第1章 2. 磁场对运动电荷的作用力-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（人教版）

人教版·选择性必修第二册·第一章安培力与洛伦兹力 磁场对运动电荷的作用力 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 要点说明 洛伦兹力 磁场对运动电荷的作用力，叫洛伦兹力。 洛伦兹力的方向 用左手定则判定：伸开左手，使拇指与其余四指垂直且在同一平面内，让磁感 2 线从掌心穿入，四指指向正电荷运动方向（负电荷则指向其运动的反方向）， 拇指所指方向即洛伦兹力方向。 洛伦兹力方向的特点 洛伦兹力既垂直于磁场方向，又垂直于电荷运动方向，即垂直于V与B所决定 的平面。 洛伦兹力的大小 当V⊥B时，F=qvB;当V∥B时，F=O;当V与B夹角为6时，F= qvBsin0。 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)。 洛伦兹力不做功 因为洛伦兹力始终与电荷运动方向垂直，所以洛伦兹力对运动电荷不做功，不 6 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 安培力是磁场对通电导线的作用力，洛伦兹力是磁场对运动电荷的作用力；安 培力可看作导体中大量定向移动电荷所受洛伦兹力的宏观表现。 带电粒子在匀强磁场中的 当V⊥B时，洛伦兹力提供向心力，带电粒子做匀速圆周运动；轨道半径r= 8 运动 mv/八qB),周期T=2πm/八qB),周期与速率、半径无关。 左手定则与安培定则的区 左手定则判断洛伦兹力/安培力方向；安培定则（右手螺旋定则）判断电流产生 9 别 的磁场方向，二者不可混淆。 10 洛伦兹力为零的情形 ①电荷静止(V=0);②电荷运动方向与磁场方向平行(V∥B)。 记忆口诀 左定力、右定磁；洛伦兹力永不做功；垂直入射圆周行，半径周期看荷质比。 模块2 课堂同步提升习题 一、单选题（每题3分，共30分） 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.洛伦兹力的方向一定与电荷运动方向垂直 C.洛伦兹力对运动电荷一定做功 D.洛伦兹力的大小只与电荷量和磁感应强度有关 2.带电粒子以速度V垂直射入匀强磁场B中，若只受洛伦兹力作用，则该粒子做 A.匀速直线运动B.匀加速直线运动C,匀速圆周运动 D.匀变速曲线运动 3.用左手定则判断洛伦兹力方向时，让磁感线穿过手心，四指指向 A.正电荷运动方向B.负电荷运动方向C.磁场方向D.洛伦兹力方向 4.一带正电的粒子沿水平方向向右运动，垂直射入方向竖直向上的匀强磁场中，则粒子所受洛伦兹力的方向为 A竖直向上B.竖直向下C.垂直纸面向里D.垂直纸面向外 5.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，其轨道半径r的表达式为 A.r=qv/(mB)B.r=mv/(qB)C.r=mB/(qv)D.r=qB/(mv) 6.质子和α粒子（氦核）以相同的速度垂直射入同一匀强磁场，则它们做圆周运动的半径之比为 A.1:1B.1:2C.2:1D.1:4 7.电荷量为q、质量为的带电粒子，以速率v垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场，它做匀速圆周运动的周期为 A.2πmv/(qB)B.2πm/八qB)( .qB/2πm) D.mv/(qB) 8.关于洛伦兹力做功的情况，下列说法正确的是 A.洛伦兹力可能做正功 B.洛伦兹力可能做负功 C.洛伦兹力一定不做功 D.洛伦兹力做功的正负取决于电荷正负 9.一带负电的粒子沿垂直纸面向里的方向射入垂直纸面向外的匀强磁场中，粒子所受洛伦兹力的方向为 A向上B.向下C.向左D.向右 10.下列说法中正确的是 A.安培力是洛伦兹力的宏观表现 B.洛伦兹力是安培力的宏观表现 C.安培力对通电导线不做功 D.洛伦兹力对运动电荷可能做功 二、多选题（侮题4分，共20分，选对但不全得2分，有错选得0分） 11.关于洛伦兹力，下列说法正确的是 A.洛伦兹力的方向垂直于电荷运动方向 B.洛伦兹力的方向垂直于磁场方向 C,洛伦兹力不改变运动电荷的速率 D.洛伦兹力不改变运动电荷的速度 12.一带电粒子在匀强磁场中运动，下列说法正确的是 A若V∥B,粒子不受洛伦兹力 B.若V⊥B,粒子做匀速圆周运动 C.洛伦兹力始终与速度方向垂直 D.洛伦兹力可以改变粒子的动能 13.关于带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期T,下列说法正确的是 A.T与粒子的速率无关 B.T与粒子的轨道半径无关 C.T与粒子的比荷q/m有关 D.T与磁感应强度B成正比 14.下列情况中，运动电荷不受洛伦兹力的是 A.电荷静止在磁场中 B.电荷运动方向与磁场方向平行 C,电荷运动方向与磁场方向垂直 D.电荷在磁场中做匀速直线运动且V∥B 15.关于安培力与洛伦兹力的关系，下列说法正确的是 A安培力是导体中大量定向移动电荷所受洛伦兹力的宏观表现 B.安培力的方向与导体中电荷所受洛伦兹力的方向一致 C.洛伦兹力不做功，但安培力可以对通电导线做功 D.安培力和洛伦兹力都是磁场对电荷的作用力 三、填空题（每空2分，共20分） 16.磁场对运动电荷的作用力叫做一， 其方向用】 定则判定。 17.当电荷运动方向与磁场方向垂直时，洛伦兹力的大小F= ；当电荷运动方向与磁场方向平行时，洛伦兹 力F=】 18.洛伦兹力始终与电荷的运动方向 因此洛伦兹力对运动电荷 (填"做功"或"不做功")。 19.带电粒子以速度V垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场，若粒子电荷量为q、质量为m,则轨道半径r= 一，周期T=_ 20.质子和α粒子以相同的动能垂直射入同一匀强磁场，则它们做圆周运动的半径之比rp:α=_ 四、判断题（每题2分，共10分，正确写""，错误写"×"） 21.运动电荷在磁场中一定受到洛伦兹力。 22.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。 23.洛伦兹力可以改变运动电荷的动能。 24.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期与速率无关。 25.一带负电的粒子向右运动，垂直射入垂直纸面向里的匀强磁场，所受洛伦兹力方向向上。 五、简答题（每题5分，共10分） 26.简述用左手定则判断洛伦兹力方向的方法。 27.为什么说洛伦兹力对运动电荷不做功？请从力和运动方向的关系加以说明。 六、计算题（每题5分，共10分） 28.一个电荷量q=1.6×10-19C的带电粒子，以v=2.0×106m/s的速度垂直射入磁感应强度B=0.50T的匀强磁 场中。求该粒子所受洛伦兹力的大小。 29.一个质量为m=9.1×10-31kg、电荷量为q=1.6×10-19C的电子，以v=1.0×106m/s的速度垂直射入磁感应 强度B=2.0×10-3T的匀强磁场中。求： (1)电子做匀速圆周运动的轨道半径； (2)电子做匀速圆周运动的周期T。(结果保留两位有效数字，π取3.14) 模块3 参考答案 一、单选题 1.B解析：洛伦兹力方向一定与电荷运动方向垂直，B正确；运动电荷速度与磁场平行时不受洛伦兹力，A错误；洛伦兹 力不做功，C错误；洛伦兹力大小还与速度有关，D错误。 2.C解析：带电粒子垂直射入匀强磁场，仅受洛伦兹力作用，洛伦兹力提供向心力，粒子做匀速圆周运动。 3.A解析：用左手定则时，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.C解析正电荷向右运动，磁场向上，由左手定则得洛伦兹力垂直纸面向里。 5.B解析：由qvB=mv2r得r=mv/(qB)。 6.B解析：r=mv/八qB),速度相同，r∝m/q;质子m/q=1/1,a粒子m/g=4/2=2,故半径之比为1：2。 7.B解析：周期T=2πm/(qB),与速率无关。 8.C解析：洛伦兹力始终与速度方向垂直，一定不做功。 9.D解析：负电荷向里运动，等效电流向外；磁场向外，由左手定则得洛伦兹力向右。 10.A解析：安培力是洛伦兹力的宏观表现，A正确，B错误；安培力对通电导线可以做功，C错误；洛伦兹力对运动电荷 不做功，D错误。 二、多选题 11.ABC解析：洛伦兹力垂直于速度方向，A、B、C正确；洛伦兹力不改变速度大小，但改变速度方向，D错误。 12.ABC解析：V∥B时不受洛伦兹力，A正确；V⊥B时做匀速圆周运动，B正确；洛伦兹力始终与速度垂直，C正确； 洛伦兹力不做功，不改变动能，D错误。 13.ABC解析：T=2πm/(qB),与速率、半径无关，与比荷q/m有关，与B成反比，A、B、C正确，D错误。 14.ABD解析：电荷静止、运动方向与磁场平行时不受洛伦兹力，A、B、D正确；垂直时受洛伦兹力，C错误。 15.AC解析：安培力是洛伦兹力的宏观表现，A正确；安培力方向是洛伦兹力宏观表现的方向，与单个电荷受力方向不一 定一致，B错误；洛伦兹力不做功，安培力可以做功，C正确；安培力是磁场对通电导线的作用力，D错误。 三、填空题 16.洛伦兹力；左手 17.qvB;0 18.垂直；不做功 19.m/qB);2πm/(qB) 20.1:1解析：由Ek=mv2得v=√2Ek/m),代入r=mv/(qB)=√厂(2mEk/gB。质子mp=m,qp=e;a粒子ma =4m,qa=2e。则p∝√m/e,ra∝√(4m/2e=,m/e,故p:ra=1:1. 四、判断题 21.×解析：电荷运动方向与磁场方向平行时不受洛伦兹力，运动电荷不一定受洛伦兹力。 22.√解析：洛伦兹力垂直于V与B所决定的平面。 23.×解析：洛伦兹力不做功，不改变动能。 24.「解析：T=2πm/(qB),与速率无关。 25.×解析：负电荷向右运动，等效电流向左；磁场向里，由左手定则得洛伦兹力向下。 五、简答题 26.答：伸开左手，使拇指与其余四指垂直且在同一平面内；让磁感线从掌心穿入；四指指向正电荷运动方向（若为负电 荷，则四指指向其运动的反方向)；拇指所指方向即为洛伦兹力方向。 27.答：洛伦兹力的方向始终与电荷运动方向垂直。力与位移方向垂直时，力不做功。因此洛伦兹力只改变速度方向，不 改变速度大小，对运动电荷不做功。 六、计算题 28. 已知：q=1.6×10-19C,V=2.0×106m/s,B=0.50T,V⊥B。 由洛伦兹力公式：F=qvB 代入数据：F=1.6×10-19×2.0×106×0.50 F=1.6×10-13N 答：粒子所受洛伦兹力大小为1.6×10-13N。 29. 已知：m=9.1×10-31kg,q=1.6×10-19C,V=1.0×106m/s,B=2.0×10-3T。 (1)由洛伦兹力提供向心力：qvB=mv2/r,得r=mv/(qB) 代入数据：r=(9.1×10-31×1.0×10)/(1.6×10-19×2.0×10-3) r=9.1×10-25/(3.2×10-22)≈2.8×10-3m (2)周期公式：T=2πm/(qB) 代入数据：T=(2×3.14×9.1×10-31)/1.6×10-19×2.0×10-3) T=57.148×10-31/3.2×10-22)≈1.8×10-8s 答：(1)轨道半径约为2.8×10-3m;(2)周期约为1.8×10-8s0