第5章 第2节 洛伦兹力-2026-2027学年高中物理选择性必修第二册课堂重点&课时训练合集（沪科版）

沪科版·选择性必修第二册·第五章磁场 05 洛伦兹力 课时重点&课堂同步 模块1 本小节知识重点梳理 序号 核心知识点 关键内容 洛伦兹力 磁场对运动电荷的作用力叫洛伦兹力。 洛伦兹力方向 用左手定则判定：伸开左手，让磁感线穿入手心，四指指向正电荷运动方向 (负电荷则指向其运动的反方向)，大拇指所指方向即为洛伦兹力方向。 洛伦兹力大小 当电荷运动方向与磁场方向垂直时，F=qVB;当电荷运动方向与磁场方向平行 时，F=0。 4 一般情况 当v与B夹角为时，F=qvBsin0(只取垂直于B的速度分量)。 5 公式中各量单位 F:牛顿(N)；q:库仑(C)；v:米每秒(m/s);B:特斯拉(T)。 洛伦兹力方向特点 洛伦兹力既垂直于磁场B,又垂直于速度V,即F⊥B且F⊥V,F垂直于V和B所 6 决定的平面。 洛伦兹力不做功 因为「始终垂直于V,所以洛伦兹力对运动电荷不做功，不改变电荷的速率和动 能，只改变速度的方向。 洛伦兹力与安培力的关系 安培力是大量定向移动电荷所受洛伦兹力的宏观表现；洛伦兹力是安培力的微 8 观本质。 带电粒子在匀强磁场中的 当v⊥B时，洛伦兹力提供向心力：qvB=mv2r,得轨道半径r=mv/八qB),周 匀速圆周运动 期T=2πm/(qB),周期与速率无关。 左手定则与右手定则的区 左手定则判断力的方向（洛伦兹力、安培力）；右手定则判断感应电流方向， 10 别 不可混淆。 记忆口诀 左手力、右手电；四指正电荷方向，磁线穿掌心，拇指力方向。 模块2 课堂同步提升习题 一、单选题（每题只有一个正确选项） 1.关于洛伦兹力，下列说法正确的是 A.运动电荷在磁场中一定受洛伦兹力 B.静止电荷在磁场中也可能受洛伦兹力 C,洛伦兹力的方向一定垂直于电荷的运动方向 D.洛伦兹力可能对电荷做功 2.带电粒子以速度V垂直射入匀强磁场B中，若只增大粒子的速度V,则粒子做圆周运动的 A.周期变大B.周期变小C.轨道半径变大D.轨道半径变小 3.用左手定则判断洛伦兹力方向时，四指应指向 A.正电荷运动方向B.负电荷运动方向C,磁感线方向D.洛伦兹力方向 4.一电子（带负电）水平向右运动，进入垂直纸面向里的匀强磁场，电子所受洛伦兹力的方向为 A.向上B.向下C.垂直纸面向里D.垂直纸面向外 5.当电荷的运动方向与磁场方向平行时，电荷所受洛伦兹力大小为 A.qVBB.0C.qvB/2D.无法确定 6.关于洛伦兹力对运动电荷的作用，下列说法正确的是 A.洛伦兹力可以改变电荷的速率 B.洛伦兹力可以改变电荷的动能 C.洛伦兹力只改变电荷速度的方向，不改变速度的大小 D.洛伦兹力对电荷做正功 7.质子和α粒子（氦核）以相同速度垂直射入同一匀强磁场，它们的轨道半径之比为 A.1:1B.1:2C.2:1 D.1:4 8.在匀强磁场中，带电粒子做匀速圆周运动的周期T与下列哪个量有关 A.粒子的速度大小B.粒子的轨道半径C.粒子的比荷q/m D.粒子的动能 9.安培力与洛伦兹力的关系是 A.安培力是洛伦兹力的微观本质 B.洛伦兹力是安培力的宏观表现 C.安培力是大量定向移动电荷所受洛伦兹力的宏观表现 D.两者毫无关系 10.一带正电的粒子沿水平方向向右飞入一个垂直纸面向外的匀强磁场，粒子所受洛伦兹力方向为 A.竖直向上 B.竖直向下 C.水平向左 D.水平向右 二、多选题（每题有多个正确选项） 11.关于洛伦兹力，下列说法正确的是 A.洛伦兹力的方向既垂直于磁场方向，又垂直于电荷运动方向 B.洛伦兹力对运动电荷不做功 C,洛伦兹力不改变运动电荷的动能 D,洛伦兹力可以使运动电荷的速度大小发生改变 12.一带电粒子垂直射入匀强磁场，做匀速圆周运动，下列说法正确的是 A.洛伦兹力提供向心力B.轨道半径r=mv八qB) C.周期T=2πm/(qB)D.周期与粒子的速率有关 13.下列有关左手定则的使用，说法正确的是 A.让磁感线穿入手心B.四指指向正电荷运动方向 C四指指向负电荷运动方向 D.大拇指所指方向为洛伦兹力方向 14.一运动电荷在匀强磁场中，下列说法正确的是 A.若V⊥B,电荷做匀速圆周运动 B.若V∥B,电荷不受洛伦兹力，做匀速直线运动 C.洛伦兹力始终与速度垂直 D,洛伦兹力可能改变电荷的运动状态 15.关于洛伦兹力公式F=qvB,下列说法正确的是 A.该公式适用于V⊥B的情况 B.公式中F的单位是牛顿 C.公式中B的单位是特斯拉 D.当v与B夹角为30时，F=qvBsin.30° 三、填空题 16.磁场对运动电荷的作用力叫做 17.用左手定则判断洛伦兹力方向时，让 穿入手心，四指指向 运动方向，大拇指所指方向即为洛 伦兹力方向。 18.当电荷运动方向与磁场方向垂直时，洛伦兹力大小的表达式为F= 19.洛伦兹力的方向总是垂直于 和 所决定的平面。 20.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时，洛伦兹力提供 ,轨道半径r= 周期T= 21.一电荷量为2×10-6C的正电荷，以3×105m/s的速度垂直射入磁感应强度为0.5T的匀强磁场，它受到的洛伦兹 力大小为 N。 22.质子和a粒子以相同的速度垂直射入同一匀强磁场，它们的轨道半径之比r质子：α= 四、判断题 23.静止的电荷在磁场中也会受到洛伦兹力的作用。 24.洛伦兹力对运动电荷做功为零，因此洛伦兹力不改变电荷的运动状态。 25.安培力是大量定向移动电荷所受洛伦兹力的宏观表现。（ 26.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期与粒子的速度大小无关。( 五、简答题 27.试从洛伦兹力方向与速度方向的关系，说明洛伦兹力为什么对运动电荷不做功。 28.简述安培力与洛伦兹力的关系。 六、计算题 29.一电子（电荷量q=1.6×10-19C,质量m=9.1×10-31kg)以速度v=2×106m/s垂直射入磁感应强度B=0.2T 的匀强磁场。求： (1)电子所受洛伦兹力的大小； (2)电子做匀速圆周运动的轨道半径； (3)电子做匀速圆周运动的周期。 30.一质量为、电荷量为q的带电粒子，以速度v垂直射入匀强磁场B中，做匀速圆周运动。若保持速度不变，将磁 感应强度增大为原来的2倍，求： (1)轨道半径变为原来的多少倍； (2)周期变为原来的多少倍。 模块3 参考答案 一、 单选题 1.C解析：静止电荷不受洛伦兹力，A、B错误；洛伦兹力始终垂直于速度方向，C正确；洛伦兹力不做功，D错误。 2.C解析：由r=mv/(qB)可知，v增大，r增大；周期T=2πm/(qB)与v无关。故选C。 3.A解析：左手定则中四指指向正电荷运动方向（负电荷则指向其运动的反方向）。 4.B解析：电子带负电，运动方向向右，四指指向左（负电荷运动反方向），磁感线穿入手心（垂直纸面向里），大拇指 指向下方，故洛伦兹力方向向下。 5.B解析：V∥B时，F=0。 6.C解析：洛伦兹力始终垂直于速度，不做功，不改变速率和动能，只改变速度方向。 7.B解析：r=mv/(qB)。质子q1=e,m1=m;a粒子q2=2e,mz=4m。r1:r2=(m/q:(mz/q2)=(m/e:(4m/2e)= 1:20 8.C解析：T=2πm/(qB),只与比荷q/m和B有关。 9.C解析：安培力是大量定向移动电荷所受洛伦兹力的宏观表现。 10.A解析：正电荷向右运动，四指指向右，磁感线穿入手心（垂直纸面向外），大拇指指向上方，洛伦兹力方向竖直向 上。 二、多选题 11.ABC解析：洛伦兹力不做功，不改变速度大小，D错误。 12.ABC解析：周期T=2πm/(qB)与速率无关，D错误。 13.ABD解析：四指指向正电荷运动方向，若为负电荷，四指指向其运动的反方向，C表述不严谨。 14.ABCD解析：V⊥B时做匀速圆周运动；V∥B时不受洛伦兹力，做匀速直线运动；洛伦兹力始终垂直于速度；力可以 改变运动状态。 15.ABCD解析：F=qvBsin0,当0=90°时为F=qvB,各物理量单位均正确。 三、填空题 16.洛伦兹力 17.磁感线；正电荷（或负电荷运动的反方向） 18.qvB 19.速度V；磁感应强度B 20.向心力；mv/qB);2πm/(qB) 21.0.3N解析：F=qvB=2×10-6×3×105×0.5N=0.3N。 22.1:2解析：r=mv/(qB),质子m/e,a粒子4m/(2e)=2m/e,比值1：2。 四、判断题 23.×解析：静止电荷不受洛伦兹力。 24.×解析：洛伦兹力不做功，但可以改变速度的方向，即改变运动状态。 25.厂 26.√ 五、简答题 27.答：洛伦兹力的方向始终垂直于电荷的运动方向（即F⊥V),根据功的定义W=Fscos0,当力与位移方向垂直时 c0s90°=0，故洛伦兹力对运动电荷不做功。 28.答：安培力是大量定向移动电荷所受洛伦兹力的宏观表现；洛伦兹力是安培力的微观本质。二者方向判断均可用左手 定则。 六、计算题 29. (1)F=qvB=1.6×10-19×2×106×0.2N=6.4×10-14N。 (2）由qvB=mv2/r得r=mv/八qB)=(9.1×10-31×2×10)/(1.6×10-19×0.2)m≈5.69×10-5m。 (3)T=2πm/qB)=(2×3.14×9.1×10-31)/(1.6×10-19×0.2)s≈1.78×10-1os。 30. (1)由r=mv(qB)可知，r与B成反比。B增大为原来的2倍，则r变为原来的1/2。 (2)由T=2πm/(qB)可知，T与B成反比。B增大为原来的2倍，则T变为原来的1/2。