2025年高考物理總復(fù)習(xí)：磁場對運(yùn)動電荷的作用

專題64磁場對運(yùn)動電荷的作用

1.[2024.福建省永春一中期中考試]下圖是帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動的四種情況，其中運(yùn)動的帶電粒

子所受洛倫茲力為零的是（）

8十一八

C

答案：C

解析：假設(shè)粒子帶正電，則根據(jù)左手定則，粒子所受洛倫茲力方向垂直于紙面向里，A錯誤；根據(jù)左手

定則，粒子所受洛倫茲力方向向右，8錯誤；粒子運(yùn)動方向與磁場方向平行，所受洛倫茲力為零，C正確；

根據(jù)左手定則，粒子所受洛倫茲力方向向右，。錯誤.

2.[2024?浙江省溫州十校聯(lián)合體聯(lián)考]極射線管及方向坐標(biāo)如圖所示.電子束從陰極射出，經(jīng)過狹縫掠

射到熒光屏上，顯示出一條射線徑跡，以下情況判斷正確的是（）

A.在陰極射線管中加一個方向向上的電場，射線將向上偏轉(zhuǎn)

B.在陰極射線管中加一個方向向前的電場，射線將向上偏轉(zhuǎn)

C.在陰極射線管正下方放置一根通有強(qiáng)電流的長直導(dǎo)線，電流方向向右，射線將向上偏轉(zhuǎn)

D.在陰極射線管正后方放置一根通有強(qiáng)電流的長直導(dǎo)線，電流方向向右，射線將向上偏轉(zhuǎn)

答案：C

解析：電子帶負(fù)電，受電場力與電場線方向相反，如果加一個方向向上的電場，則電子受到的電場力

方向向下，射線向下偏轉(zhuǎn)；如果加一個方向向前的電場，電子受到的電場力方向向向后，射線向后偏轉(zhuǎn)，A、

2錯誤；在陰極射線管正下方放置一根通有強(qiáng)電流的長直導(dǎo)線，電流方向向右，由安培定則可知陰極射線管

中是向前的磁場時，根據(jù)左手定則可知，電子受到的洛倫茲力向上，因此會向上偏轉(zhuǎn)；在陰極射線管正后

方放置一根通有強(qiáng)電流的長直導(dǎo)線，電流方向向右，由安培定則可知陰極射線管中是向下的磁場時，根據(jù)

左手定則可知，電子受到的洛倫茲力向前，射線向前偏轉(zhuǎn)，C正確，。錯誤.

xx_入_xx

B/V、、

x/，xxx'\X

I\?

x!xxx：x

\I??

X\xXx/X

XXXXX

3.[2024.黑龍江省牡丹江市期末考試]如圖所示，帶電粒子（不計重力）以速度v沿垂直于磁場的方向進(jìn)

入一勻強(qiáng)磁場，在磁場中做勻速圓周運(yùn)動.設(shè)粒子做勻速圓周運(yùn)動的軌跡半徑為R,周期為T.如果僅減小

粒子的入射速度v,下列說法正確的是（）

A.T增大B.T減小

C.R增大D.R減小

答案：D

2

解析：帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動洛倫茲力提供向心力qvB=mR（0=mvY,1=箸，所以周期與

速度無關(guān)，48錯誤；帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動洛倫茲力提供向心力qvB=m*,R=*,速度減小，

粒子的軌道半徑變小，C錯誤，。正確.

4.如圖所示，豎直放置的光滑絕緣斜面處于方向垂直豎直平面（紙面）向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻

強(qiáng)磁場中，一帶電荷量為q（q>0）的滑塊自a點(diǎn)由靜止沿斜面滑下，下降高度為h時到達(dá)b點(diǎn)，滑塊恰好對

斜面無壓力.關(guān)于滑塊自a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)的過程，下列說法正確的是（重力加速度為g）（）

A.滑塊在a點(diǎn)受重力、支持力和洛倫茲力作用

B.滑塊在b點(diǎn)受到的洛倫茲力大小為qBA/2gh

C.洛倫茲力做正功

D.滑塊的機(jī)械能增大

答案：B

解析：滑塊自a點(diǎn)由靜止沿斜面滑下，在a點(diǎn)不受洛倫茲力作用，A項錯誤；滑塊自a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)的

過程中，洛倫茲力不做功，支持力不做功，滑塊機(jī)械能守恒mgh=Tmv?,解得,故滑塊在b點(diǎn)

受到的洛倫茲力為F=qBv=qBlE,8項正確，C、。項錯誤.

、b

/導(dǎo)線截面口\

'、''"一——J'。

5.一長直細(xì)金屬導(dǎo)線豎直放置，通以向上的恒定電流，一光滑絕緣管ab水平固定放置，兩端恰好落

在一以導(dǎo)線為圓心的圓上，俯視如圖所示.半徑略小于絕緣管半徑的帶正電小球自a端以初速度vo向b端

運(yùn)動過程中，則下列說法正確的是（）

4.小球在絕緣管中先加速后減速運(yùn)動

B.洛倫茲力對小球先做正功再做負(fù)功

C.小球在管中點(diǎn)處受到的洛倫茲力為零

。.小球受到洛倫茲力時，洛倫茲力方向始終向下

答案：c

解析：小球受重力、管的彈力和洛倫茲力均與運(yùn)動方向垂直，各力均不做功，小球在運(yùn)動方向不受力

的作用，小球做勻速直線運(yùn)動，A、8均錯誤；根據(jù)安培定則，磁感線是以導(dǎo)線上點(diǎn)為圓心沿逆時針方向的

同心圓，當(dāng)運(yùn)動到ab中點(diǎn)，磁感線與速度平行，洛倫茲力為零，根據(jù)左手定則，可知a端到中點(diǎn)的過程中

洛倫茲力方向向下，從中點(diǎn)到b端的過程中洛倫茲力方向向上，C正確，。錯誤.

6.如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，有一段靜止的長為L的通電導(dǎo)線，磁場方向垂直于導(dǎo)

線.設(shè)單位長度導(dǎo)線中有n個自由電荷，每個自由電荷的電荷量都為q,它們沿導(dǎo)線定向移動的平均速率為

v.下列選項正確的是（）

XXXXBX

（）0

XkXXX.X

A.導(dǎo)線中的電流大小為nLqv

B.這段導(dǎo)線受到的安培力大小為nLqvB

C.沿導(dǎo)線方向電場的電場強(qiáng)度大小為vB

D.導(dǎo)線中每個自由電荷受到的平均阻力大小為qvB

答案：B

解析：導(dǎo)線中的電流大小I=F=噂=1=nvq,A錯誤；每個電荷所受洛倫茲力大小f=qvB,這

段導(dǎo)線受到的安培力大小F=nLf=nLqvB,B正確；沿導(dǎo)線方向的電場的電場強(qiáng)度大小為E=^,U為導(dǎo)

線兩端的電壓，它的大小不等于vB,只有在速度選擇器中的電場強(qiáng)度大小才是vB,且其方向是垂直導(dǎo)線方

向，C錯誤；導(dǎo)線中每個自由電荷受到的平均阻力方向是沿導(dǎo)線方向的，而qvB是洛倫茲力，該力的方向

與導(dǎo)線中自由電荷運(yùn)動方向垂直，二者不相等，。錯誤.

7.（多選）兩根導(dǎo)線通有大小、方向相同的電流，垂直穿過絕緣水平面，俯視如圖所示.0點(diǎn)是兩導(dǎo)線

在絕緣水平面內(nèi)連線的中點(diǎn)，a、b是連線垂直平分線上到O點(diǎn)距離相等的兩點(diǎn).一可視為質(zhì)點(diǎn)的帶正電滑

塊以相同大小的初速度vo分別從a、b向O點(diǎn)運(yùn)動過程中，下列說法正確的是（）

%：%

—>■!?<

----卜-------

?0\b

3

A.滑塊在a、b兩點(diǎn)受到的磁場力方向相同

B.滑塊在a、b兩點(diǎn)受到的磁場力方向相反

C.若水平面光滑，則滑塊從a點(diǎn)出發(fā)后一定做曲線運(yùn)動

D.若水平面粗糙，則滑塊從b點(diǎn)出發(fā)后一定做減速運(yùn)動

答案：AD

解析：根據(jù)安培定則，知兩導(dǎo)線連線的垂直平分線上，左邊的磁場方向水平向下，而右邊的磁場方向

水平向上，根據(jù)左手定則可得，滑塊在a、b兩點(diǎn)受到的磁場力方向相同，均向里，A正確，8錯誤；水平

面光滑，滑塊帶正電荷，洛倫茲力垂直平面向里，平面對滑塊的支持力與洛倫茲力和重力的合力平衡，一

定做直線運(yùn)動，C錯誤；若水平面粗糙，則滑塊從b點(diǎn)出發(fā)后，由于摩擦力做負(fù)功，洛倫茲不做功，一定

做減速運(yùn)動，。正確.

8.[2021.全國乙卷]如圖，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，質(zhì)量為m,電荷量為q（q>0）的帶電

粒子從圓周上的M點(diǎn)沿直徑MON方向射入磁場.若粒子射入磁場時的速度大小為vi,離開磁場時速度方

向偏轉(zhuǎn)90。；若射入磁場時的速度大小為V2，離開磁場時速度方向偏轉(zhuǎn)60。.不計重力，則已為（）

A.1B.當(dāng)

C.當(dāng)D.-\[3

答案：B

解析：設(shè)圓形磁場區(qū)域的半徑為R,沿直徑MON方向以速度vi射入圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域的粒子離開磁

場時速度方向偏轉(zhuǎn)90。，則其軌跡半徑為n=R,由洛倫茲力提供向心力得qviB=m^,解得丫1=喈；

沿直徑MON方向以速度V2射入圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域的粒子離開磁場時速度方向偏轉(zhuǎn)60。，由幾何關(guān)系得加〃30°

=（，可得其軌跡半徑為「2=5R,由洛倫茲力提供向心力得qv2B=m￡,解得丫2='優(yōu)',則爵=右

=坐，選項3正確.

9.[2020?全國卷I]一勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于紙面向外，其邊界如圖中虛線所示，

ab為半圓，ac>bd與直徑ab共線，ac間的距離等于半圓的半徑.一束質(zhì)量為m、電荷量為q（q>0）的粒

子，在紙面內(nèi)從c點(diǎn)垂直于ac射入磁場，這些粒子具有各種速率.不計粒子之間的相互作用.在磁場中運(yùn)

動時間最長的粒子，其運(yùn)動時間為（）

A?麗3?乖

47rm37rm

C3qBD?

答案：c

解析：如圖所示，設(shè)某一粒子從磁場圓弧ab上的e點(diǎn)射出磁場，粒子在磁場中轉(zhuǎn)過的圓心角為萬十0

=yr+2a,由于1=察，t=^T,所有粒子在磁場中運(yùn)動周期相同，粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動時，

運(yùn)動軌跡對應(yīng)的圓心角最大，則運(yùn)動時間最長.由幾何關(guān)系可知，a最大時，ce恰好與圓弧ab相切，此

時s沅a=|§=1，可得a弋，9=2a=f,設(shè)粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動的周期為T,粒子在磁場中

運(yùn)動的最長時間t=[+1,又T=誓，解得t=^,故選C

10.[2021?河北卷]如圖，一對長平行柵極板水平放置，極板外存在方向垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度大

小為B的勻強(qiáng)磁場，極板與可調(diào)電源相連.正極板上O點(diǎn)處的粒子源垂直極板向上發(fā)射速度為vo、帶正電

的粒子束，單個粒子的質(zhì)量為m、電荷量為q.一足夠長的擋板OM與正極板成37。傾斜放置，用于吸收打在

其上的粒子.C、P是負(fù)極板上的兩點(diǎn)，C點(diǎn)位于O點(diǎn)的正上方，P點(diǎn)處放置一粒子靶(忽略靶的大小)，用

于接收從上方打入的粒子，CP長度為Lo.忽略柵極的電場邊緣效應(yīng)、粒子間的相互作用及粒子所受重力，s沅

(1)若粒子經(jīng)電場一次加速后正好打在P點(diǎn)處的粒子靶上，求可調(diào)電源電壓Uo的大?。?/p>

(2)調(diào)整電壓的大小，使粒子不能打在擋板OM上，求電壓的最小值U“”.；

(3)若粒子靶在負(fù)極板上的位置P點(diǎn)左右可調(diào)，則負(fù)極板上存在H、S兩點(diǎn)(CHWCPcCS,H、S兩點(diǎn)未

在圖中標(biāo)出)，對于粒子靶在HS區(qū)域內(nèi)的每一點(diǎn)，當(dāng)電壓從零開始連續(xù)緩慢增加時，粒子靶均只能接收到

n(n22)種能量的粒子，求CH和CS的長度(假定在每個粒子的整個運(yùn)動過程中電壓恒定).

答案：⑴'丁一萬⑵F⑶見解析

解析：(D根據(jù)動能定理得

qUo=\mv2—mvo，

帶電粒子進(jìn)入磁場，由洛倫茲力提供向心力得

v2

qvB=m『,

又有r=^2，

(2)使粒子不能打在擋板OM上，則加速電壓最小時，粒子的運(yùn)動軌跡恰好與擋板OM相切，如圖甲所

不，

c,

..........................

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