2025年高考物理一轮复习专题精讲精练—磁场对运动电荷的作用（解析版）.pdfVIP

2025年高考物理一轮复习专题精讲精练—磁场对运动电荷的作用（解析版）

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

【解答】解：AB、图（a）中，两个等量异种点电荷产生的电场在O点的电场强度方向均沿x轴

正方向，根据电场叠加原理，O点的电场强度方向沿x轴正方向，电子带负电，所受电场力与电

场强度方向相反，故电子在O点所受电场力方向沿x轴负方向，故AB错误；

CD、图（b）中，根据安培定则，两根导线中电流产生的磁场在O点的磁感应强度方向均沿y轴

负方向，根据磁场叠加原理，O点的磁感应强度方向沿y轴负方向。电子带负电，初速度从原点

O垂直纸面向里运动，根据左手定则，电子在O点所受洛伦兹力方向沿x轴正方向，故C错误，

D正确。

故选：D。

[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量

0

也为E0

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

00

【解答】解：A、带正电的粒子流的方向从上而下射向地球表面，地磁场方向在赤道的上空从南

指向北，根据左手定则，洛伦兹力的方向向东，所以质子向东偏转，故A错误；

B、地球南北两极附近的地磁场最强。但在两极附近，地磁场的方向沿南北方向的分量最小，所

以地磁场对垂直射向地球表面的带电粒子的阻挡作用最弱，故B正确；

C、若氮原子发出紫色极光的光子能量为E，根据玻尔理论，则与该氮原子核外电子吸收的能量

0

值一定大于等于E，与之发生撞击的带电粒子的能量一定是大于等于E，故C错误；

00

D、根据玻尔理论，氧原子的核外