在水平方向做匀速直线运动，加速度为零。竖直方向受到重力和洛伦兹力在竖直方向分力，小球的重力其大小方向不变，而洛伦兹力在竖直方向的分力其大小方向也不变，所以小球在竖直方向的合外力不变，综上所述结合，牛顿第二定律可知，小球的加速度不变，做类平抛运动，B错误； C．对小球分析，竖直方向有 小球离开管口的竖直方向速度为 小球离开管口的合速度为 该过程中，小球重力势能的增加量为 动能的增加量为 机械能的增加量为，C正确； D．小球的实际运动速度可分解为水平方向的速度v和竖直方向的速度，竖直方向的洛伦兹力不变，在竖直方向上，由牛顿第二定律有 由匀加速直线运动公式有 整理有，D错误。 故选C。 9．B 【详解】A．小圆环沿绝缘细直杆向上做加速运动，根据左手定则可知，洛伦兹力垂直于向上。 初始阶段，小圆环速度较小，洛伦兹力小于重力垂直于的分量，小圆环对的压力大小为 沿方向合力为 随着小圆环速度逐渐增大，洛伦兹力逐渐增大，合力逐渐增大。 小圆环速度逐渐增大，当洛伦兹力大于重力垂直于的分量后，小圆环对的压力大小为 沿方向合力为 随着小圆环速度逐渐增大，洛伦兹力逐渐增大，合力逐渐减小至0，速度达到最大。 所以小圆环所受合力先增大后逐渐减小至0，由牛顿第二定律可知，小圆环的加速度先增大后逐渐减小至0，故A错误； B．当小圆环所受合力为0时，加速度为0，小圆环速度达到最大值，即 解得最大速度为，故B正确； C．当摩擦力为0时，小圆环的加速度达到最大值，根据牛顿第二定律，得 解得最大加速度，故C错误； D．根据能量守恒定律，得 解得因摩擦产生的热量为，故D错误。 故选B。 10．ABD 【详解】A．F刚作用在木板上时，假设滑块与木板间不相对滑动，则整体的加速度大小为 滑块与木板间的摩擦力大小为 假设成立，故刚开始时，滑块随木板一起向左匀加速直线运动，随着速度增大，滑块所受向上的洛伦兹力越来越大，滑块对木板的压力越来越小，滑块与木板间的最大静摩擦力越来越小，当滑块与木板间的最大静摩擦力减小到时，滑块与木板间开始出现相对滑动，此后随着滑块继续向左加速，所受洛伦兹力继续增大，滑块对木板的压力继续减小，滑块所受摩擦力继续减小，滑块的加速度也继续减小，当滑块所受洛伦兹力等于滑块重力时，滑块对木板压力为零，此时滑块的速度达到最大，故A正确； C．滑块匀加速结束时对滑块有 解得，故C错误； B．滑块匀加速运动的时间，故B正确； D．滑块最终的速度满足 解得，故D正确。 故选ABD。 11．(1)M (2) 【详解】（1）由图可知，带负电荷的粒子在管道中运动时受到向下的洛伦兹力，在正电荷的粒子受到向上的洛伦兹力，可见上侧聚集正电荷，下侧聚集负电荷，故上侧电势高于下侧的电势，故正极与上侧M金属探片相连。 （2）当粒子受到电场力与洛伦兹力等大反向时，电压不再增加，可得 通过此管道的污水流量 联立两式解得 12．AD 【详解】带电粒子在磁场中运动会受到洛伦兹力，根据左手定则可知，带正电的离子受到向后的洛伦兹力作用，带负电的离子受到向前的洛伦兹力作用，从而积聚在前后两个侧面，形成电势差。 故选AD。 13．D 【详解】A．根据左手定则，负电荷受到竖直向上的洛伦兹力。A错误； BC．根据 可得电压 则可知MN两点电压与液体流速有关。最终正负离子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡，带电离子做匀速直线运动，由上式知两个电极间的电压与离子浓度无关。BC错误； D．计算液体的流速，根据 可得流速 废液的流量为 即只需要再测量MN两点电压就能够推算废液的流量。D正确。 故选D。 14．C 【详解】A．根据左手定则可知正离子向下偏，负离子向上偏，故N点电势比M点高，故A正确； BC．设管道半径为r，稳定时，离子受到的洛伦兹力与电场力平衡有 同时有 联立解得 故正比于流量Q；流量Q一定时，管道半径越小，越大； 故B正确，C错误； D．若直径MN与磁场方向不垂直，根据可知此时式中磁场强度为磁感应强度的一个分量，即此时测量时代入的磁场强度偏大，故测得的流量Q偏小； 故D正确。 本题选错误的，故选C。 15．AD 【详解】A．正离子从右向左运动时，根据左手定则可知，所受洛伦兹力方向向下，即正离子所受洛伦兹力方向由M指N，故A正确； B．负离子从右向左运动时，根据左手定则可知，所受洛伦兹力方向向上，即负离子所受洛伦兹力方向由N指M，故B错误； C．正负离子达到稳定状态时，洛伦兹力与电场力平衡，则有 解得 故C错误； D．时间t内通过截面的液体的体积为 流量Q等于单位时间内通过横截面的液体的体积，则有 结合上述解得 故D正确。 故选AD。 16．D 【详解】A．根据左手定则可知，正电荷进入磁场区域时会向上偏转，负电荷向下偏转，所以M点的电势一定高于N点的电势，故A错误； BC．设流经电磁流量计的液体速度为，排污管内污水的速度为；由题知，当流经电磁流量计的液体速度为10m/s时，其流量约为280m3/h；某段时间内通过电磁流量计的流量为140m3/h，则在这段时间内流经电磁流量计的液体速度为 这段时间内通过电磁流量计的流量为140m3/h，则在这段时间内通过排污管的污水流量约为140m3/h，则有 其中流量计半径为r=5cm=0.05m，排污管的半径R=10cm=0.1m，代入上式解得 故BC错误； D．流量计内污水的速度为v1=5m/s，当粒子在电磁流量计中受力平衡时有 解得 故D正确。 故选D。 17．C 【详解】A．正负粒子均向右通过流量计，由左手定则判断正离子受到向上的洛伦兹力，负离子受到向下的洛伦兹力，故N点的电势应小于M点，故A错误； B．根据题意，由平衡条件有 又有 联立解得 可知，电势差与有关，故B错误； CD．根据流量公式 可知，由于流量大小恒定，若流量计内径变小，变大，由 可知，电势差变大，故C正确，D错误。 故选C。 18．D 【详解】设样品每平方米载流子(电子)数为n，电子定向移动的速率为v，则时间t内通过样品的电荷量 q=nevtb 根据电流的定义式得 当电子稳定通过样品时，其所受电场力与洛伦兹力平衡，则有 联立解得 结合图像可得 解得 故选D。 19．D 【详解】AB．正、负离子从左向右移动，根据左手定则，正离子所受的洛伦兹力指向后表面，负离子所受的洛伦兹力指向前表面，所以后表面电极的电势比前表面电极的电势高，且电势的高低与哪种离子较多无关，故AB错误； C．终稳定时，离子受洛伦兹力和静电力平衡，有 解得 故C错误； D．污水流量 故D正确。 故选D。 20．A 【详解】ACD．流量 又因为电场力等于洛伦兹力，达到平衡时，电势差稳定，即 解得 U的大小与粒子浓度无关，所以流量 解得 故A正确，CD错误； B．磁场方向竖直向下，由左手定则，污水中的正离子聚集到端，负离子聚集到端，侧电势比侧电势高，B错误； 故选A。 21．BC 【详解】AB．根据左手定则可知，电子向后表面偏转，因此前表面的电势比后表面的高，上下表面电势相等，故A错误，B正确； CD．电子在磁场中受到洛伦兹力作用，向上级板偏转，稳定后形成电场，处于平衡后有 解得霍尔电势差为 故C正确，D错误； 故选BC。 22．BD 【详解】AB．由于载流子是自由电子，由左手定则，可知电子所受的洛伦兹力方向为垂直于上表面向上，则上表面积累电子，金属板上表面的电势低于下表面的电势，故A错误，B正确； CD．电子最终达到平衡时，有 可得 根据电流的微观表达式 联立可得 又，可知霍尔系数为，故C错误，D正确。 故选BD。 23．C 【详解】A．由题意可知，前表面的电势低于后表面的电势，结合左手定则可知，霍尔元件的电流I是由负电荷定向运动形成的，A正确，不符合题意； BC．根据 解得 由电流的微观定义式 n是单位体积内的电子数，e是单个导电粒子所带的电量，S是导体的横截面积，v是导电粒子运动的速度，整理得 联立解得 可知霍尔电压与车速大小无关，若电流I变大，则霍尔电势差变大，B正确，不符合题意；C错误，符合题意； D．由公式 可知若传感器的电源输出电压变大，那么电流I变大，则霍尔电势差将变大，D正确，不符合题意； 故选C。 24．D 【详解】A．元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子，通入水平向右大小为I的电流时，电子向左运动，由左手定律可得电子受洛伦兹力的作用往后表面偏转，故前表面的电势比后表面的电势高，故A错误； B．元件的前、后表面产生稳定电势差时，自由电子受到的洛伦兹力大小与电场力平衡 即，故B错误； C．由 解得 电流的微观表达式 可得霍尔电压 即霍尔电压与电流强度成正比，故电流增大，霍尔电压增大，故C错误； D．由电流的微观表达式 又 解得元件内单位体积的自由电子数为，故D正确。 故选D。 25．B 【详解】A．沿z轴正方向通有恒定电流，则电子移动方向沿z轴负方向，磁感应强度方向沿x轴负方向，根据左手定则可知，负电荷向上偏转，故金属板上表面的电势低于下表面的电势，故A错误； B．根据平衡条件得 又因为， 解得稳定电压的大小 故B正确； C．金属板内载流子所受洛伦兹力的大小 联立以上解得 故C错误； D．由B项分析可得，金属板内载流子定向移动的速率 故D错误。 故选B。 26．C 【详解】A．按下按键后，永磁体在霍尔传感器处的磁场方向竖直向下，根据左手定则可知自由电子在左表面聚集，所以霍尔传感器的左表面的电势比右表面的电势低，故A错误； BCD．最终电子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡，有 结合电流的微观定义式I=neSv=nebhv 有 可见按下按键的速度快慢，对霍尔电压没有影响，减小h，使该磁轴键盘更加灵敏，b对霍尔电压无影响，对该磁轴键盘的灵敏度无影响，故C正确；BD错误。 故选C。 27．B 【详解】A．合屏状态下，根据左手定则可知，电子偏向后表面，则前表面的电势比后表面的高。A错误； B．根据 解得 则若磁场变弱，前后表面产生的电压变小，则可能出现闭合屏幕时无法熄屏现象，B正确； CD．根据电流的表达式 结合上述结论可得 故只增大电流或只减小c，前后表面产生的电压都会增大，不可能出现闭合屏幕时无法熄屏的现象，CD错误。 故选B。 28．D 【详解】AB．无论盖上盖板还是打开盖板，霍尔元件磁场方向向下，电流方向向左，根据左手定则可得，载流子受力方指向a，因此a端带负电，故AB错误； CD．设霍尔元件的长度为a，宽度为b，高度为c，则 所以 盖上屏幕过程中，磁感应强度变大，则霍尔电压增大，即a、b间电势差逐渐增大，故C错误，D正确。 故选D。 29．(1)4 (2) 不能 若材料中同时含有正、负电荷，由左手定则可知，正、负电荷往同一方向偏转，则形成不了霍尔电压 (3) Bbv 【详解】（1）若所用金属是铜，由左手定则可知负电荷往上偏，则下表面带正电，所以电压表的正接线柱应接4。 （2）[1][2]若材料中同时含有正、负电荷，由左手定则可知，正、负电荷往同一方向偏转，不能形成霍尔电压。 （3）[1][2]自由电荷所受到的洛伦兹力为F洛=qvB 所受到的静电力为F电=qE 当静电力和洛伦兹力平衡时，有qvB=Eq=q 导体中通过的电流为I=nqSv=nq·bd·v 联立可得U=Bbv 即 30．(1)上表面电势低， (2) 【详解】（1）根据左手定则可知，载流子受到的洛伦兹力向上，载流子带负电，负电荷向上偏转，则霍尔元件的上表面电势低，根据受力平衡可得 由电流的微观表达式可得 其中 解得 （2）设汽车的速度为v，根据图乙可知，电机的转动周期 根据可得 又 解得 设汽车行驶距离为6πR所用的时间为t，根据 解得 设车轮转动一圈、转动两圈、转动三圈的时间分别为，根据可得 其中 则 车轮在转第三圈所用的时间 参考答案： 1． 磁场 宏观表现 垂直 掌心 正电荷 拇指 相反 0 【详解】略。 2． 电子枪 偏转线圈 高速电子 偏转 撞击 变化 【详解】（1）[1][2]显像管的构造：由电子枪、偏转线圈和荧光屏组成。 （2）①[3]电子枪发射高速电子； ②[4]电子束在磁场中偏转； ③[5]荧光屏被电子束撞击时发光。 （3）[6]扫描：在偏转区的水平方向和竖直方向都有偏转磁场，其方向、强弱都在不断变化，使得电子束打在荧光屏上的光点从上向下、从左向右不断移动。 每个知识点两个按照2-3-3练习（简、中、难——多为期中、期末、高考真题）——全面掌握 每个知识点两个按照2-3-3练习（简、中、难——多为期中、期末、高考真题）——全面掌握 学科网（北京）股份有限公司 $