2025年高考物理热点知识讲练与题型归纳（全国通用）专题20 磁场对运动电荷的作用（解析版）.pdf

专题20磁场对运动电荷的作

考点考情命题方向

考点带电粒子在2024年高考河北卷1.带电粒子在直线边界磁场中

有边界的磁场中运2024年高考广西卷的运动是高考考查频率较高的

动2023年高考湖北卷知识，直线边界包括矩形边

2023年6月江高考选考界、三角形边界、多边形边

2023年高考全国甲卷界、坐标轴边界平行直线边界

2022年高考辽宁物理等。

2.带电粒子在圆形边界磁场中

的运动考查主要为：环形边

界、圆形边界、扇形边界等，

临界问题的考查有增加的趋

势。

题型一对洛伦兹力的理解和应

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.

[模型演练1]（2024•陕西一模）我国最北的城市漠河地处高纬度地区，在晴朗的夏夜偶尔会出现美

丽的彩色“极光”。极光是宇宙中高速运动的带电粒子受地球磁场影响，与空气分子作用的发光

现象，若宇宙粒子带正电，因入射速度与地磁方向不垂直，故其轨迹偶成螺旋状如下图（相邻

两个旋转圆之间的距离称为螺距Δx）。下列说法正确的是（）

A．带电粒子进入大气层后与空气发生相互作用，在地磁场作用下的旋转半径会越来越大

B．若越靠近两极地磁场越强，则随着纬度的增加，以相同速度入射的宇宙粒子的半径越大

C．漠河地区看到的“极光”将以逆时针方向（从下往上看）向前旋进

D．当不计空气阻力时，若入射粒子的速率不变仅减小与地磁场的夹角，则旋转半径减小，而螺

距Δx增大

【解答】解：A．带电粒子进入大气层后，由于与空气相互作用，粒子的运动速度会变小，根据

洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：

2

qvB=m

解得：r=

由半径公式可知，在地磁场作用下的旋转半径会越来越小，故A错误；

B．若越靠近两极地磁场越强，则随着纬度的增加地磁场变强，其他条件不变，由偏转半径公式

r=

可知，宇宙粒子的半径变小，故B错误；

C．漠河地区的地磁场竖直分量是竖直向下的，水平分量向北，宇宙粒子入射后，由左手定则可

知，从下往上看将以顺时针的方向向前旋进，故C错误；

D．当不计空气阻力时，将带电粒子的运动沿磁场方向和垂直于磁场方向进行分解，沿磁场方向

将做匀速直线运动，垂直于磁场方向做匀速圆周运动，若带电粒子运动速率不变，与磁场的夹角

变小，则速度的垂直分量变小，故粒子在垂直于磁场方向的