2027物理高考调研夯基版高考总复习 10.2磁场对运动电荷的作用

01基础记忆考点专练微专题体验高考020304内容导航ContentNavigation10.2磁场对运动电荷的作用基础记忆一、洛伦兹力1．定义：磁场对_______________的作用力．2．大小：当v⊥B时，__________；当v∥B时，________．3．方向(1)判定：用左手定则，注意四指应指向_______运动方向或________运动的反方向．(2)特点：F⊥B，F⊥v，即F垂直于B、v决定的平面．4．洛伦兹力___________．运动电荷F＝qvBF＝0正电荷负电荷不做功匀速运动匀速圆周运动考点专练1．洛伦兹力的特点(1)洛伦兹力的方向总是垂直于电荷速度方向和磁场方向确定的平面．(2)洛伦兹力的大小和方向随电荷速度的变化而变化．(3)当电荷平行于磁场运动时不受洛伦兹力作用．(4)洛伦兹力一定不做功．洛伦兹力的特点及应用2．洛伦兹力、安培力、电场力比较

项目洛伦兹力安培力电场力产生条件磁场中的运动电荷(v与B不平行)磁场中的通电导线(I与B不平行)电场中的电荷大小F＝qvB(v⊥B)F＝BLI(I⊥B)F＝qE方向F⊥B且F⊥vF⊥B且F⊥I正电荷受力与电场方向相同做功任何情况下都不做功安培力做功与路径有关电场力做功与路径无关联系安培力是洛伦兹力的宏观表现，安培力等于导体内所有定向运动电荷所受洛伦兹力的合力1.如图所示，空间存在竖直向上的匀强电场和匀强磁场．某时刻一个带正电粒子速度的大小为v，与水平方向夹角为θ.此时将速度v分解为平行于磁场方向的分量v1和垂直于磁场方向的分量v2来进行研究，不计粒子重力．则此后一段时间内，下列说法正确的是(

)A．粒子的加速度增大B．洛伦兹力的瞬时功率减小C．电场力的瞬时功率增大D．夹角θ减小√解析电场力F＝Eq，竖直向上，大小不变；洛伦兹力f＝qv2B，垂直纸面向外，大小不变；合力大小不变，加速度大小不变，A项错误；洛伦兹力不做功，功率为0，B项错误；电场力做正功，v增大，v1增大，电场力瞬时功率增大，C项正确；v2不变，v1增大，夹角θ增大，D项错误．故选C项．2.(2025·甘肃二模)(多选)如图所示，在磁感应强度大小B＝0.2T，方向水平向里的匀强磁场中，有一根长l＝0.1m的竖直光滑绝缘细杆MN，细杆顶端套有一个质量m＝40g、电荷量q＝＋0.5C的小环．现让细杆以v＝2m/s的速度沿垂直磁场方向水平匀速运动，同时释放小环(竖直方向初速度为0)，小环最终从细杆底端飞出，g取10m/s2.关于小环的运动下列说法正确的是(

)A．洛伦兹力对小环做负功B．小环的轨迹是抛物线C．小环在绝缘杆上的运动时间为0.2sD．小环的机械能减少√√√带电粒子在磁场中运动的基本解题方法2．圆心的确定方法方法一：如图甲，作两个速度方向的垂线，交点即为圆心．

方法二：如图乙，作速度方向的垂线和弦的垂直平分线，交点即为圆心．3．常见运动轨迹(1)直线边界(进出磁场具有对称性)(2)平行边界(存在临界条件)(3)圆形边界带正电粒子沿径向射入磁场，必沿径向射出磁场，速度的偏转角φ等于该圆弧轨迹所对应的圆心角∠AO′B.轨迹圆心与磁场圆心的连线OO′垂直弦AB，且为∠AO′B的角平分线．4．解题基本思路3.(2025·四川三模)如图所示，粒子a、b的质量分别为2m、m，电荷量分别为q、－q，它们以相同的动能从O点沿OP方向射入无限长直边界AB上方的匀强磁场，OP与磁场边界成45°角，磁场方向垂直于纸面向里，则a、b在磁场中运动的时间之比为(

)

A．6∶1

B．4∶1C．3∶1 D．2∶1√√√带电粒子的“磁偏转”和“电偏转”5.(2022·湖北)(多选)如图所示，一带电粒子以初速度v0沿x轴正方向从坐标原点O射入，并经过点P(a>0，b>0)．若上述过程仅由方向平行于y轴的匀强电场实现，粒子从O到P运动的时间为t1，到达P点的动能为Ek1.若上述过程仅由方向垂直于纸面的匀强磁场实现，粒子从O到P运动的时间为t2，到达P点的动能为Ek2.下列关系式正确的是(

)

A．t1<t2

B．t1>t2C．Ek1<Ek2 D．Ek1>Ek2√√6.物理学中，常用电场或磁场控制带电粒子的运动轨迹．如图所示，质量为m，电荷量为e的电子，由静止开始经电压U加速后，从枪口P沿直线OM射出，若要求电子能击中偏离OM方向α角、与枪口相距d的靶Q，不计电子的重力．试求在以下两种情况下，所需的匀强磁场B的大小和匀强电场E的大小．(1)若空间有垂直纸面向里的匀强磁场；(2)若空间有在纸面内且垂直于PQ斜向上的匀强电场．微专题磁场边界问题与“磁聚焦”模型

求解磁场边界问题的方法用几何法求磁场边界①根据粒子的运动情况，确定运动轨迹．②利用几何关系，求圆弧的半径和对应的弦长．③求能够覆盖此运动轨迹的磁场边界．“磁聚焦”模型(1)磁汇聚如图甲，速率相等的带电粒子平行射入圆形磁场区域，当轨迹圆的半径与磁场圆的半径相等时，这些粒子汇聚到圆周上的一点．证明：设某一个带电粒子从A点水平射入圆形磁场区域，过A点作速度垂线段AO′，如图乙因为AO′＝R，连接AO、BO′，由于AO′与BO平行且相等，因此四边形OAO′B为平行四边形，且AO＝BO，四边形OAO′B为菱形，则BO′＝R，从A点发出的带电粒子必然经过B点．(2)磁发散如图，从圆形磁场的圆周上某点发出的速率相等的带电粒子，当轨迹圆的半径与磁场圆的半径相等时，这些粒子从磁场平行射出．1.(2025·重庆模拟预测)如图所示，在PM和QK之间有大量相同的带电粒子以初速度v0沿水平方向射入半径为R的圆形区域，PM与圆心O在同一水平直线上，PM和QK间的距离为0.5R，圆形区域内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场(图中未画出)，所有粒子均从O点正下方的N点射出圆形区域，已知带电粒子的质量为m，带电荷量为q，不计粒子受到的重力及粒子间的相互作用．求：(1)匀强磁场的磁感应强度大小B；(2)匀强磁场的最小面积S.2.如图所示，一个质量为m，带电荷量为＋q的粒子以速度v0从O点沿y轴正方向射入磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，粒子飞出磁场区域后，从点b处穿过x轴，速度方向与x轴正方向的夹角为30°.粒子的重力不计，试求：(1)圆形匀强磁场区域的最小面积；(2)粒子在磁场中运动的时间．体验高考√1.(2025·全国卷)如图，正方形abcd内有方向垂直于纸面的匀强磁场，电子在纸面内从顶点a以速度v0射入磁场，速度方向垂直于ab.磁感应强度的大小不同时，电子可分别从ab边的中点、b点和c点射出，在磁场中运动的时间分别为t1、t2和t3，则(

)A．t1<t2＝t3

B．t1<t2<t3C．t1＝t2>t3 D．t1>t2>t32.(2023·北京)如图所示，在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场中，固定一内部真空且内壁光滑的圆柱形薄壁绝缘管道，其轴线与磁场垂直．管道横截面半径为a，长度为l(l≫a)．带电粒子束持续以某一速度v沿轴线进入管道，粒子在磁场力作用下经过一段圆弧垂直打到管壁上，与管壁发生弹性碰撞，多次碰撞后从另一端射出，单位时间进入管道的粒子数为n，粒子电荷量为＋q，不计粒子的重力、粒子间的相互作用，下列说法不正确的是(

)√3．(2025·陕晋青宁)电子比荷是描述电子性质的重要物理量．在标准理想二极管中利用磁控法可测得比荷，一般其电极结构为圆筒面与中心轴线构成的圆柱体系统，结构简化如图a所示，足够