2026版高考物理基础练习-磁场对运动电荷的作用.docxVIP

微练40磁场对运动电荷的作用

梯级Ⅰ基础练

1.如图所示，一带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动。若磁感应强度为B，粒子带电量为q(q0)，质量为m，速度大小为v，不计重力，则粒子运动的轨道半径为(D)

A.qBmv B.

C.qvmB D.

解析粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得qvB=mv2r，解得粒子运动的轨道半径r=mvqB

2.(多选)(2025·西安模拟)如图所示，足够大的空间内，竖直向下的匀强磁场穿过光滑的绝缘水平面，平面上O点固定一根绝缘细线，细线的另一端系一带电小球，小球在光滑水平面内绕O点做匀速圆周运动。在某时刻细线断开，小球仍然在匀强磁场中做匀速圆周运动，下列情况有可能发生的是(BD)

A.速率变小，半径变小，周期不变

B.速率不变，半径不变，周期不变

C.速率变小，半径变大，周期变大

D.速率不变，半径变小，周期变小

解析因为洛伦兹力永不做功，所以速度大小不变，A、C两项错误；若开始时细线上无拉力，当细线断开后，合力不变，速率不变，周期不变，B项正确；若开始时细线上有拉力，由拉力和洛伦兹力的合力提供向心力，即F+F洛=mv2R或F-F洛=mv2R；细线断开后，仅由洛伦兹力提供向心力，即F洛=mv2R，此时合力可能变大、变小或不变，而速度不变，则轨道半径可能变小、变大或不变，

3.(2025·广州模拟)电荷量为3e的正离子，自匀强磁场a点如图射出，当它运动到b点时，打中并吸收了原处于静止状态的一个电子(此过程类似完全非弹性碰撞)，若忽略电子质量，则接下来离子的运动轨迹是(D)

解析正离子吸收一个电子后，带电荷量由+3e变为+2e，由于碰撞的时间极短，故吸收电子后满足动量守恒定律，离子运动的动量保持不变，由洛伦兹力提供向心力qvB=mv2r，轨道半径为r=mvqB，因为离子吸收电子后，电荷量减小且新离子的动量与原来相同，故离子做圆周运动的轨道半径r增大，离子仍然带正电，故离子圆周运动方向没有发生变化

4.(2025·泉州模拟)云雾室也称云室是一种早期的核辐射探测器，也是最早的带电粒子径迹探测器。因发明者为英国物理学家威尔逊，一般称为威尔逊云室。如图所示，将大量正、负带电粒子以大小相同的速度喷入云雾室里，观察到有两个粒子的径迹弯曲程度相同，但弯曲方向相反。已知云雾室中匀强磁场方向垂直纸面向里，只考虑带电粒子在匀强磁场中受到的洛伦兹力。下列说法正确的是(D)

A.粒子①受到的洛伦兹力不变

B.粒子②一定带负电

C.粒子①和②的质量一定相等

D.粒子①和②的比荷一定相等

解析粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，洛伦兹力的方向始终指向圆心，洛伦兹力大小一定，方向不断发生变化，A项错误；根据左手定则可知，粒子②带正电，B项错误；两个粒子的径迹弯曲程度相同，即轨道半径相等，根据qvB=mv2R，解得qm=vRB，两粒子的比荷相等，质量不一定相等，C

5.(2025·贵阳模拟)科学家利用磁场控制带电粒子的轨迹，研究粒子的性质。如图，PMN左下方空间内有垂直纸面向里的匀强磁场，PM⊥MN。现有电荷量相同、质量不同的甲、乙两种正粒子，先后从PM上O点以平行于MN的相同速度射入磁场，甲、乙分别经过MN上E、F两点，OM=ME=EF=d，不考虑粒子间相互作用力及重力，则(B)

A.乙在磁场中运动的轨道半径为2d

B.乙的质量是甲质量的2.5倍

C.甲在磁场中运动时间大于乙

D.洛伦兹力对甲、乙均做正功

解析乙在磁场中做匀速圆周运动的圆心为O1，由几何关系有(R乙-d)2+(2d)2=R乙2，可得乙在磁场中运动的轨道半径为R乙=2.5d，A项错误；由牛顿第二定律有Bqv=mv2R，化简得R=mvBq，由图可知R甲=d，得R甲R乙=12.5，结合R=mvBq可知m甲m乙=12.5，即乙的质量是甲质量的2.5倍，B项正确；由公式t=lv，且乙粒子的运动轨迹大于甲粒子的运动轨迹，

6.(2025·天水模拟)如图所示，半径为R的光滑半圆形绝缘轨道固定在竖直平面内，轨道所在空间存在磁感应强度大小为B、方向垂直于轨道平面向里的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的带正电小球(可视为质点)由轨道左端A处无初速度滑下﹐当小球滑至轨道最低点C时，给小球再施加一始终水平向右的外力F，使小球能保持不变的速率滑过轨道右侧的D点。若轨道两端等高，小球始终与轨道接触，重力加速度为g，下列判断正确的是(D)

A.小球在C点受到的洛伦兹力大小为qBgR

B.小球在C点对轨道的压力大小为3mg

C.小球从C到D的过程中，外力F的大小保持不变

D.小球从C到D的过程中，外力F的功率逐渐增大

解析小球从A到C过程机械能守恒mgR=12mv2，解得v=2gR，所以小球在C点受到的洛伦兹力大小为F=qB2gR，A项错误；在C点