《高考物理一轮复习压轴题剖析（电学部分）》专题23 洛伦兹力（解析版）

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专题 23 洛伦兹力
一、选择题（1-9 题只有一个选项正确，10-12 题有多个选项符合条件）
1．如图所示，甲、乙两个带等量异种电荷而质量不同的带电粒子，以相同的速率经小孔 P垂直磁场边界
MN，进入方向垂直纸面向外的匀强磁场，在磁场中做匀速圆周运动，并垂直磁场边界 MN 射出磁场，运
动轨迹如图中虚线所示．不计粒子所受重力、空气阻力和粒子间的相互作用，下列说法正确的是（ ）
A．甲带负电荷，乙带正电荷
B．甲的质量大于乙的质量
C．洛伦兹力对甲做正功
D．甲在磁场中运动的时间等于乙在磁场中运动的时间
【答案】B
【解析】A. 在 点，带电粒子速度向下，磁场向外，甲受向左的洛伦兹力，根据左手定则可得甲带正电
荷；同理在 点，乙受向右的洛伦兹力，根据左手定则可得乙带负电荷；故 A错误；
B. 粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律，有：
解得：
由于 、 、 均相同，甲的轨道半径比乙的轨道半径大，则有甲的质量大于乙的质量，故 B正确；
C. 根据左手定则，洛伦兹力与速度垂直，故洛伦兹力永不做功，故 C错误；
D. 带电粒子在磁场中做圆周运动的周期：
在磁场中运动的时间：
1
由于 、 均相同，甲的质量大于乙的质量，故甲运动时间大于乙运动的时间，故 D错误．
2．如图所示，质量为 m，带电荷量为−q的微粒以速度 v与水平方向成 45°角进入正交的匀强电场和匀强
磁场，磁场方向垂直纸面向里，电场方向水平向左，重力加速度为 g．如果微粒做直线运动，则下列说法
正确的是
A．微粒一定做匀速直线运动
B．微粒受电场力、洛伦兹力两个力作用
C．匀强电场的电场强度
D．匀强磁场的磁感应强度
【答案】A
【解析】由于粒子带负电，电场力向右，洛伦兹力垂直于 OA 线斜向左上方，而重力竖直向下，粒子做直
线运动，则说明洛伦兹力不变，即电场力、洛伦兹力和重力能平衡，粒子做匀速直线运动．故 A正确，B
错误．
由图 qE=mgtanθ 解得 E=mg/q，故 C错误．qvBcosθ=mg， ，故 D错误；故选 A．
3．如图所示，水平放置平行金属板间存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场强度为 E，磁感应强度
为B．一带电量为＋q，质量为 m的粒子(不计重力)以速度 v水平向右射入，粒子恰沿直线穿过，则下列
2
说法正确的是
A．若只将带电粒子带电量变为＋2q，粒子将向下偏转
B．若只将带电粒子带电量变为－2q，粒子仍能沿直线穿过
C．若只将带电粒子速度变为 2v 且粒子不与极板相碰，则从右侧射出时粒子的电势能减少
D．若带电粒子从右侧水平射入，粒子仍能沿直线穿过
【答案】B
【解析】粒子恰沿直线穿过，电场力和洛伦兹力均垂直于速度，故合力为零，粒子做匀速直线运动；
根据平衡条件，有 ，解得 ，只要粒子速度为 ，就能沿直线匀速通过选择器；若带电
粒子带电量为+2q，速度不变，仍然沿直线匀速通过选择器，A错误；若带电粒子带电量为-2q，只要粒子
速度为 ，电场力与洛伦兹力仍然平衡，仍然沿直线匀速通过选择器，B正确；若带电粒子速度为 2v，
电场力不变，洛伦兹力变为 2倍，故会偏转，克服电场力做功，电势能增加，C错误；若带电粒子从右侧
水平射入，电场力方向不变，洛伦兹力方向反向，故粒子一定偏转，D错误．
4．如图表示水平方向的匀强磁场和竖直方向的匀强电场叠加区域，一个质量是 m，带电量是 q的质点 B
恰好能静止在区域中间，另一个质量为 2m，带电量也为 q的质点 A恰好能以某一速度沿着垂直于磁场、
电场方向做匀速直线运动，且正好与静止的质点 B发生正碰，碰后两质点粘在一起运动，碰撞的过程无
电量损失，则下列正确的是
A．碰后两质点的运动向下偏且动能增加
B．碰后两质点的运动向上偏且动能增加
C．碰后两质点的运动向上偏且动能减少
D．碰后两质点的运动向下偏且动能减少
【答案】C
3
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