第22讲　磁场对运动电荷的作用（学生版） 2025届高考物理一轮复习考点精讲精练（全国通用）.pdf

第22讲磁场对运动电荷的作用

1.会计算洛伦兹力的大小，并能判断其方向.

2.掌握带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动，并能解决确定圆心、半径、运动轨迹、周期、运动

时间等相关问题．

考点一对洛伦兹力的理解

1．洛伦兹力

磁场对运动电荷的作用力叫洛伦兹力．

2．洛伦兹力的方向

(1)判定方法

左手定则：掌心——磁感线垂直穿入掌心；

四指——指向正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向；

大拇指——指向洛伦兹力的方向．

(2)方向特点：F⊥B，F⊥v，即F垂直于B和v决定的平面(注意：洛伦兹力不做功)．

3．洛伦兹力的大小

(1)v∥B时，洛伦兹力F＝0.(θ＝0°或180°)

(2)v⊥B时，洛伦兹力F＝qvB.(θ＝90°)

(3)v＝0时，洛伦兹力F＝0.

[例题1]（2024•沈阳二模）图（a）中，在x轴上关于原点O对称的位置固定两个等量异种点电荷。

图（b）中，在x轴上关于原点O对称的位置固定两根垂直于纸面的平行长直导线，两根导线

中电流大小相等、方向相反。电子以一定的初速度从原点O垂直纸面向里运动，则关于两幅图

中电子在原点O处受力的说法正确的是（）

A．图（a）中，电子所受电场力方向沿x轴正向

B．图（a）中，电子所受电场力方向沿y轴正向

C．图（b）中，电子所受洛伦兹力方向沿y轴正向

D．图（b）中，电子所受洛伦兹力方向沿x轴正向

[例题2]（2024•平谷区模拟）图示照片是2023年12月1日晚网友在北京怀柔拍摄到的极光。当太

阳爆发的时候，就会发生日冕物质抛射，一次日冕物质抛射过程能将数以亿吨计的太阳物质以

数百千米每秒的高速抛离太阳表面。当日冕物质（带电粒子流）与地球相遇后，其中一部分会

随着地球磁场进入地球南北两极附近地区的高空，并与距离地面一百到四百千米高的大气层发

生撞击，撞击的过程伴随着能量交换，这些能量被大气原子与分子的核外电子吸收之后，又快

速得到释放，释放的结果就是产生极光。绿色与红色极光便是来自氧原子，紫色与蓝色极光则

往往来自氮原子。则下列说法中最合理的是（）

A．若带正电的粒子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，在地球磁场的作用下

将会向西偏转

B．地球南北两极附近的地磁场最强。但在两极附近，地磁场对垂直射向地球表面的带电粒子的

阻挡作用最弱

C．若氮原子发出紫色极光的光子能量为E，则与该氮原子核外电子发生撞击的带电粒子的能

0

量也为E0

D．若氧原子的核外电子吸收能量为E0的光子后，则该氧原子就会放出能量为E0的光子

[例题3]来自宇宙的高速带电粒子流在地磁场的作用下偏转进入地球两极，撞击空气分子产生美丽

的极光。高速带电粒子撞击空气分子后动能减小。假如我们在地球北极仰视，发现正上方的极

光如图甲所示，某粒子运动轨迹如乙图所示。下列说法正确的是（）

A．粒子从M沿逆时针方向射向N

B．高速粒子带正电

C．粒子受到的磁场力不断增大

D．若该粒子在赤道正上方垂直射向地面，会向东偏转

考点二带电粒子做圆周运动的分析思路

1．匀速圆周运动的规律

若v⊥B，带电粒子仅受洛伦兹力作用，在垂直于磁感线的平面内以入射速度v做匀速圆周运动．

2．圆心的确定

(1)已知入射点、出射点、入射方向和出射方向时，可通过入射点和出射点分别作垂直于入射方向和

出射方向的直线，两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心(如图甲所示，P为入射点，M为出射点)．

(2)已知入射方向、入射点和出射点的位置时，可以通过入射点作入射方向的垂线，连接入射点和出

射点，作其中垂线，这两条垂线的交点就是圆弧轨迹的圆心(如图乙所示，P为入射点，M为出射

点)．

3．半径的确定

可利用物理学公式或几何知识(勾股定理、三角函数等)求出半径大小．

4．运动时间的确定

粒子在磁场中运动一周的时间为T，当粒子运动的圆弧所对应的圆心角为θ时，其运动时间表示为t

θθR

＝T(或t＝)．

2πv

[例题4]（2024•顺义区二模）如图所示为洛伦兹力演示仪的示意图。电子枪发出的电子经电场加速

后形成电子束，玻璃