《第3节 洛伦兹力的应用》（同步训练）高中物理选择性必修 第二册_鲁科版_2024-2025学年.docx
《第3节洛伦兹力的应用》同步训练(答案在后面)
一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）
1、一个带正电荷的粒子在匀强磁场中做圆周运动，若磁场强度增大一倍，而粒子的速度保持不变，则该粒子运动的轨道半径将如何变化？
A.半径保持不变
B.半径减小一半
C.半径加倍
D.半径减半
2、一质子（电荷e）以垂直于匀强磁场的速度v进入磁场中，质子在磁场中的圆周运动半径为r。若质子的速度增加到2v
A.半径保持不变
B.半径减小一半
C.半径加倍
D.半径减半
3、题目：在磁场中，一束正离子以一定的速度垂直于磁场方向进入，不考虑重力和其他力的影响，以下关于这束离子在磁场中运动的描述中，正确的是：
A.离子将做圆周运动，圆周的半径与速度成正比
B.离子将做圆周运动，圆周的半径与速度成反比
C.离子将做直线运动，速度大小不变，方向垂直于初始速度
D.离子将做直线运动，速度大小和方向都可能改变
4、题目：一飞船在地球磁场中运动，其速度v与地球磁场B方向有一个小的夹角θ，以下关于飞船在磁场中受到的洛伦兹力的描述中，正确的是：
A.洛伦兹力只改变飞船的速度大小，不改变方向
B.洛伦兹力只改变飞船的速度方向，不改变速度大小
C.洛伦兹力同时改变飞船的速度大小和方向
D.洛伦兹力不影响飞船的运动
5、在匀强磁场中，有一段长为L=0.2m的直导线，垂直于磁场方向放置，当通过该导线的电流I=5A时，测得导线受到的安培力F=0.4N。求该磁场的磁感应强度B是多少？
A.0.4T
B.0.8T
C.1.6T
D.2.0T
6、一个电子在垂直于其速度方向的均匀磁场中运动，如果仅考虑洛伦兹力的作用，那么电子的轨迹会是什么形状？
A.直线
B.抛物线
C.圆形
D.椭圆形
7、一束带电粒子垂直进入匀强磁场中，根据洛伦兹力的方向，以下说法正确的是（?）
A.粒子做匀速直线运动
B.粒子做匀速圆周运动
C.粒子速度逐渐减小
D.粒子速度逐渐增大
二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）
1、一架质谱仪可以用来测量带电粒子的质量。当质谱仪的磁场强度为B，一束质量为m、电荷量为q的正离子垂直进入磁场时，它们会在磁场中做圆周运动，并且半径为R。已知质谱仪的目的是测量离子的质量，那么下列哪些参数对测量离子质量没有影响？
A、磁场的强度B
B、离子的电荷量q
C、离子的质量m
D、质谱仪的长度
2、在同一质谱仪中，离子在磁场中做圆周运动时，若保持磁场强度不变，而增加离子的动能，则该离子在磁场中的运动半径会发生怎样的变化？
A、变大
B、变小
C、不变
D、无法判断
3、以下有关带电粒子在磁场中的运动的说法中，正确的是（）
A、带电粒子在磁场中做圆周运动时，其速度方向始终与磁场方向垂直。
B、带电粒子在磁场中做直线运动时，其速度方向总是沿着磁感线的切线方向。
C、带电粒子在磁场中的运动轨迹半径与粒子的电荷量成正比。
D、带电粒子在磁场中的运动轨迹半径与粒子的速度成正比。
三、非选择题（前4题每题10分，最后一题14分，总分54分）
第一题
题目描述：
在磁场强度为B=0.5T的均匀磁场中，有一电子（质量me=9.1×10?
第二题
题目：一束正电子流以速度v垂直进入一个由B和L形成的磁场区域，其中B的方向垂直于L的方向。已知正电子的电荷量为e，磁场的磁感应强度为B，正电子的质量为me。求正电子在磁场中运动轨迹的半径R
第三题
某初中学生在科学展上看到一个演示装置，装置由一个圆筒和一根直立的导线组成。当导线通电时，一个重锤在竖直平面内做圆周运动。学生对装置的工作原理产生了兴趣。假设重锤的质量为0.5kg，在半径为0.5m的圆周轨道上以恒定速度v=2m/s运动。导线和重锤所在的区域存在垂直于圆周平面的均匀磁场，磁感应强度为
答案解析
解析：
要计算导线中的电流强度I，我们首先需要了解洛伦兹力的作用。根据洛伦兹力公式：
F
其中F为洛伦兹力的大小，q为带电粒子的电量，v为带电粒子的速度，B为磁感应强度，θ为速度方向与磁场方向之间的夹角。在这个问题中，假设重锤是带电的，且导线的电流产生的磁场是使重锤能够保持在圆周轨道上做圆周运动的关键因素。
对重锤进行受力分析，竖直方向受重力mg，水平方向需要受到洛伦兹力提供向心力F
洛伦兹力提供向心力，设重锤带电量为q，则：
q
代入题目中的数据：
重锤的质量m=
重锤的速度v=
圆周轨道的半径r=
磁感应强度B=
得到：
q?2?
因此，重锤所带的电荷量是20库仑。为了重锤能够持续在一个非摩擦的圆周轨道上做匀速圆周运动，导线中一定有电流，而这个重锤相当于导线中的自由电子（假设重锤是带负电）在导线产生的磁场作用下所受到的洛伦兹力。
导线上每个短段的电流dI产生