《学霸向前冲高考物理二轮重难点必刷》重难点15不做功的力——洛伦兹力（解析版）

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重难点 15 不做功的力——洛伦兹力
1．如图所示，MN 是阴极射线管，虚线是它自左向右发出的阴极射线（电子束）。在阴极射线管 MN 的正
下方放一根与它平行且靠近的长直导线 ab，在导线中通以自左向右的恒定电流，阴极射线会发生偏转。
从垂直纸面方向看，关于阴极射线的偏转方向，正确的是（　　）
A．向上偏转 B．向下偏转
C．垂直纸面向外偏转 D．垂直纸面向里偏转
【答案】A
【详解】
根据右手定则可知，长直导线 ab 在MN 产生的磁场方向为垂直于纸面向外，再根据左手定则可知，阴
极射线会发生向上偏转。
故选 A。
2．如图所示，平行放置的长直导线分别通以等大反向的电流 I。某带正电粒子以一定速度从两导线的正中
间射入，第一次如图 1所示平行导线方向，第二次如图 2所示垂直导线方向。不计粒子重力，下列说法
正确的是（　　）
A．第一次粒子做匀速直线运动
B．第二次粒子做匀速圆周运动
C．第一次粒子将向上偏转，且速度大小保持不变
D．第二次粒子做直线运动，且速度先增大后减小
【答案】C
【详解】
AC．由右手螺旋定则，图甲中，与两导线共面、平行、等距的直线上磁感应强度垂直纸面向里，根据
左手定则，带正电的离子向上偏转，由于洛伦兹力不做功，离子速率不变。故 A错误，C正确。
1
BD．由安培定则可知，图乙中，两导线连线的中垂线上的磁感应强度水平向右，离子速度与磁场方向
平行，离子不受洛伦兹力，所以离子将匀速直线运动，故 BD 错误。
故选 C。
3．如图所示，在通电直导线右侧，有一电子沿垂直导线方向以速度 v开始运动，则（　　）
A．将沿轨迹Ⅰ运动，半径越来越小
B．将沿轨迹Ⅰ运动，半径越来越大
C．将沿轨迹Ⅱ运动，半径越来越小
D．将沿轨迹Ⅱ运动，半径越来越大
【答案】A
【详解】
根据右手螺旋定则，在导线右侧，磁场垂直纸面向内，而电子带负电，根据左手定则，电子将向上偏转，
并且离导线越近，磁感应强度 B越大，由于
因此电子轨道半径将变小。
故选 A。
4．洛伦兹力演示仪，可用来观察带电粒子在磁场中的偏转。如图，玻璃泡（P）内有电子枪和加速电极，
一对励磁线圈（M）位于玻璃泡的前后。当 M中通有恒定电流时，P所在处会产生匀强磁场，改变 M
中的电流，磁感应强度会改变；电子枪发出电子，改变加速电极的电压，电子获得的速度会改变。当 M
中的电流沿逆时针方向时，电子枪垂直磁场向右发射电子后，可看到 P内电子束的径迹呈圆形，则（　
）
2
A．P处磁感应强度的方向垂直于 M所在平面向里
B．P内的电子束沿顺时针方向做圆周运动
C．若只增大 M中的电流，电子束的径迹呈圆形且半径变大
D．若只增大加速电压，电子束的径迹半径增大
【答案】D
【详解】
A．根据右手定则，电流沿逆时针方向，可判断磁场方向垂直于 M所在平面向外，故 A错误；
B．电子所受安培力指向圆心，根据左手定则可判断得电子束应做逆时针的圆周运动，故 B错误；
CD．电子在加速电场中加速，由动能定理有
电子在匀强磁场中匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有
联立解得
因此若只增大 M中电流时，磁场 B增强，r将变小；若只增大加速电压 U，电子束的轨迹半径将变大，
故C错误，D正确。
故选 D。
5．如图所示的区域内，存在垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场。一带电粒子 X（不计重
力）以一定的初速度由左边界的 P点射入磁场、电场区域，恰好沿直线由区域右边界的 N点穿出若撤去
该区域内的电场而保留磁场不变，粒子 X仍以相同初速度由 P点射入，当粒子 X从区域右边界穿出，
则粒子 X（　　）
3
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