磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力-高二物理新教材基礎(chǔ)+鞏固+提升三級(jí)跳

新教材基礎(chǔ)鞏固提升三級(jí)跳第一章安培力與洛倫茲力1.2磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力基礎(chǔ)知識(shí)知識(shí)點(diǎn)梳理：知識(shí)點(diǎn)一、洛倫茲力的方向1、洛倫茲力(1)定義：運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中所受的力。(2)與安培力的關(guān)系：通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受的安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。2、洛倫茲力的方向左手定則：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平面內(nèi)．讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)方向，這時(shí)大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。知識(shí)點(diǎn)二、洛倫茲力的大小1、當(dāng)v與B成角時(shí)：2、當(dāng)時(shí)，3、當(dāng)時(shí)：知識(shí)點(diǎn)三．洛侖茲力的特點(diǎn)1．洛侖茲力方向既重直于磁場(chǎng)方向，也垂直地粒子運(yùn)動(dòng)的速度方向，即垂直于磁場(chǎng)和速度決定的平面；2．洛侖茲力的大小和方向都與帶電粒子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)；3.洛侖茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功，不會(huì)改變電荷運(yùn)動(dòng)的速率。知識(shí)點(diǎn)四、電子束的磁偏轉(zhuǎn)1、電視顯像管的構(gòu)造：如圖所示，由電子槍、偏轉(zhuǎn)線圈和熒光屏組成。2、電視顯像管的原理(1)電子槍發(fā)射電子(2)電子束在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)(3)熒光屏被電子束撞擊發(fā)光3、掃描：在偏轉(zhuǎn)區(qū)的水平方向和豎直方向都有偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，其方向、強(qiáng)弱都在不斷變化，使得電子束打在熒光屏上的光點(diǎn)從上向下、從左向右不斷移動(dòng)。4、偏轉(zhuǎn)線圈：使電子束偏轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)是由兩對(duì)線圈產(chǎn)生的。預(yù)習(xí)基礎(chǔ)：一、判斷題1．判斷下列說(shuō)法的正誤：（1）運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中一定受洛倫茲力()（2）電荷所受的洛倫茲力的方向與磁場(chǎng)方向相同，負(fù)電荷所受的洛倫茲力的方向與磁場(chǎng)方向相反()（3）判斷負(fù)電荷所受洛倫茲力方向時(shí)，讓磁感線從掌心穿入，四指指向負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的反方向，則大拇指所指方向即為負(fù)電荷受洛倫茲力的方向()二、填空題2．磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力叫________，磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力叫_________．安培力是洛倫茲力的__________，判斷安培力和洛倫茲力的方向都要用定則．3．洛倫茲力是磁場(chǎng)對(duì)___________（填“運(yùn)動(dòng)”或“靜止”）電荷的作用：其數(shù)學(xué)表達(dá)式為_(kāi)___________。4．帶正電粒子（不計(jì)重力）沿紙面豎直向下飛入某磁場(chǎng)區(qū)域，在豎直平面上運(yùn)動(dòng)軌跡如圖，則該區(qū)域的磁場(chǎng)方向是()5．如圖是陰極射線管的示意圖．接通電源后，會(huì)有電子從陰極K射向陽(yáng)極A，并在熒光屏上形成一條亮線．要使熒光屏上的亮線向下偏轉(zhuǎn)，則可以加一個(gè)方向平行紙面________（填“向上”或“向下”）的電場(chǎng)，或者加一個(gè)方向垂直紙面________（填“向里”或“向外”）的磁場(chǎng)．6．(1)如圖所示，陰極射線管(A為其陰極)放在蹄形磁鐵的N、S兩極間，射線管的A端接在直流高壓電源的______極，射線管的B端接在直流高壓電源的______極（填：“正”或“負(fù)”）．此時(shí)，熒光屏上的電子束運(yùn)動(dòng)軌跡________偏轉(zhuǎn)(填“向上”、“向下”或“不”)．（2）在一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)中有M、N、P三點(diǎn)，它們的連線組成一個(gè)直角三角形，如圖所示．MN=4cm，MP=5cm，當(dāng)把電量為-2×10-9C的點(diǎn)電荷從M點(diǎn)移至N點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力做功為8×10-9J，而從M點(diǎn)移至P點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力做功也為8×10-9J．則電場(chǎng)的方向?yàn)開(kāi)_______，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為_(kāi)_______V/m．鞏固所學(xué)三、單選題7．下列說(shuō)法中正確的是（）A．磁感線總是從磁體的N極出發(fā)，終止于磁體的S極B．運(yùn)動(dòng)電荷只受到洛倫茲力作用，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變時(shí)動(dòng)能在發(fā)生變化C．由磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式表明磁感應(yīng)強(qiáng)度與電流受到的安培力成正比D．把一條導(dǎo)線平行地放在磁針的上方附近，當(dāng)導(dǎo)線中有電流通過(guò)時(shí)，磁針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)。首先觀察到這個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的物理學(xué)家?jiàn)W斯特8．1820年4月奧斯特在上課做一個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，觀察到某現(xiàn)象后又連續(xù)進(jìn)行了大量研究，同年7月發(fā)表論文，宣布發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，首次揭示了電與磁的聯(lián)系。奧斯特上課時(shí)做的實(shí)驗(yàn)是下列哪一個(gè)裝置示意圖（）A． B．C． D．9．大量的帶電荷量均為﹢q的粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是（）A．只要速度大小相同，所受洛倫茲力就相同B．如果把﹢q改為﹣q，且速度反向但大小不變，與磁場(chǎng)方向不平行，則洛倫茲力的大小和方向均不變C．只要帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，它一定受到洛倫茲力作用D．帶電粒子受到的洛倫茲力越小，則該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度就越小10．在如圖所示的空間中，存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)（圖中未畫(huà)出）。一帶負(fù)電的粒子在該空間恰好能夠沿軸正方向以速度勻速運(yùn)動(dòng)，不計(jì)帶電粒子受到的重力，已知?jiǎng)驈?qiáng)電場(chǎng)沿軸負(fù)方向，則勻強(qiáng)磁場(chǎng)（）A．沿軸負(fù)方向 B．沿軸正方向C．沿軸負(fù)方向 D．沿軸正方向11．如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向豎直向下，磁場(chǎng)中有光滑的水平桌面，在桌面上平放著內(nèi)壁光滑、底部有帶電小球的試管，在水平拉力F的作用下，試管向右勻速運(yùn)動(dòng)，帶電小球能從試管口飛出，則（）A．小球帶負(fù)電 B．小球離開(kāi)管口前的運(yùn)動(dòng)軌跡是一條拋物線C．洛倫茲力對(duì)小球做正功 D．拉力F應(yīng)逐漸減小四、多選題12．關(guān)于洛倫茲力下列說(shuō)法正確的是（

）A．運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中一定受到洛倫茲力B．運(yùn)動(dòng)電荷受到的洛倫茲力方向與所處位置處的磁場(chǎng)方向一定垂直C．洛倫茲力公式適用一切方向運(yùn)動(dòng)的帶電粒子D．洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷一定不做功13．如圖所示，一帶電小球用絕緣絲線懸掛于O點(diǎn)，且在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中擺動(dòng)，則當(dāng)小球每次通過(guò)最低點(diǎn)a時(shí)（）A．?dāng)[球受到的洛倫茲力大小相同B．?dāng)[球的動(dòng)能相同C．?dāng)[球的速度相同D．?dāng)[球帶正電時(shí)絲線受到的拉力比擺球帶負(fù)電時(shí)受到的拉力大能力提升五、實(shí)驗(yàn)題14．如圖所示，陰極射線管（A為其陰極）放在蹄形磁鐵的N、S兩極間，射線管的A、B兩極分別接直流高壓電源的_________和___________。此時(shí)，熒光屏上的電子束運(yùn)動(dòng)軌跡___________偏轉(zhuǎn)（填“向上”“向下”或“不”）。通過(guò)該實(shí)驗(yàn)我們能得出什么結(jié)論？___________六、解答題15．一個(gè)電子以的速率垂直射入一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，受到的洛倫茲力為，求該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度每個(gè)電子的電量為16．圖中的曲線顯示一帶電粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡。a、b區(qū)域均為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，粒子在a、b磁場(chǎng)內(nèi)的軌跡均為圓周的四分之一；離開(kāi)b磁場(chǎng)區(qū)域后，帶電粒子在兩個(gè)帶等量異號(hào)電荷的平行金屬板之間運(yùn)動(dòng)，并向正極板偏轉(zhuǎn)。試判斷帶電粒子帶正電荷還是負(fù)電荷？a、b區(qū)域內(nèi)的磁場(chǎng)方向如何？17．當(dāng)條形磁鐵從正面靠近陰極射線管時(shí)，管內(nèi)射線出現(xiàn)如圖所示的偏轉(zhuǎn)。由上述信息判斷：與陰極射線管離得近的是條形磁鐵的哪個(gè)磁極？請(qǐng)說(shuō)明理由。參考答案：1．

錯(cuò)

錯(cuò)

對(duì)【來(lái)源】新課練23運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力-2020年【銜接教材?暑假作業(yè)】新高二物理（人教版）【詳解】（1）[1]運(yùn)動(dòng)的電荷在磁場(chǎng)中不一定受到洛倫茲力作用，比如電荷的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向平行，不受洛倫茲力，故（1）錯(cuò)。（2）[2]無(wú)論是正電荷，還是負(fù)電荷，只要受到洛倫茲力的作用，洛倫茲力方向就與電荷的運(yùn)動(dòng)方向垂直，故（2）錯(cuò)。（3）[3]根據(jù)左手定則可知（3）對(duì)。2．

安培力

洛倫茲力茲力

宏觀表現(xiàn);左手【來(lái)源】海南省華僑中學(xué)2017-2018學(xué)年上學(xué)期期中考試試題高二物理（文科）【詳解】磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力叫安培力，磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力叫洛倫茲力．安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，判斷安培力和洛倫茲力的方向都要用左手定則3．

運(yùn)動(dòng)

f=qvB【來(lái)源】甘肅省慶陽(yáng)市隴東學(xué)院附屬中學(xué)2021-2022學(xué)年高二上學(xué)期期中物理試題（文）【詳解】[1][2]洛倫茲力是磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用：其數(shù)學(xué)表達(dá)式為f=qvB4．水平向里【來(lái)源】《單元測(cè)試定心卷》第一章安培力與洛倫茲力（基礎(chǔ)過(guò)關(guān)）-2020-2021學(xué)年高二物理（新教材人教版選擇性必修第二冊(cè)）【詳解】粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)受到的洛倫茲力方向水平向右，粒子帶正電，根據(jù)左手定則，可知磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，即水平向里。5．

向上

向里【來(lái)源】高中魯科版物理新選修3-5第三章原子核與放射性章節(jié)練習(xí)【分析】電子射線由陰極沿X軸方向射出，形成的亮線向下偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明電子受到的洛倫茲力方向向下，根據(jù)左手定則判斷分析，選擇可行的磁場(chǎng)方向；或電子受到向下的電場(chǎng)力，從而確定電場(chǎng)強(qiáng)度的方向．【詳解】[1][2]．由題意，根據(jù)正電荷受力與電場(chǎng)方向相同，若加一方向平行紙面向上的電場(chǎng)，電場(chǎng)力使得電子向下偏轉(zhuǎn)．若加一方向垂直紙面向里的磁場(chǎng)，根據(jù)左手定則，洛倫茲力方向豎直向下，亮線向下偏轉(zhuǎn)．【點(diǎn)睛】此題主要考查左手定則的應(yīng)用，要知道負(fù)電荷受力方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相反；由左手定則判斷洛倫茲力的方向時(shí)，四指要指向電子運(yùn)動(dòng)的反方向.6．

負(fù)

正

下．

N指向M方向

100【來(lái)源】江蘇省姜堰中學(xué)2017-2018學(xué)年度第二學(xué)期高二學(xué)業(yè)水平測(cè)試物理試題【詳解】（1）因?yàn)锳是陰極，所以射線管的陰極A接直流高壓電源的負(fù)極．B是陽(yáng)極，接直流高壓電源的正極．因?yàn)锳是陰極，B是陽(yáng)極，所以電子在陰極管中的運(yùn)動(dòng)方向是A到B，產(chǎn)生的電流方向是B到A（注意是電子帶負(fù)電），根據(jù)左手定則，四指指向A，手掌對(duì)向N極（就是這個(gè)角度看過(guò)去背向紙面向外），此時(shí)大拇指指向下面，所以軌跡向下偏轉(zhuǎn)．（2）由電場(chǎng)力做功W=qU可知，M、N間的電勢(shì)差為：，從M到P點(diǎn)，則得M、P間的電勢(shì)差為：，由此可知NP兩點(diǎn)電勢(shì)相等．由電場(chǎng)線與等勢(shì)線垂直，電場(chǎng)線由高電勢(shì)指向低電勢(shì)，可知電場(chǎng)線由N指向M方向，由：.【點(diǎn)睛】本題考查電場(chǎng)線與等勢(shì)線的關(guān)系，根據(jù)電場(chǎng)力做功情況判斷等勢(shì)線，根據(jù)電場(chǎng)線與等勢(shì)線垂直，電場(chǎng)線由高電勢(shì)指向低電勢(shì)的規(guī)律再確定電場(chǎng)線方向即可.7．D【來(lái)源】重慶市銅梁中學(xué)等七校2022-2023學(xué)年高二上學(xué)期第十四周（12月）聯(lián)考物理試題【詳解】A．磁感線總是從磁體外部的N極出發(fā)，指向磁體的S極，從磁體內(nèi)部回到N極，故A錯(cuò)誤；B．運(yùn)動(dòng)電荷只受到洛倫茲力作用，由于洛倫茲力總是與速度方向垂直，所以運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變時(shí)動(dòng)能不發(fā)生變化，故B錯(cuò)誤；C．為磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式，磁感應(yīng)強(qiáng)度只由磁場(chǎng)本身決定，與電流受到的安培力沒(méi)有關(guān)系，故C錯(cuò)誤；D．把一條導(dǎo)線平行地放在磁針的上方附近，當(dāng)導(dǎo)線中有電流通過(guò)時(shí)，磁針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)。首先觀察到這個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的物理學(xué)家?jiàn)W斯特，故D正確。故選D。8．A【來(lái)源】第5課運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力-【幫課堂】2021-2022學(xué)年高二物理選同步精品講義（人教版選修3-1）【詳解】1820年，丹麥科學(xué)家?jiàn)W斯特在課堂上做實(shí)驗(yàn)時(shí)偶然發(fā)現(xiàn)：當(dāng)導(dǎo)線中通過(guò)電流時(shí)，它旁邊的磁針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，他進(jìn)而繼續(xù)研究，終于證實(shí)了電流周圍存在磁場(chǎng)，在世界上第一個(gè)發(fā)現(xiàn)了電和磁之間的聯(lián)系。故選A。9．B【來(lái)源】2023選擇性必修二第一章2磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力（練）【詳解】ACD．帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的洛倫茲力不僅與其速度的大小有關(guān)，還與其速度的方向有關(guān)，當(dāng)速度方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，帶電粒子不受洛倫茲力作用，故ACD錯(cuò)誤；B．根據(jù)左手定則可判斷，如果把﹢q改為﹣q，且速度反向但大小不變，與磁場(chǎng)方向不平行，則洛倫茲力的大小和方向均不變，故B正確。故選B。10．A【來(lái)源】第02講磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力2023年高中寒假精品課（人教版2019選擇性必修第二冊(cè)）【詳解】已知?jiǎng)驈?qiáng)電場(chǎng)沿軸負(fù)方向，可知帶負(fù)電的粒子受到的電場(chǎng)力沿軸正方向，由于粒子做勻速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)受力平衡可知，洛倫茲力沿軸負(fù)方向，根據(jù)左手定則可知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)沿軸負(fù)方向。故選A。11．B【來(lái)源】第02講磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力2023年高中寒假精品課（人教版2019選擇性必修第二冊(cè)）【詳解】A．小球受到洛倫茲力從管口飛出，洛倫茲力的方向指向管口，根據(jù)左手定則，小球帶正電，故A錯(cuò)誤；B．設(shè)管運(yùn)動(dòng)的速度為v，小球與管一起向右做勻速運(yùn)動(dòng)，小球沿管方向所受洛倫茲力大小為q、v、B大小均不變，則洛倫茲力F不變，小球類似做平拋運(yùn)動(dòng)，在離開(kāi)管口前的運(yùn)動(dòng)軌跡是一條拋物線，故B正確；C．洛倫茲力與速度方向垂直，不做功，故C錯(cuò)誤；D．設(shè)小球沿管方向的分速度大小為v1，則所受垂直管向左的洛倫茲力為由題意可知，隨著v1增大，F(xiàn)2增大，即拉力F應(yīng)該增大，故D錯(cuò)誤。故選B。12．BD【來(lái)源】江蘇省蘇州市吳中區(qū)西交大蘇州附中2019-2020學(xué)年高一下學(xué)期期中考試物理試題【詳解】A．運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中如果速度方向與磁場(chǎng)方向平行，運(yùn)動(dòng)電荷不受洛倫茲力，A錯(cuò)誤；B．運(yùn)動(dòng)電荷受到的洛倫茲力方向與所處位置處的磁場(chǎng)方向一定垂直，B正確；C．洛倫茲力公式只適用于速度方向于磁場(chǎng)方向垂直的帶電粒子，C錯(cuò)誤；D．洛倫茲力與速度方向垂直，所以對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷一定不做功，D正確。故選BD。13．AB【來(lái)源】1.2磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力（練習(xí)）—2022-2023學(xué)年高二物理課后培優(yōu)分級(jí)練（人教版2019選擇性必修第二冊(cè)）【詳解】ABC．由于洛倫茲力對(duì)小球不做功，可知擺球擺到最低點(diǎn)時(shí)，擺球的速度大小相同，但是方向不同，受到的洛倫茲力大小相同，方向不同，動(dòng)能相同，選項(xiàng)AB正確，C錯(cuò)誤；D．?dāng)[球帶正電時(shí)向右擺動(dòng)經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)洛倫茲力方向向上；擺球帶負(fù)電時(shí)向右擺動(dòng)經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)洛倫茲