2023屆高三物理一輪復(fù)習(xí)68磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷(帶電體)的作用（原卷版）

專(zhuān)題68磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷（帶電體）的作用

考點(diǎn)一磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用——洛倫茲力（1-14T）

考點(diǎn)二磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)帶電體的作用（15-22T）

考點(diǎn)一磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力——洛倫茲力

1.洛倫茲力的方向根據(jù)左手定則判斷。洛倫茲力既垂直于6,也垂直于％即垂直于8與y決定的平

面.

左手定則：伸開(kāi)左手，使拇指與其余四個(gè)手指垂直，并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi)；讓磁感線(xiàn)從掌心

垂直進(jìn)入，并使四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向，這時(shí)拇指所指的方向就是運(yùn)動(dòng)的正電荷在磁場(chǎng)中所受洛倫茲

力的方向。負(fù)電荷受力的方向與正電荷受力的方向相反。

2.洛倫茲力的大小

Dr〃目時(shí)，40；

2）r_L8時(shí)，F(xiàn)=qvB;

3）r與8的夾角為。時(shí)，F(xiàn)=qvBsix?Oo

3.帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑和周期

1）?qvB=πr~,可得r=d

2）由胃粉片笫，可得「鬻

4.螺距:當(dāng)V與6的夾角為。時(shí)，帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做螺旋運(yùn)動(dòng)，帶電粒子在一個(gè)周期T內(nèi)沿著螺

旋軸線(xiàn)方向運(yùn)動(dòng)的距離即螺距，螺距為X=vcosθT.

1.質(zhì)子和一價(jià)鈉離子分別垂直進(jìn)入同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng).如果它們的圓周運(yùn)動(dòng)半徑恰好相等,

這說(shuō)明它們?cè)趧傔M(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)（）

A.速率相等B.質(zhì)量和速率的乘積相等

C.動(dòng)能相等I）.質(zhì)量相等

2.如圖所示，一束電子流沿管的軸線(xiàn)進(jìn)入螺線(xiàn)管，忽略重力，電子在管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)應(yīng)該是（）

A.當(dāng)從a端通入電流時(shí),電子做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)

B.當(dāng)從6端通入電流時(shí),電子做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)

C.不管從哪端通入電流,電子都做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)

D.不管從哪端通入電流，電子都做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

3.在地球赤道上，某放射源產(chǎn)生的一束α粒子（即氫原子核、帶正點(diǎn)粒子）沿豎直向上的方向射出，考慮

到地磁場(chǎng)的影響，這一束a粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡將（）

A.向東偏轉(zhuǎn)B.向西偏轉(zhuǎn)C.向南偏轉(zhuǎn)D.向北偏轉(zhuǎn)

4.（2022?廣東?禪城實(shí)驗(yàn)高中高三階段練習(xí)）如圖所示，用洛倫茲力演示儀可以觀(guān)察電子在磁場(chǎng)中的運(yùn)

動(dòng)徑跡。圖甲是洛倫茲力演示儀的實(shí)物圖，圖乙是結(jié)構(gòu)示意圖。勵(lì)磁線(xiàn)圈通電后可以產(chǎn)生垂直紙面的勻強(qiáng)

磁場(chǎng)，勵(lì)磁線(xiàn)圈中的電流越大，產(chǎn)生的磁場(chǎng)越強(qiáng)。圖乙中電子經(jīng)電子槍中的加速電場(chǎng)加速后水平向左垂直

磁感線(xiàn)方向射入磁場(chǎng)。圖丙是勵(lì)磁線(xiàn)圈示意圖。下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和分析正確的是（）

玻璃泡

勵(lì)磁線(xiàn)圈

加速電壓

選擇檔

甲實(shí)物照片丙勵(lì)磁線(xiàn)圈

A.僅增大勵(lì)磁線(xiàn)圈中的電流，電子束徑跡的半徑變大

B.僅升高電子槍加速電場(chǎng)的電壓，電子束徑跡的半徑變大

C.僅使電子槍加速電壓增加到原來(lái)的2倍，電子束徑跡的半徑也增加到原來(lái)的2倍。

D.要使電子形成如圖乙的運(yùn)動(dòng)徑跡，圖乙中勵(lì)磁線(xiàn)圈應(yīng)通以（沿垂直紙面向里方向觀(guān)察）逆時(shí)針?lè)较虻碾?/p>

流

5.（2023?全國(guó)?高三專(zhuān)題練習(xí)）如圖是比荷相同的兩粒子從。點(diǎn)垂直進(jìn)入直線(xiàn)邊界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)

軌跡，下列說(shuō)法正確的是（）

××××××××

A.a帶負(fù)電，8帶正電B.a的帶電量比6的帶電量小

C.a運(yùn)動(dòng)的速率比6的小D.a的運(yùn)動(dòng)時(shí)間比6的短

6.（2022?寧夏?銀川二中高二期末）薄鋁板將同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)分成I、∏兩個(gè)區(qū)域，高速帶電粒子可穿過(guò)

鋁板一次，在兩個(gè)區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示，半徑%>/?2。假定穿過(guò)鋁板前后粒子電荷量保持不變，但

速率減小，則該粒子（）

?.帶正電

B.在I、∏區(qū)域的運(yùn)動(dòng)速度大小相同

C.在I、II區(qū)域的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同

D.從II區(qū)域穿過(guò)鋁板運(yùn)動(dòng)到I區(qū)域

7.（2022?北京?高考真題）正電子是電子的反粒子，與電子質(zhì)量相同、帶等量正電荷。在云室中有垂直

于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，從夕點(diǎn)發(fā)出兩個(gè)電子和一個(gè)正電子，三個(gè)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中1、2、3所示。下列說(shuō)

B.軌跡1對(duì)應(yīng)的粒子運(yùn)動(dòng)速度越來(lái)越大

C.軌跡2對(duì)應(yīng)的粒子初速度比軌跡3的大D.軌跡3對(duì)應(yīng)的粒子是正電子

8.（2022?廣東廣州?二模）（多選）地磁場(chǎng)能有效抵御宇宙射線(xiàn)的侵入赤道剖面外地磁場(chǎng)可簡(jiǎn)化為包圍地

球一定厚度的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直該剖面，如圖所示。圖中給出了速度在圖示平面內(nèi)，從。點(diǎn)沿平行與垂

直地面2個(gè)不同方向入射的微觀(guān)帶電粒子（不計(jì)重力）在地磁場(chǎng)中的三條運(yùn)動(dòng)軌跡a、反c,且它們都恰不

能到達(dá)地面則下列相關(guān)說(shuō)法中正確的是（)

'、、、XX

?.沿a軌跡運(yùn)動(dòng)的粒子帶正電

B.若沿a、C兩軌跡運(yùn)動(dòng)的是相同的粒子,則C粒子的速率更大

C.某種粒子運(yùn)動(dòng)軌跡為a,若它速率不變,只是改變?nèi)肷涞卮艌?chǎng)的速度方向，則只要其速度在圖示平面內(nèi),

粒子可能到達(dá)地面；

D.某種粒子運(yùn)動(dòng)軌跡為6,若它以相同的速率在圖示平面內(nèi)沿其他方向入射，則有可能到達(dá)地面

9.（2022?江蘇徐州?高二期末）如圖所示，質(zhì)子以初速度「進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為6且足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,

速度方向與磁場(chǎng)方向的夾角為8。已知質(zhì)子的質(zhì)量為血電荷量為比重力不計(jì)，則（）

B

H

v\

?.質(zhì)子運(yùn)動(dòng)的軌跡為螺旋線(xiàn)，螺旋線(xiàn)的中軸線(xiàn)方向垂直于紙面向里

b?質(zhì)子做螺旋線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的半徑為警

c?質(zhì)子做螺旋線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的周期為;≥

D?一個(gè)周期內(nèi)，質(zhì)子沿著螺旋線(xiàn)軸線(xiàn)方向運(yùn)動(dòng)的距離（即螺距）為網(wǎng)祥

10.（2022?陜西?咸陽(yáng)市高新一中高三階段練習(xí)）中科院等離子體物理研究所設(shè)計(jì)制造了全超導(dǎo)非圓界

面托卡馬克實(shí)驗(yàn)裝置（EAST）,這是我國(guó)科學(xué)家率先建成的世界上第一個(gè)全超導(dǎo)核聚變“人造太陽(yáng)”實(shí)驗(yàn)

裝置。將原子核在約束磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化為帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，如圖所示。磁場(chǎng)方向水平向右，

磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8甲粒子速度方向與磁場(chǎng)垂直，乙粒子速度方向與磁場(chǎng)方向平行，丙粒子速度方向與磁

場(chǎng)方向間的夾角為仇所有粒子的質(zhì)量均為必，電荷量均為+q,且粒子的初速度方向在紙面內(nèi)，不計(jì)粒子重

力和粒子間的相互作用，則（）

_____________丙⑨r%BT

↑v乙以二

-?------------------------------>

甲

A.甲粒子受力大小為qvB,方向水平向右

B.乙粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡是拋物線(xiàn)

C.丙粒子在紙面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其動(dòng)能不變

D.從圖中所示狀態(tài)，經(jīng)過(guò)當(dāng)時(shí)間后，丙粒子位置改變了"三警

H.（2022?湖北?高考真題）（多選）如圖所示，一帶電粒子以初速度。沿X軸正方向從坐標(biāo)原點(diǎn)。射入，

并經(jīng)過(guò)點(diǎn)P（a>0,力0）.若上述過(guò)程僅由方向平行于y軸的勻強(qiáng)電場(chǎng)實(shí)現(xiàn)，粒子從。到P運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為

3到達(dá)P點(diǎn)的動(dòng)能為其“若上述過(guò)程僅由方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)，粒子從。到P運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為

t2,到達(dá)P點(diǎn)的動(dòng)能為E2。下列關(guān)系式正確的是?（）

OaX

A.tι<t2B.t>t2

C.EkKEk2D.Ek>Ek2

—0—

12.（2022?廣東?珠海市第二中學(xué)模擬預(yù)測(cè)）K-介子衰變的方程為：K-→n+π,其中K-介子和JI介

子帶負(fù)電，電量為元電荷，口°介子不帶電，一個(gè)K-介子沿垂直于磁場(chǎng)的方向射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，其軌跡為圓

弧/只衰變后產(chǎn)生的“一介子的軌跡為圓弧陽(yáng)，兩軌跡在尸點(diǎn)相切如圖所示，它們的半徑之比RK-與Rjl-之

O-O

比為2：1,π介子的軌跡未畫(huà)出。由此可知JI的動(dòng)量大小與人的動(dòng)量大小之比為（）

X×P×4

A.1：1B.1：2C,1：3D.1：4

13.（2022?浙江）（多選）如圖為某一徑向電場(chǎng)的示意圖，電場(chǎng)強(qiáng)度大小可表示為￡=a為常量。比

r

荷相同的兩粒子在半徑r不同的圓軌道運(yùn)動(dòng)。不考慮粒子間的相互作用及重力，則（）

Λ.軌道半徑r小的粒子角速度一定小

B.電荷量大的粒子的動(dòng)能一定大

C.粒子的速度大小與軌道半徑「一定無(wú)關(guān)

D.當(dāng)加垂直紙面磁場(chǎng)時(shí)?，粒子一定做離心運(yùn)動(dòng)

14.（2022?湖南?長(zhǎng)郡中學(xué)模擬預(yù)測(cè)）人們通常利用運(yùn)動(dòng)的合成與分解，把比較復(fù)雜的機(jī)械運(yùn)動(dòng)等效分

解為兩個(gè)或多個(gè)簡(jiǎn)單的機(jī)械運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研究。下列情境中物體的運(yùn)動(dòng)軌跡都形似彈簧，其運(yùn)動(dòng)可分解為沿軸

線(xiàn)的勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)和垂直軸線(xiàn)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。

（1）情境1：在圖1甲所示的三維坐標(biāo)系中，質(zhì)點(diǎn)1沿念方向以速度「做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)2在/龍平

面內(nèi)以角速度3做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。質(zhì)點(diǎn)3同時(shí)參與質(zhì)點(diǎn)1和質(zhì)點(diǎn)2的運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡形似彈簧，如乙圖所

示。質(zhì)點(diǎn)3在完成一個(gè)圓運(yùn)動(dòng)的時(shí)間內(nèi)，沿帆方向運(yùn)動(dòng)的距離稱(chēng)為一個(gè)螺距，求質(zhì)點(diǎn)3軌跡的“螺距”辦

（2）情境2：如圖2所示為某磁聚焦原理的示意圖，沿。*方向存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B,一質(zhì)量為以電荷量為小

初速度為。的帶正電的粒子，沿與公夾角為α的方向入射，不計(jì)帶電粒子的重力。求帶電粒子軌跡的“螺

距”

（3）情境3：2020年12月17日凌晨，嫦娥五號(hào)返回器攜帶月壤回到地球。登月前，嫦娥五號(hào)在距離月球

表面高為人處繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，嫦娥五號(hào)繞月的圓平面與月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的平面可看作

垂直，如圖3所示。己知月球的軌道半徑為r,月球半徑為此且？》凡地球質(zhì)量為材燭，月球質(zhì)量為加〃,

嫦娥五號(hào)質(zhì)量為腸，引力常量為以求嫦娥五號(hào)軌跡的“螺距”必。

考點(diǎn)二磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)帶電體的作用

15.（2022?全國(guó)?高三專(zhuān)題練習(xí)）（多選）如圖，一根足夠長(zhǎng)的直導(dǎo)線(xiàn)水平放置，通以向右的恒定電流/,

其正上方。點(diǎn)用絕緣細(xì)線(xiàn)懸掛帶正電的金屬小球，將小球從a點(diǎn)無(wú)初速度釋放，小球在直導(dǎo)線(xiàn)所處的豎直

平面內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其中8是最低點(diǎn)，C是右側(cè)最高點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是（）

A.小球每次經(jīng)過(guò)6點(diǎn)時(shí)細(xì)線(xiàn)拉力大小相等

B.小球從a到人與從6到C的時(shí)間相等

C.a點(diǎn)與C點(diǎn)一定等高

D.僅增大電流/,其他條件不變，C點(diǎn)將比a點(diǎn)低

16.（2023?全國(guó)?高三專(zhuān)題練習(xí)）如圖所示，一內(nèi)壁光滑、上端開(kāi)口下端封閉的絕緣玻璃管豎直放置，

高為方，管底有質(zhì)量為依電荷量為+g的小球，玻璃管以速度「沿垂直于磁場(chǎng)方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方

向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。在外力作用下，玻璃管在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)速度保持不變，小球最終從上端管口

飛出，在此過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）

?-iI!×××

↑∣v；x××

力廣!×××

IIx×X

Ib卜XX

A.洛倫茲力對(duì)小球做正功

B.小球機(jī)械能的增加量等于qr仍

C.小球相對(duì)于地面做加速度不斷變化的曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)

D.小球在玻璃管中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間與玻璃管的速度成反比

17.（多選）如圖所示，甲帶正電，乙是不帶電的絕緣塊，甲、乙疊放在一起置于光滑的水平地面上，空間

存在著水平方向的的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在水平恒力F的作用下，甲、乙無(wú)相對(duì)滑動(dòng)的一起向左加速運(yùn)動(dòng)，在加速

運(yùn)動(dòng)階段（）

XXXXX

回

×EX乙XX

77777777777777777777777777）

××××X

A.甲、乙兩物塊之間的摩擦力不斷增大

B.甲、乙兩物塊之間的摩擦力不變

C.甲、乙向左運(yùn)動(dòng)的加速度不斷減小

D.甲對(duì)乙的壓力不斷增大

18.（2022?山西長(zhǎng)治?高三階段練習(xí)）如圖所示，空間有一垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小

為氏一質(zhì)量2τn且足夠長(zhǎng)的不帶電絕緣木板靜止在光滑水平面上，在木板的左端無(wú)初速放置一質(zhì)量為血電

荷量+q的滑塊，滑塊與絕緣木板之間動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2,滑塊受到的最大靜摩擦力可認(rèn)為等于滑動(dòng)摩擦力。

現(xiàn)對(duì)木板施加方向水平向左，大小為F=O.9mg的恒力，g為重力加速度。則（）

B

'7ΠΠΠTΓfTΠ7ΠΠΠTΠTΠ7m7ΠITΠ77TΠ77TΠTΠTΠTΠ7TΠT

A.最終滑塊以Y的速度勻速運(yùn)動(dòng)

qB

B.最終木板以0.45g的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)

C.整個(gè)過(guò)程中，木板加速度由0.3g逐漸增大到0.45g

D.整個(gè)過(guò)程中，滑塊先與木板一起勻加速運(yùn)動(dòng)，然后再做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，最后做勻速運(yùn)動(dòng)

19.（多選）如圖所示，空間存在垂直于紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，場(chǎng)內(nèi)有一絕緣的足夠長(zhǎng)的直

桿，它與水平面的傾角為0,一帶電量為-q、質(zhì)量為T(mén)n的小球套在直桿上，從1點(diǎn)由靜止沿桿下滑，小球與

桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為“，在小球以后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）

A.小球的加速度一直在減小

B.小球的速度先增大后不變

C.小球下滑的最大加速度為anι=gsinθ

D.小球下滑的最大速度41=嘴

20.（2022?全國(guó)?高三課時(shí)練習(xí)）如圖所示，質(zhì)量為加、帶電荷量為q的小球，在傾角為。的光滑絕緣斜面

上由靜止開(kāi)始下滑。圖中虛線(xiàn)是左、右兩側(cè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)（圖中未畫(huà)出）的分界線(xiàn)，左側(cè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)右右

側(cè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為8,兩磁場(chǎng)的方向均垂直于紙面向外。當(dāng)小球剛下滑至分界線(xiàn)時(shí)，對(duì)斜面的壓力恰好

為0.已知重力加速度為g,斜面足夠長(zhǎng)，小球可視為質(zhì)點(diǎn)。

⑴判斷小球帶何種電荷。

⑵求小