高考物理一輪復(fù)習：洛倫茲力

更新時間：2024-09-14 瀏覽次數(shù)：11 類型：一輪復(fù)習

一、選擇題

1. (2024高三下·河北模擬) 如圖所示，空間內(nèi)有一垂直紙面方向的勻強磁場（方向未知），一帶正電的粒子在空氣中運動的軌跡如圖所示，由于空氣阻力的作用，使得粒子的軌跡不是圓周，假設(shè)粒子運動過程中的電荷量不變。下列說法正確的是（　?。?p>

A . 粒子的運動方向為 $\text{[math]}$ B . 粒子所受的洛倫茲力大小不變 C . 粒子在b點的洛倫茲力方向沿軌跡切線方向 D . 磁場的方向垂直紙面向里

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2. (2024高二下·仁壽期末) 以下說法符合事實的是（　?。?

A . 磁通量變化一定有感應(yīng)電流 B . 通電導(dǎo)線在磁場中一定受到安培力的作用 C . 帶電粒子在磁場中運動時一定受到洛侖茲力的作用 D . 帶電粒子在電場中一定受到靜電力的作用

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3. (2024高二下·普洱期末) 下列說法正確的是（　?。?

A . 英國物理學(xué)家湯姆孫提出磁場對運動電荷有作用力的觀點 B . 洛倫茲力的方向在特殊情況下可能與帶電粒子的速度方向不垂直 C . 公式 $\text{[math]}$ 說明帶電粒子在勻強磁場中的運動周期 $\text{[math]}$ 與 $\text{[math]}$ 成反比 D . 帶電粒子在磁場中因受洛倫茲力的作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)，洛倫茲力對粒子不做功

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4. (2024高考·湖北模擬) 一帶電粒子以大小為v₀的速度垂直進入勻強磁場中，沿半圓acb運動，如圖所示，帶電粒子經(jīng)過c點時（）

A . 不受洛倫茲力的作用 B . 受到指向圓心方向的洛倫茲力 C . 速度小于v₀ D . 速度大于v₀

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5. (2017高二上·牡丹江期末)
帶電油滴以水平速度v₀垂直進入磁場，并恰好做勻速直線運動，如圖所示，若油滴的質(zhì)量為m，磁感應(yīng)強度大小為B，則下列說法正確的是（）

A . 油滴必帶正電荷，電荷量為 $\text{[math]}$ B . 油滴必帶負電荷，比荷 $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ C . 油滴必帶正電荷，電荷量為 $\text{[math]}$ D . 油滴帶什么電荷都可以，只要滿足q= $\text{[math]}$

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6. (2024高二下·來賓期末) 如圖所示，帶正電的小球豎直向下射入垂直紙面向里的勻強磁場，關(guān)于小球運動和受力說法正確的是（）

A . 小球剛進入磁場時受到的洛倫茲力水平向右 B . 小球運動過程中的速度不變 C . 小球運動過程的加速度保持不變 D . 小球受到的洛倫茲力對小球做正功

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7. (2024高二下·蕪湖期末) 某一具有速度選擇器的質(zhì)譜儀原理如圖所示，A為粒子加速器，加速電壓為 $\text{[math]}$ ；B為速度選擇器，磁場與電場正交（磁場方向未畫出），磁感應(yīng)強度為 $\text{[math]}$ ，兩板間距離為d；C為偏轉(zhuǎn)分離器，磁感應(yīng)強度為 $\text{[math]}$ ?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為 $\text{[math]}$ 的粒子（不計重力），經(jīng)加速后，該粒子恰能沿直線通過速度選擇器，粒子進入分離器后做勻速圓周運動，最后打到照相底片D上，下列說法正確的是（）

A . 速度選擇器中的磁場方向垂直紙面向外 B . 粒子經(jīng)加速器加速后的速度大小為 $\text{[math]}$ C . 速度選擇器兩板間電壓為 $\text{[math]}$ D . 粒子在 $\text{[math]}$ 磁場中做勻速圓周運動的半徑為 $\text{[math]}$

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8. (2024高二上·嘉興期末) 如圖所示，帶電粒子在以下四種器件中運動的說法正確的是（）

A . 甲圖中從左側(cè)射入的粒子，只有帶正電的粒子才有可能沿直線射出 B . 乙圖中等離子體進入上下極板之間后上極板A帶正電 C . 丙圖中通過勵磁線圈的電流越大，電子的運動徑跡半徑越小 D . 丁圖中只要回旋加速器的D形盒足夠大，加速粒子就能獲得任意速度

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9. (2024高二下·上海市期中) 霍爾元件可以用于制成（）

A . 溫度傳感器 B . 磁傳感器 C . 力傳感器 D . 聲傳感器

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10. (2022高二下·甘孜期末) 如圖所示，將磁傳感器探頭放在磁場中，可以很方便的測量磁場的強弱和方向。探頭可能是（）

A . 霍爾元件 B . 熱敏電阻 C . 感應(yīng)線圈 D . 電容器

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11. (2024高三下·重慶市模擬) 霍爾推進器不斷被改進，未來有望成為遠距離太空探測的首選推進裝置。有一種霍爾推進器如圖所示，很窄的圓環(huán)空間內(nèi)有沿半徑方向向外的輻射狀磁場Ⅰ，其磁感強度大小可近似認為處處相等；在垂直于圓環(huán)平面方向上加有勻強磁場Ⅱ和勻強電場（圖中都沒有畫出），磁場Ⅰ與磁場Ⅱ的磁感應(yīng)強度大小相等。電子恰好可以在圓環(huán)內(nèi)沿順時針方向做勻速圓周運動。下列說法正確的是（　?。?p>

A . 磁場Ⅱ垂直圓環(huán)平面向里 B . 電場方向垂直圓環(huán)平面向外 C . 電子受到的電場力提供向心力 D . 磁場對電子的洛倫茲力做正功

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12. (2024高二下·深圳期中) 下列說法正確的是（）

A . 點電荷在電場中所受電場力的方向一定與電場線方向相同 B . 運動的點電荷在磁場中所受洛倫茲力的方向可能與磁感線方向相同 C . 運動的點電荷在磁感應(yīng)強度不為零的磁場中受到的洛倫茲力一定不為零 D . 通電長直導(dǎo)線在磁感應(yīng)強度不為零的地方受到的安培力可能為零

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二、多項選擇題

13. (2023高二上·北京市月考) 在圖所示的四幅圖中，正確標明了帶正電的粒子所受洛倫茲力F方向的是（）

A . B . C . D .

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14. (2021高二上·農(nóng)安期末) 下列關(guān)于電場力和洛侖茲力的說法中，正確的是（）

A . 電荷在電場中一定受到電場力的作用 B . 電荷在磁場中一定受到洛侖茲力的作用 C . 同一電荷所受電場力大的地方，該處電場強度一定強 D . 同一電荷所受洛侖茲力大的地方，該處磁感應(yīng)強度一定強

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15. (2023高二上·大慶月考) 示波管是示波器的核心部件，它由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成，電子槍發(fā)射電子經(jīng)過加速后，通過偏轉(zhuǎn)電極打在熒光屏上形成亮斑，如圖所示．如果在熒光屏上P點出現(xiàn)亮斑，那么示波管中的（）

A . 極板x應(yīng)帶正電 B . 極板x'應(yīng)帶正電 C . 極板y應(yīng)帶正電 D . 極板y'應(yīng)帶正電

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16. (2024高二下·仁壽期末) 如圖所示為質(zhì)譜儀的工作原理圖，它由加速電場、速度選擇器（磁場方向垂直紙面）和偏轉(zhuǎn)磁場構(gòu)成。四種電荷量相等，電性相同、質(zhì)量不同的粒子a，b，c，d由O點處的粒子源豎直向下射入加速電場（粒子a，b，c的初速度相同），四種粒子經(jīng)過一段時間到達圖中不同的位置，粒子的重力以及粒子間的相互作用均不計。則下列說法正確的是（）

A . 粒子可能帶負電 B . 速度選擇器中磁場的方向垂直紙面向外 C . 粒子c在O點的初速度大于粒子d在O點的初速度 D . 粒子d的質(zhì)量大于粒子c的質(zhì)量

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17. (2020高二上·興慶期末) 某個電子以某一速度射入一電場或磁場，電子重力不計，下列說法正確的是（）

A . 若射入電場中，電子可能做勻速直線運動 B . 若射入電場中，電子可能做做勻速圓周運動 C . 若射入勻強磁場中，電子可能做勻速直線運動 D . 若射入勻強磁場中，電子可能做做勻速圓周運動

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三、非選擇題

18. (2024高二上·紹興期末) 2020年12月2日22時，經(jīng)過約19小時月面工作，嫦娥5號完成了月面自動采樣封裝，這其中要用到許多壓力傳感器。有些壓力傳感器是通過霍爾元件將壓力倍號轉(zhuǎn)化為電信號。如圖所示，一塊寬為a、長為c、厚為h的長方體半導(dǎo)體霍爾元件，元件內(nèi)的導(dǎo)電粒子是電荷量為-e的自由電子。通入方向如圖所示的電流時，電子的定向移動速度為v。若元件處于垂直于上表面、方向向下的勻強磁場中，磁場的磁感應(yīng)強度為B ，此時前表面的電勢（填“高于”、“低于”或“等于”）后表面的電勢。元件的前、后表面間電壓U=。

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19. (2024高二下·上海市月考) 根據(jù)霍爾效應(yīng)用半導(dǎo)體材料制成的元件叫霍爾元件，它可將許多非電、非磁的物理量轉(zhuǎn)變成電學(xué)量來進行檢測和控制，在自動化生產(chǎn)等技術(shù)領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。
1. （1）某型號霍爾元件的主要部分由一塊邊長為L、厚度為d的正方形半導(dǎo)體薄片構(gòu)成，電子的移動方向從SR邊進入薄片朝PQ邊運動。當突然垂直PQRS面施加一磁感強度為B方向如圖所示的勻強磁場時，電子將（　　）
  
  A . 在安培力作用下向PS側(cè)積聚 B . 在洛倫茲力作用下向PS側(cè)積聚 C . 在安培力作用下向QR側(cè)積聚 D . 在洛倫茲力作用下向QR側(cè)積聚
2. （2）已知在電子積聚一側(cè)的對側(cè)會同時積累等量的正電荷，穩(wěn)定后在薄片中形成場強為E的勻強電場，該電場中PS與QR邊之間的電勢差大小為（　?。?
  
  A . EL B . $\text{[math]}$ C . Ed D . $\text{[math]}$
3. （3）利用該元件構(gòu)成的磁傳感器可將變化轉(zhuǎn)化為PS與QR邊之間的電勢差變化，并加以測量。如圖所示，將這種磁傳感器固定在自行車的車架上，并在車輪輻條上固定強磁鐵，當車輪轉(zhuǎn)動時，磁鐵每次經(jīng)過傳感器都會在元件兩側(cè)產(chǎn)生一次電勢差變化，只要測出哪些物理量，即可測得自行車的平均速率大?。空垖懗鲂枰獪y量的物理量：、，自行車的平均速率測量公式為：。
4. （4）若車輪半徑為R的自行車在繞半徑為L的圓周勻速騎行，測得車速大小為v。某時刻車輪上P點恰與地面接觸且不打滑，不考慮轉(zhuǎn)彎時的車輪傾斜，則以地面為參照物，P點的加速度大小為。
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20. (2024高二上·密山期末) 如圖所示，各帶電粒子均以速度v射入勻強磁場，其中圖C中v的方向垂直紙面向里，圖D中v的方向垂直紙面向外，試分別指出各帶電粒子所受洛侖茲力的方向A圖，B圖，C圖，D圖．

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21. (2024高二上·沈陽期末) 一個電子射入勻強磁場，其初速度的大小為v＝3.0×10⁷m/s，速度方向與磁感應(yīng)強度的方向垂直，磁感應(yīng)強度的大小為B＝1.0×10^﹣3T。試說明：
1. （1）作用在電子上的洛倫茲力的功率為零；
2. （2）電子在磁場中做勻速圓周運動并求出其軌道半徑（電子電量q＝e＝1.60×10^﹣19C，電子質(zhì)量m＝9.1×10^﹣31kg）。
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22. (2024高二下·重慶市月考) 如圖所示，在一個直角三角形區(qū)域 $\text{[math]}$ 內(nèi)存在方向垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強度為B勻強磁場， $\text{[math]}$ 為磁場邊界， $\text{[math]}$ 邊長為 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。一質(zhì)量為m、電荷量為 $\text{[math]}$ 的粒子從 $\text{[math]}$ 邊上的D點垂直于磁場邊界 $\text{[math]}$ 射入勻強磁場，恰不從 $\text{[math]}$ 邊射出磁場區(qū)域。已知 $\text{[math]}$ 距離為a（不計粒子重力， $\text{[math]}$ ）。求粒子的速率。

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23. (2024高二下·棗莊月考) 如圖所示，豎直平面xOy內(nèi)存在水平向右的勻強電場，場強大小E=10N/C，還存在垂直于坐標平面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小B=0.5T。一帶電荷量q=+0.2C、質(zhì)量m=0.4kg的小球由長l=0.4m的細線懸掛于P點，小球可視為質(zhì)點?，F(xiàn)將小球拉至水平位置A無初速度釋放，取 $\text{[math]}$ 。求：
1. （1）小球運動到O點時的速度大??；
2. （2）小球運動到O點時細線拉力的大小。
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24. (2022·江蘇模擬) 質(zhì)譜儀是一種檢測和分離同位素的儀器。a、b是同位素原子核，它們的電荷量均為q，a的質(zhì)量為m。如圖所示，它們從靜止開始經(jīng)電壓為U的電場加速，然后沿著與磁場垂直的方向進入勻強磁場，最后打在照相底片上。從照相底片上獲知a、b在磁場中的軌跡直徑分別為x、 $\text{[math]}$ 。不計a、b的重力及其相互作用。求：
1. （1） a進入磁場時的速度大小v；
2. （2）磁場的磁感應(yīng)強度大小B；
3. （3） b的質(zhì)量。
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25. (2022高三下·平谷月考) 質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子，以速度v源源不斷地從小孔S₁射入如圖所示的速度選擇器，速度選擇器中存在互相垂直的勻強電場和勻強磁場，已知勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B₁。粒子在速度選擇器中沿直線運動，從小孔S₂射出后，從O點射入以直線MN為邊界的勻強偏轉(zhuǎn)磁場，最終從P點射出磁場，已知該偏轉(zhuǎn)磁場的磁感應(yīng)強度為B₂。整個裝置放置在真空中，不計粒子的重力及粒子間的相互作用。
1. （1）求速度選擇器中的勻強電場場強E的大小；
2. （2）求OP間的距離d和粒子在偏轉(zhuǎn)磁場中運動的時間t；
3. （3）粒子離開磁場時被收集。已知時間t內(nèi)收集到粒子的質(zhì)量為M，求這段時間內(nèi)粒子束離開磁場時的等效電流I。
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