专题1.4 磁场对运动电荷的作用力-2022-2023学年高二物理举一反三系列（人教版2019选择性必修第二册）（解析版）

3.0 cande 2025-05-09 11 4 857.45KB 11 页 3知币

专题 1.4 磁场对运动电荷的作用力

【人教版】

【题型 1 大小计算】..........................................................................................................................

【题型 2 方向判断】..........................................................................................................................

【题型 3 联系实际】..........................................................................................................................

【题型 4 与电场力对比】..................................................................................................................

【题型 5 综合问题】..........................................................................................................................

【题型 1 大小计算】

【例 1】(多选)如图所示，半圆形光滑绝缘轨道固定在竖直平面内，O点为其圆心，P点为

轨道最低点，两个端点 M、N与O等高，匀强磁场方向与轨道平面垂直。现将一个带负电

的小球自 M点由静止释放，它将沿轨道做往复运动，下列说法中正确的是(　 )

A．小球由 M到N与由 N到M所经历的时间相等

B．小球由 M到P与由 N到P过程中重力对小球做的功相等，但洛伦兹力做的功不相等

C．小球由 M到P与由 N到P过程中所受合外力的冲量大小相等

D．小球经过轨道最低点时对轨道的压力大小是相等的

[解析]　小球所受的洛伦兹力与速度方向垂直不做功，轨道光滑没有摩擦力，只受重力作

用，小球机械能守恒，故小球由 M到N与由 N到M所经历的时间相等，A正确；小球由

M到P与由 N到P过程中重力对小球做的功相等，小球所受的洛伦兹力不做功，B错误；

根据动量定理公式 Ft＝mΔv，小球机械能守恒，故小球从 M到P与由 N到P过程中速度变

化量大小相等，所以在此过程中所受合外力的冲量大小相等， C正确；根据左手定则，小

球从 M到P的过程中到达 P时所受洛伦兹力方向竖直向下，根据合力提供向心力对小球受

力分析，如图甲所示。FN－mg－FL＝m，FN＝m＋mg＋FL，当小球从 N到P的过程中到达

P时洛伦兹力竖直向上，受力分析如图乙所示。FN＋FL－mg＝m，FN＝m＋mg－FL，根据

牛顿第三定律，在整个过程中洛伦兹力大小相等。所以从 M到P的过程中到达 P时对轨道

的压力大于小球从 N到P的过程中到达 P时对轨道的压力，D错误。

[答案]　AC

【变式 1-1】如图所示是一速度选择器，当粒子速度满足 v0＝时，粒子沿图中虚线水平射

出；若某一粒子以速度 v射入该速度选择器后，运动轨迹为图中实线，则关于该粒子的说

法正确的是(　　)

A.粒子射入的速度一定是 v＞

B.粒子射入的速度可能是 v＜

C.粒子射出时的速度一定大于射入速度

D粒子射出时的速度一定小于射入速度

答案　B

解析　若粒子带正电，当满足 qvB＞Eq，即 v＞时，粒子沿实线运动，电场力做负功，动

能减小，粒子射出时的速度小于射入速度；若粒子带负电，当满足 qvB＜Eq，即 v＜时，

粒子沿实线运动，电场力做正功，动能增大，粒子射出时的速度大于射入速度；综上分析

知，只有选项 B正确。

【变式 1-2】真空中竖直放置一通电长直细导线，俯视图如图所示。以导线为圆心作圆，光

滑绝缘管 ab 水平放置，两端恰好落在圆周上。半径略小于绝缘管半径的带正电小球自 a端

以速度 v0向b端运动过程中，下列说法正确的是(　 )

A．小球先加速后减速

B．小球受到的洛伦兹力始终为零

C．小球在 ab 中点受到的洛伦兹力为零

D．小球受到洛伦兹力时，洛伦兹力方向竖直向外

解析：选C　根据安培定则可知，直导线产生的磁场的磁感线如图中虚线所示，

洛伦兹力始终与小球运动方向垂直，故不做功，小球速率不变，A错误；当运动到 ab 中点

时，磁感线与速度方向平行，所受洛伦兹力为零，自 a端到中点洛伦兹力竖直向下，中点

至b端洛伦兹力竖直向上，B、D错误，C正确。

【变式 1-3】如图所示，M、N和P是以 MN 为直径的半圆弧上的三点，O为半圆弧的圆心，

在O点存在垂直纸面向里运动的匀速电子束。∠MOP＝60°，在 M、N处各有一条长直导

线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，这时 O点的电子受到

的洛伦兹力大小为 F1。若将 M处长直导线移至 P处，则 O点的电子受到的洛伦兹力大小为

F2。那么 F2与F1之比为(　　)

A.∶1　　　　　　　　 B.∶2

C．1∶1 D．1∶2

解析：选B　长直导线在 M、N、P处时在 O点产生的磁感应强度 B大小相等，M、N处的

导线在 O点产生的磁感应强度方向都向下，合磁感应强度大小为 B1＝2B，P、N处的导线

在O点产生的磁感应强度夹角为 60°，合磁感应强度大小为 B2＝B，可得，B2∶B1＝∶2，

又因为 F洛＝qvB，所以 F2∶F1＝∶2，选项 B正确。

【题型 2 方向判断】

【例 2】在北半球，地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下(以“×”表示)。如果家中电视

机显像管的位置恰好处于南北方向，那么由南向北射出的电子束在地磁场的作用下将向哪

个方向偏转(　 )

A．不偏转 B．向东

C．向西 D．无法判断

解析：选B　根据左手定则可判断由南向北运动的电子束所受洛伦兹力方向向东，因此电

子束向东偏转，故 B正确。

【变式 2-1】下面四幅图均表示了磁感应强度 B，电荷速度 v和洛伦兹力 F三者方向之间的

关系，其中正确的是(　 )

解析：选B　根据左手定则可知，A、C、D错误，B正确。

文档加载中……请稍候！
如果长时间未打开，您也可以点击刷新试试。

下载文档到电脑，查找使用更方便

3 知币 4人已下载

立即下载

专题1.4 磁场对运动电荷的作用力-2022-2023学年高二物理举一反三系列（人教版2019选择性必修第二册）（解析版）.docx

共11页,预览4页

还剩页未读，继续阅读

专题1.4 磁场对运动电荷的作用力-2022-2023学年高二物理举一反三系列（人教版2019选择性必修第二册）（解析版）

相关推荐

开通VIP享超值会员特权

作者详情

相关内容

推荐作者

热门标签

举报选择: