第一章 安培力与洛伦兹力-【新课程暑假作业】2026年高二物理暑假作业

高二物理 第 周 年 日 选择性必修第二册 第一章 安培力与洛伦兹力 梳理·建构 梳理·建构 ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ B⊥I:F= 积累整合 大小：F B∥I:F= 0代表： 方向判定： 同向电流，作用力相互 用·拓展 安培力通电直导线间的相互作用力 反向电流， 作用力相互 通电直导线在安培力作用下运动情况的判断：电流元法、等效法、结论法、特殊位置法、 转换研究对象法 安培力与 画侧视图 安培力作用下的平衡问题 洛伦兹力 分析受力，画受力图 大小：F 0代表： 方向判定： 特点：洛伦兹力 (填“做功”或“不做功”) 洛伦兹力特例：沿着垂直于磁场方向入射到磁场中的带电粒子，在磁场中做 提供向心力gB=m ♪ (T= 应用：质谱仪、回旋加速器 积累·整合（一） ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ 1.如图所示，电磁炮是由电源、金属轨道、炮弹和电磁铁组成的。当电源接通后，磁场 对流过炮弹的电流产生力的作用，使炮弹获得极大的发射速度。下列各俯视图中正确表示磁 场B方向的是() 金属轨道 炮弹 电源 电磁铁 B C D 第1题图 新课程睾僧作业 第 周 年月日 2.如图所示，通电折线abc的两段ab Lbe,匀强磁场水平向右，将此通电折线abc放入 磁场中，图中哪种情况其所受安培力最大() A 3.如图所示，某校首届中学生创意物理实验设计展评活动中获得一等 奖的作品“小熊荡秋千”。两根彼此靠近且相互绝缘的金属棒C、D固定在 D 铁架台上，C、D的两端用柔软的细导线吊了两个铜线圈P、Q(Q上粘有 一张小熊的图片)，并组成一闭合回路，两个磁性很强的条形磁铁如图放 N 置，当用手左右摆动线圈P时，线圈Q也会跟着摆动，仿佛小熊在荡秋 千。关于此作品，以下说法正确的是(） 第3题图 A.P向右摆动的过程中，P中的电流方向为逆时针方向（从右向左看） B.P向右摆动的过程中，Q会向右摆动 C.P向右摆动的过程中，Q会向左摆动 D.若用手左右摆动Q,P会始终保持静止 4.如图所示，一段导线bcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场××b××××× 中，且与磁场方向（垂直于纸面向里）垂直。线段ab、bc和cd的长度均 ×1××X×× a B 为L,且∠abc=∠bcd=135°。流经导线的电流为1，方向如图中箭头所示。 第4题图 导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力() A.方向沿纸面向上，大小为(V√2+1)ILB B.方向沿纸面向上，大小为(V2-1)LB C.方向沿纸面向下，大小为(V2+1)LB D.方向沿纸面向下，大小为(V2-1)ILB 5.如图所示，一长为10cm的金属棒b用两根完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场 中；磁场的磁感应强度大小为01T,方向垂直于纸面向里。弹簧上端固定，下端与金属棒 绝缘，金属棒通过开关与一电动势为12V的电池相连，电路总电阻为2Ω。已知开关断开 时两弹簧的伸长量均为0.5cm。闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的 伸长量与开关断开时相比均改变了0.3cm,g取10m/s2。判断开关闭合后 B ××× 金属棒所受安培力的方向，并求出金属棒的质量。 ××××××× 第5题图 >2 高二物理 第 周 年 月 日 积累·整合（二） ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■口 鐘 1.如图所示，一束电子流沿管的轴线进入螺线管，忽略重力，电子在管内的运动应该是 构 ( A.当从a端通入电流时，电子做匀加速直线运动 B.当从b端通入电流时，电子做匀加速直线运动 6-0中 累 C.不管从哪端通入电流，电子都做匀速直线运动 整合 D.不管从哪端通入电流，电子都做匀速圆周运动 第1题图 2.来自宇宙的电子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些电子在 用 进入地球周围的空间时，将() A.竖直向下沿直线射向地面 B.相对于预定地点向东偏转 C.相对于预定点稍向西偏转 D.相对于预定点稍向北偏转 3.(多选)一个电子穿过某一空间而未发生偏转，则() A.此空间一定不存在磁场 B.此空间可能有磁场，方向与电子速度方向平行 C.此空间可能有磁场，方向与电子速度方向垂直 D.此空间可能有正交的磁场和电场，它们的方向均与电子速度方向垂直 4.如图所示，一个带正电g的小带电体处于垂直纸面向里的匀强 磁场中，磁感应强度为B，若小带电体的质量为m,为了使它对水平绝 ××④×× 77>77777 缘面正好无压力，应该() 第4题图 A.使B的数值增大 B.使磁场以速率=mg向上移动 aB C.使磁场以速率v=mg向右移动 D.使磁场以速率v=mg向左移动 gB gB 5.如图所示，质量为m=1kg、电荷量为g=5×102C的带正电的小滑块，从半径为R=0.4 m的光滑固定绝缘1圆弧轨道上由静止自A端滑下。整个装置处在方向互相垂直的匀强电 4 场与匀强磁场中。已知E=100Vm,方向水平向右，B=1T,方向垂直纸面向里，g取10m/s2。 (1)滑块到达C点时的速度。 0r--- (2)在C点时滑块所受洛伦兹力。 (3)在C点时滑块对轨道的压力。 第5题图 3 新课程作业 第 周 年 月 积累·整合（三） ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ 1.在匀强磁场中，一个带电粒子做匀速圆周运动，如果又顺利垂直进入另一磁感应强度 是原来磁感应强度2倍的匀强磁场，则() A.粒子的速率加倍，周期减半 B.粒子的速率不变，轨道半径加倍 C.粒子的速率减半，轨道半径变为原来的1 D.粒子的速率不变，周期减半 2.如图所示，水平导线中有电流1通过，导线正下方电子的初速度方向与电流1的方向 相同，均平行于纸面水平向左。下列四幅图是描述电子运动轨迹的示意图，正确的是() , A B 0 3.如图所示，有界匀强磁场边界线SP∥MN,速率不同的同种带电粒 ××××× 子从S点沿SP方向同时射入磁场。其中穿过a点的粒子速度1与MN垂 ×XB××X ××××× M- 直；穿过b点的粒子速度2与MN成60°角。设粒子从S到a、b所需时 ab60°V U1 、v2 间分别为t1和2，不计重力，则：2为（) 第3题图 A.1:3 B.4:3 C.1:1 D.3:2 4.(多选)空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，如图所示的正方 形虚线为其边界。一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从0、0 点入射。这两种粒子带同种电荷，它们的电荷量、质量均不同，但其比荷相 同，且都包含不同速率的粒子，不计重力。下列说法正确的有() 第4题图⊙ A.入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同 B.入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同 C.在磁场中运动时间相同的粒子，其运动轨迹一定相同 D.在磁场中运动时间越长的粒子，其轨迹所对的圆心角一定越大 粒 5.(多选)如图所示，半径为R的半圆形区域内分布着垂直纸面向里 的匀强磁场，磁感应强度为B,半圆的左边垂直x轴放置一粒子发射装 XXX R 置，在-R≤y≤R的区间内各处均沿x轴正方向同时发射出一个带正电粒 子，粒子质量均为m、电荷量均为g、初速度均为v,重力忽略不计，所 第5题图 高二物理 第 周 年 月 日 有粒子均能到达y轴，其中最后到达y轴的粒子比最先到达y轴的粒子晚△t时间，则 鐘 A.粒子到达y轴的位置一定各不相同 构 B.磁场区域半径R应满足R≤ Ba C.从x轴入射的粒子最先到达y轴 D.△1=加R，其中角度0的弧度值满足sin=BB 累整合 aB v mv 6.(多选)如图所示是圆柱形匀强磁场区域的横截面（纸面），圆柱 X××××X 半径为R,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向里。一质量为m、电 ×××X××× 应 M45°×××x× N 荷量为g(q>0)的粒子从M点沿与直径MN成45°角的方向以速度v射入 ×××× ·拓展 磁场区域。已知粒子射出磁场时与射入磁场时运动方向间的夹角为135°， 第6题图 P是圆周上某点，不计粒子重力，则() A.粒子做圆周运动的轨道半径为m心 qB B.磁场区域的半径为m C.粒子在磁场中运动的时间为3Rm 2qB D.若粒子以同样的速度从P点入射，则从磁场射出的位置必定与从M点入射时从磁场 射出的位置相同 7.如图所示，一带电荷量为2.0x109C、质量为1.8×106kg的粒子，在直线上一点0沿 与直线夹角为30°方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，经过1.5×106s后到达直线上另一 点P。 (1)求粒子做圆周运动的周期。 (2)求磁感应强度B的大小。 (3)若0、P之间的距离为0.1m,则粒子的运动速度是多少？ ××B××X ××××× +》 ×××× 1309 0 第7题图 新课程假作业 第 周 年 月 日 应用·拓展 ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ 1.1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的 T6。。 研究荣获了诺贝尔化学奖。若速度相同的同一束粒子由左端小孔S,射 。×xXXX Sa。 ××B××。装 入质谱仪后，运动轨迹如图实线轨迹所示，不计粒子重力。则下列相 核 ● 关说法中正确的是() A.该束带电粒子带负电 第1题图 B.速度选择器的P极板带负电 C.在B2磁场中运动半径越大的粒子，质量越大 D.在B,磁场中运动半径越大的粒子，比荷9越小 m 2.一种改进后的回旋加速器如图所示，宽度忽略不计的窄缝 A、C间的加速电场场强大小恒定，电场被限制在A、C间，与A、A土 P C平行的两虚线之间无电场。带电粒子从P。处以速度o沿电场线 方向射入加速电场，经加速后再进入D形盒中的匀强磁场做匀速 D形盒 圆周运动。对这种改进后的回旋加速器，下列说法正确的是() 第2题图 A.加速电场的方向需要做周期性的变化 B.加速后粒子的最大速度与D形盒的尺寸无关 C.带电粒子每运动一周被加速一次 D.带电粒子每运动一周直径的变化量相等，即PP等于P,P4 3.如图所示，两个相同的回旋加速器，分别接在加速电压U和U2的 高频电源上，且>U2,有两个相同的带电粒子分别在这两个加速器中运 动，设两个粒子在加速器中运动的时间分别为，和2，获得的最大动能分 别为E和E2,则() A.t1<t2,E1>E2 B.t=,Ek<E C第3题图 C.ti>t2,Ek=Ek2 D.ti<t,Ek=E 4.(多选)如图所示，匀强电场的方向竖直向下，匀强磁场的方向垂 ǒalox4 直纸面向里，三个油滴a、b、c带有等量同种电荷，其中a静止，b向右 + + 做匀速运动，c向左做匀速运动，比较它们的重力G、G、G。间的关系， 正确的有() 第4题图 A.Gm最大 B.Gb最大 C.G最大 D.G最小 5.霍尔元件可以用来检测磁场及其变化。图甲为使用霍尔元件测量通电直导线产生磁场 6 高二物理 第 周 年 月 日 的装置示意图。由于磁芯的作用，霍尔元件所处区域磁场可看作匀强磁场，直导线通有垂直 纸面向里的电流，测量原理如图乙所示，霍尔元件前、后、左、右表面有四个接线柱，通过 鐘 四个接线柱可以把霍尔元件接入电路，所用器材已在图中给出，部分电路已经连接好」 构 电压表 磁芯 电流表 积 、函 A— 霍尔元件 放大 RS 整合 E 通电直导线 第5题图 用 (1)制造霍尔元件的半导体参与导电的自由电荷带负电，电流从乙图中霍尔元件左侧流 入，右侧流出，霍尔元件 (填“前表面”或“后表面”)电势高。 (2)在图乙中画线连接成实验电路图。 (3)已知霍尔元件单位体积内自由电荷数为n,每个自由电荷的电荷量为e,霍尔元件 的厚度为，为测量霍尔元件所处区域的磁感应强度B,还必须测量的物理量有 (写出具体的物理量名称及其符号)，计算式B= 6.质谱仪可用来对同位素进行分析，其主要由加速电场和边界为直线PQ的匀强偏转磁 场组成，如图甲所示。某次研究的粒子束是由氕核和氘核组成的，粒子从静止开始经过电场 加速后，从边界上的O点垂直于边界进入偏转磁场，氕核最终到达照相底片上的M点，测 得O、M间的距离为d,粒子的重力忽略不计。 (1)偏转磁场的方向 (填“垂直纸面向外”或“垂直纸面向里”)。 (2)本次研究的粒子在照相底片上都能检测到，照相底片的放置区域的长度L至少多大？ (3)若偏转磁场的区域为圆形，且与PQ相切于O点，如图乙所示，其他条件不变，要 保证氘核进入偏转磁场后不能打到PQ边界上(PO足够长)，求磁场区域的半径R应满足的 条件。 照相底片 加速电场 加速电场 P-M ------QP------ .----Q 偏转磁场 甲 第6题图 第 周 年月 日 7.如图所示，某型号的回旋加速器的D形盒的半径为R,垂直盒面的匀强磁场的磁感应 强度为B。带电粒子从A处(D形盒圆心)以零初速度进入加速电场，加速电压为U。若不 考虑相对论效应、粒子所受重力和粒子穿过狭缝的时间，求带电粒子在D形盒内运动的总 时间t。 D 出口处 ××A××高频电源 X XD 第7题图 8.在一根足够长的竖直绝缘杆上，套着一个质量为m、带电量为-g的小环，环与杆之 间的动摩擦因数为儿。场强为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场方向如图所示，小 环由静止开始下落。求： (1)小球开始下落时的加速度。 (2)小球运动的最大加速度。 (3)小球运动的最大速度。新课程睾假作业 参若答案 选择性必修第二册 第一章安培力与洛伦兹力 积累·整合（一） 1.B2.C3.B4.A 5.竖直向下0.01kg [解析]金属棒通电后，闭合回路电流=只-=6A。导体棒受到安路力FB肌=-006N,根据安培定则可判 -R22 断金属棒受到安培力方向竖直向下；开关闭合前2xk×0.5x102=mg,开关闭合后2×k×(0.5+0.3)×102=mg+F,所以m= 0.01 kgo 积累.整合（二） 1.C2.C3.BD4.D 5.(1)2ms,方向水平向左(2)0.1N,方向竖直向下(3)20.1N,方向竖直向下 [解析]以滑块为研究对象，自轨道上A点滑到C点的过程中，受重力mg,方向竖直向下；静电力gE,方向水 平向右；洛伦兹力F洛=q如B,方向始终垂直于速度方向。 (①滑块从A到C的过程中洛伦兹力不做功，由动能定理得mgR-yR=}m,得c√2皿9R2s, m 方向水平向左。 (2)根据洛伦兹力公式得F=qB=5x10×2x1N=0.1N,方向竖直向下。 (3)在C点，R-mggB=m袋，得=mg+9B+m袋-201N。由牛顿第三定律可知，滑块对轨道的压力为20.1 R N,方向竖直向下。 积累·整合（三） 1.D 2.A 3.D 4.BD 5.BD 6.ABD 7.(1)1.8×106s(2)0.314T(3)3.49x105ms [解析](1)作出粒子轨迹，如图所示，由图可知粒子由点O到点P的大圆弧所对的圆心 角为30，则片-0，周期1号-号x15x0s18x10。 30 (2)由于粒子做圆周运动所需的向心力为洛伦签力，得网：=常，所以B=阳-公 0 gR g 第7题答图 2mm_2×3.14×1.8×1016 972.0x10×18x105T=0.314T。 (3)由几何知识可知，半径R=0P=0.1m,故粒子的速度=BgR_0.31420x10x0.Lms=349x10mS。 m 1.8×1016 应用·拓展 1.D2.C3.D4.CD 5.(1)前表面(2)如图所示(3)电压表读数U,电流表读数1nhU >66 高二物理 [解析](1)磁场由通电直导线产生，根据安培定则，霍尔元件处的磁场方向向下；霍尔元件内的电流方向向 右，根据左手定则，安培力向内，载流子是负电荷，故后表面带负电，前表面带正电，故前表面电势较高。 (2)变阻器控制电流，用电压表测量电压，电路图如图所示。 鐘 电压表 (3)设前、后表面的距离为d,最终电子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平 电流表 构 衡，有号=B,根据电流版观表达式，有1=cS0=ne(dh),联立解得B=e R■ 故还必须测量的物理量有电压表读数U,电流表读数I。 6.(1)垂直纸面向外(2)L=(V2-1)A(3)R≤Y2d 累 2 第5题答图 整合 [解析](1)磁场方向垂直于纸面向外。 2）由动能定理可得，9子m,如B=m ，号，=V2x1-2r-2,联立解得L=(V2-11, (3)氘核恰好不能到达磁场边界，R=,所以磁场区域边界应该满足的条件是R≤Y了d。 用 2 7.仁TBR 2U [解析]设质子的质量为m,电荷量为q,在电场中加速的次数为N,获得的最大速度为a,则q。=m爱，粒子 JELm2-qBR。又因为E=gU,所以N2mT。质于圆同运列的周期为？2π在=2mm 获得的最大动能为En=) 2m Um 9B, 可得tN.T=mBR 2 2 &g②ga)器+哈 m [解析](1)小环静止时，只受电场力、重力及摩擦力作用。电场力水平向右，摩擦力竖直向上。开始时，小环 的加速度应为a=mg四E=g四E l m (2)小环速度将增大，产生洛伦兹力，由左手定则可知，洛伦兹力向左，故水平方向合力将减少，摩擦力减少， 故加速度增加；当qB=gE时，水平方向合力为0，摩擦力减小到0，加速度达到最大，所以小环由静止沿棒下落的 最大加速度为a=mg=g。 m (3)当此后速度继续增大，则洛伦兹力增大，水平方向上的合力增大，摩擦力将增大；加速度将继续减小，当加 速度等于0时，即重力等于摩擦力，此时小环速度达到最大。则有mgμ(gB-gE),解得=m四E=mg+￡。 ugB ugBB 第二章电磁感应 积累·整合（一） 1.A2.D3.B4.A 5.D[解析]根据“增反减同”，若固定ab,使cd向右滑动，则abd回路有电流，由右手定则可知电流方向由 元→d→b,A错误；若ab、cd以相同的速度一起向右滑动，没有磁通量的变化，则abc回路电流为0，B错误； 若ab向左、cd向右同时运动，则abdc回路有电流，由右手定则可知电流方向由a→c→db,C错误；若ab、cd都 向右运动，且两棒速度vw>b,则abdc回路有电流，由右手定则可知电流方向由c→d→b→a,D正确。 6.A7.A 积累.整合（三） 1.D2.D3.BCD4.C5.A6.C 7.(1)V (2)3.2V [解折】)限桃法拉第电蓝感应定律可得=”-品5。由题图乙可刻，在0-4s内，品0402T6 67