第1章 第4节 洛伦兹力与现代技术-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（粤教版）

粤教版·选择性必修第二册·第一章磁场 第四节洛伦兹力与现代技术 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 运动电荷在磁场中受到的力叫洛伦兹力。 洛伦兹力方向 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 线穿入掌心，四指指向正电荷运动方向（负电荷则指向其运动的反方向），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：下=qVB;当电荷运动方向与磁场方向平行 3 时：F=0。 A 洛伦兹力特点 洛伦兹力始终垂直于速度方向，不做功，只改变速度方向，不改变速度大小。 带电粒子在匀强磁场中的 当V⊥B时，带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力。 5 运动 6 圆周运动基本关系 qvB=mv2r,由此得轨道半径r=m/八qB)。 7 周期公式 T=2πm/(qB),周期与速度大小、轨道半径无关。 质谱仪 利用磁场和电场将比荷不同的带电粒子分离的仪器，可测定带电粒子的质量和 8 比荷。 回旋加速器 利用交变电场加速、匀强磁场使粒子做圆周运动，使粒子在较小空间内获得较 大动能。 10 回旋加速器核心条件 交变电场周期与粒子在磁场中运动周期相等，即T电=T磁=2π/(qB)。 核心公式汇总 1.洛伦兹力大小：F=qVB(v⊥B) 2.轨道半径：r=mvqB) 3.运动周期：T=2πm/八qB) 4.向心力来源：qvB=mv2m 模块2 课堂同步提升习题 单项选择题（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到洛伦兹力 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做正功 D.洛伦兹力的大小只与电荷量有关 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,其他条件不变，则粒子在磁场中运动的 A.周期增大B.周期减小C.轨道半径增大D.轨道半径减小 3.用左手定则判定洛伦兹力方向时，若运动电荷为负电荷，则四指应指向 A.负电荷运动方向B.负电荷运动的反方向C,磁感线方向D,任意方向均可 4.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，其向心力来源于 A.重力B.电场力C.洛伦兹力D.万有引力 5.质谱仪是用于」 A.加速带电粒子的仪器 B.分离比荷不同带电粒子的仪器 C.测量磁感应强度的仪器 D.产生匀强磁场的仪器 6.回旋加速器中，交变电场的周期与粒子在磁场中运动的周期关系是 A.电场周期大于磁场周期B.电场周期小于磁场周期C,两周期相等 D.两周期无关 7.带电粒子（不计重力）在匀强磁场中做匀速圆周运动，若磁感应强度增大为原来的2倍，其他条件不变，则轨道 半径变为原来的 A.2倍B.4倍C.1/2D.1/4 8.关于洛伦兹力做功情况，下列说法正确的是 A.洛伦兹力对电荷做正功B.洛伦兹力对电荷做负功 C.洛伦兹力对电荷不做功D.条件不足，无法判断 9.一带电粒子沿与磁场方向平行的方向射入匀强磁场，则粒子受到的洛伦兹力大小为 A.qvBB.qvB/2C.0D.无法确定 10.在回旋加速器中，粒子获得的最大动能与下列哪个因素有关 A,加速电场的电压大小) B.加速电场的频率 C.磁感应强度和D形盒半径 D.粒子在磁场中运动的时间 二、多项选择题 (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.洛伦兹力不改变电荷速度的大小 D.洛伦兹力可以改变电荷速度的方向 12.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，下列物理量中与粒子速度大小无关的是 A轨道半径 B.运动周期 C,角速度 D.洛伦兹力大小 13.关于质谱仪和回旋加速器，下列说法正确的是 A.质谱仪可以用来测定带电粒子的比荷 B.回旋加速器利用电场加速带电粒子 C.回旋加速器利用磁场使带电粒子偏转 D.质谱仪中带电粒子在磁场中做匀速直线运动 14.一带电粒子垂直射入匀强磁场，若仅将粒子的电荷量增大为原来的2倍，其他条件不变，则 A.轨道半径变为原来的1/2B.轨道半径变为原来的2倍C.周期变为原来的1/2D.周期变为原来的2倍 15.下列关于回旋加速器的说法正确的是 A.交变电场的周期等于粒子在磁场中的运动周期 B.粒子在D形盒中做匀速圆周运动 C.粒子每次经过缝隙时都被加速 D,粒子获得的最大动能与加速电压无关 三、填空题 16.运动电荷在磁场中受到的力叫做 17.洛伦兹力的大小公式为F= (电荷运动方向与磁场方向垂直)。 18.用左手定则判定洛伦兹力方向时，让磁感线穿入 0 19.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨道半径公式为r= 20.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期公式为T= 21.洛伦兹力始终垂直于 方向，因此洛伦兹力不做功。 22.质谱仪是利用磁场和电场将 不同的带电粒子分离的仪器。 23.回旋加速器中，交变电场的周期与粒子在磁场中运动的周期 四、判断题（正确写“”，错误写“×”） 24.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。 25.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时，其周期与速度大小有关。 26.回旋加速器可以无限增大粒子的动能。 27.静止的电荷在磁场中也会受到洛伦兹力。 五、简答题 28.简述用左手定则判定洛伦兹力方向的步骤。 29.简述回旋加速器的工作原理。 六、计算题 30.一个电荷量为q=1.6×10-19C、质量m=1.6×10-27kg的带电粒子，以速度v=1.0×106m/s垂直射入磁感应 强度B=0.5T的匀强磁场中。求： (1)粒子受到的洛伦兹力大小； (2)粒子做匀速圆周运动的轨道半径； (3)粒子做匀速圆周运动的周期。 模块3 参考答案 一、单项选择题 1.B解析：运动电荷在磁场中若运动方向与磁场平行，则不受洛伦兹力，A错误；洛伦兹力方向始终与速度方向垂直，B 正确；洛伦兹力不做功，C错误；洛伦兹力大小与电荷量、速度、磁感应强度均有关，D错误。 2.C解析：由r=mv/八qB)可知，v增大，r增大；由T=2πm/(qB)可知，周期与v无关。故选C。 3.B解析：左手定则中，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。 4.C解析：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力。 5.B解析：质谱仪用于分离比荷不同的带电粒子，并测定其质量和比荷。 6.C解析：回旋加速器中，交变电场周期与粒子在磁场中运动周期相等，以保证粒子每次经过缝隙时都被加速。 7.C解析：由r=mv/八qB)可知，B增大为2倍，r变为原来的1/2。 8.C解析：洛伦兹力始终垂直于速度方向，不做功。 9.C解析：电荷运动方向与磁场方向平行时，不受洛伦兹力，F=0。 10.C解析：粒子获得的最大动能由D形盒半径R和磁感应强度B决定，与加速电压无关。 二、多项选择题 11.ABCD解析：洛伦兹力垂直于速度方向和磁场方向，不改变速度大小，只改变速度方向，ABCD均正确。 12.BC解析：周期T=2πm/(gB)与速度无关；角速度w=2π/T=qB/m与速度无关；轨道半径r=mv/八gB)与速度有 关；洛伦兹力F=qVB与速度有关。故选BC。 13.ABC解析：质谱仪可测定比荷，A正确；回旋加速器利用电场加速、磁场偏转，BC正确；质谱仪中粒子在磁场中做 圆周运动，D错误。 14.AC解析：由r=mv/(qB)可知，q增大为2倍，r变为原来的1/2，A正确；由T=2πm/(qB)可知，T变为原来的 1/2,C正确。 15.ABCD解析：交变电场周期等于粒子在磁场中的运动周期，A正确；粒子在D形盒中做匀速圆周运动，B正确；粒子 每次经过缝隙时都被加速，C正确；最大动能与加速电压无关，D正确。 三、填空题 16.洛伦兹力 17.qvB 18.掌心 19.m/qB) 20.2πm/(qB) 21.速度 22.比荷 23.相等 四、判断题 24.√解析：洛伦兹力方向既垂直于磁场方向，又垂直于电荷运动方向。 25.×解析：周期T=2πm/(qB),与速度大小无关。 26.X解析：回旋加速器中粒子获得的最大动能受D形盒半径和磁感应强度限制，不能无限增大。 27.×解析：静止电荷不受洛伦兹力，只有运动电荷在磁场中才可能受到洛伦兹力。 五、简答题 28.答：(1)伸开左手，使拇指与其余四指垂直且在同一平面内；(2）让磁感线穿入掌心；(3)四指指向正电荷运动方向 (若为负电荷，则指向其运动的反方向)；(4)拇指所指方向即为洛伦兹力方向。 29.答：回旋加速器利用交变电场加速带电粒子，利用匀强磁场使带电粒子做匀速圆周运动。交变电场的周期与粒子在磁 场中运动的周期相等，使粒子每次经过缝隙时都被加速。粒子在D形盒中做匀速圆周运动，半径逐渐增大，最终从D形盒 边缘射出，获得较大动能。 六、计算题 30. (1)粒子受到的洛伦兹力大小：F=qvB=1.6X10-19C×1.0×106m/s×0.5T=8.0×10-14N。 (2)粒子做匀速圆周运动的轨道半径：由qvB=mv2/r得r=mv/八qB)=(1.6×10-27kg×1.0×106m/s)/(1.6×10-19C ×0.5T)=(1.6×10-21/(8.0×10-2o)m=2.0×10-2m。 (3)粒子做匀速圆周运动的周期：T=2πm/八qB)=(2×3.14×1.6×10-27kg)/(1.6×10-19C×0.5T)= (1.0048×10-26)/(8.0×10-20)s≈1.26×10-7s0 答：(1)洛伦兹力大小为8.0×10-14N;(2)轨道半径为2.0×10-2m;(3)周期约为1.26×10-7s。