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2026 届高考物理一轮复习专题练习卷《洛伦兹力的理解与综合计算》
(练习时间:50 分钟;满分:100 分)
一、单选题:本大题共4 小题,共16 分。
1.如图所示,带正电的小球竖直向下射入垂直纸面向里的匀强磁场,关于小球运动和受力说法正确的是(
)
A. 小球刚进入磁场时受到的洛伦兹力水平向右
B. 小球运动过程中的速度不变
C. 小球运动过程的加速度保持不变
D. 小球受到的洛伦兹力对小球做正功
2.下列四个图中,不计重力的带电粒子以水平向右的速度射入复合场,已知电场力的大小与洛伦兹力的大
小相等,哪一个图带电粒子能匀速直线通过复合场( )
A.
B.
C.
D.
3.下端封闭,上端开口,内壁光滑的细绝缘玻璃管竖直放置,管底放一个直径略小于玻璃管内径的带正电
小球。空间存在着水平方向垂直纸面向里的匀强磁场,以带电小球所在初始位置为原点,建立坐标系如图
所示。使玻璃管保持竖直沿
轴正方向匀速运动,小球离开管之前的运动轨迹正确的是( )
A.
B.
C.
D.
4.如图所示,足够长且倾角为的绝缘光滑固定斜面处于磁感应强度为
的匀强磁场中,磁场方向垂直纸
面向外,一带电量为
的小物块从斜面上由静止开始下滑,下滑位移为
时物块刚好离开斜面。不
计空气阻力。则在物块从释放到刚好离开斜面的全过程中( )
A. 洛伦兹力的冲量大小为
B. 重力的冲量大小为
C. 支持力的冲量大小为
D. 物块刚好离开斜面时的动量大小为
二、多选题:本大题共4 小题,共24 分。
5.目前,霍尔元件已广泛应用于无人机的各个部分,如图所示,一块宽为
、长为,高为
的霍尔元件,
元件内的导电粒子是电荷量为的自由电子,通入方向向右的恒定电流
时,元件处在垂直于上下表面方
向向下的匀强磁场
中,元件的前、后表面间出现稳定电压
。则( )
A. 霍尔元件前表面的电势比后表面的高
B. 霍尔元件前、后表面间的电压
与
无关
C. 霍尔元件前、后表面间的电压
与成正比
D. 自由电子受到的洛伦兹力大小为
6.电磁流量计可以测量导电液体的流量
单位时间内流过管道横截面的液体体积。如图所示,内壁光
滑的薄圆管由非磁性导电材料制成,空间有垂直管道轴线的匀强磁场,磁感应强度为
。液体充满管道并
以速度
沿轴线方向流动,圆管壁上的
、
两点连线为直径,且垂直于磁场方向,
、
两点的电
势差为
。下列说法正确的是( )
A.
点电势比
点低
B.
正比于流量
C. 在流量
一定时,管道半径越小,
越小
D. 若直径
与磁场方向不垂直,测得的流量
偏小
7.如图所示,空间存在垂直纸面的匀强磁场,磁感应强度大小为
,足够长木板
与光滑地面接触,带电
荷量为
的绝缘物块
与木板间的动摩擦因数为
,现用一水平恒力
拉动木板
,初始时
、
一起
运动且相对静止。已知木板
、物块
的质量分别为
、
,重力加速度为
,设最大静摩擦力等于滑
动摩擦力,则( )
A. 若磁场方向垂直纸面向里,物块
的最大速度为
B. 若磁场方向垂直纸面向里,物块
的速度为
时
、
恰好发生相对运动
C. 若磁场方向垂直纸面向外,木板
匀速运动的速度为
D. 若磁场方向垂直纸面向外,物块
将做加速度持续减小的加速运动
8.如图所示,一个质量为
、带电荷量为
的圆环,套在一根固定的足够长的水平粗糙绝缘直杆上,环
直径略大于杆直径。直杆处于磁感应强度为
的水平匀强磁场中,圆环以初速度
向右运动,经过很长时
间之后,已知重力加速度为
( )
A. 圆环向右做匀速直线运动
B. 圆环运动过程中受到洛伦兹力可能变大
C. 圆环最终可能会停下来
D. 圆环克服摩擦力做的功可能为
三、填空题:本大题共3 小题,共14 分。
9.如图所示为一束粒子沿
方向垂直射入垂直纸面向里的匀强磁场,在磁场中分为
、、三束,其中
、发生偏转,不发生偏转,不计粒子的重力,判断各粒子的电性:
带 电,带 电,
带 电填正电、负电或不带电
10.徐老师用实验来探究自行车测速码表用的霍尔元件中自由电荷的电性。如图所示,设
方向为
轴,
沿
方向
轴通入恒定电流
,垂直薄片方向
轴加向下的磁场
,测得沿 填“
”“
”
或“
” 轴方向会产生霍尔电压
,如果自由电荷为负电荷,则 填“
”或“
” 板电势高。
11.一根光滑绝缘的细杆
处于竖直面内,与水平面夹角为
,一个范围较大的水平方向的匀强磁场
与细杆相垂直,磁感应强度为
质量为
、带电量为的小环沿细杆下滑到图中的
处时,向左上方拉
杆的力大小为
则小环带 电;滑到
处时速率为 .
四、实验题:本大题共1 小题,共10 分。
12.某学习小组利用砷化镓霍尔元件载流子为电子测量磁感应强度
,实验原理如图所示,匀强磁场
垂直于元件的工作面,工作电源为霍尔元件提供霍尔电流
,霍尔电流通过、测脚时,元件中的载流
子受洛伦兹力而偏转,、测脚间将产生霍尔电压
。
、测脚中电势高的是 选填“ ”或“ ” 测脚。
某次实验中,利用螺旋测微器测量元件厚度
如图
,其读数为
,调节工作电压,改变
霍尔电流,测出霍尔电压,实验数据如表所示:
实验次
数
根据实验数据在如图所示的坐标纸上作出
与
的关系图像 。
设该元件单位体积中自由电子的个数为
,元件厚度为
,磁感应强度为
,电子电荷量为,则
与
的关系式为 。
为提高测量灵敏度,请提出制作霍尔元件的建议: 。
五、计算题:本大题共3 小题,共36 分。
13.如图所示,质量为
的小球,带有
的负电荷,套在一根与水平方向成
角的足够长的绝缘杆上,
小球与杆之间的动摩擦因数为
,杆所在空间有磁感应强度
的匀强磁场,小球由静止开始
下滑。
求:
小球下滑的最大加速度大小;
小球下滑的最大速度。
下降高度为
之前小球的速度已达到最大值。求小球下降
的过程中,因摩擦产生的热量
。
14.如图所示,竖直放置开口向下的
光滑绝缘圆形轨道
处于水平向右的匀强电场中,
为最高点、
为圆心,
与
的延长线的夹角为,经过
点的水平线下方的电场区域中还有垂直纸面向里的匀
强磁场,磁感应强度为
一个质量为
,电荷量为的微粒沿直线
运动,恰好在
点无碰撞地进入
圆形轨道,重力加速度为
求:
微粒的电性及电场强度
的大小;
要使微粒能够沿轨道到达
点,圆形轨道的半径需要满足的条件;
在第
问的条件下,微粒经过
点时,对轨道压力的最小值.
15.如图所示,一表面粗糙的倾角
的绝缘斜面,处于垂直纸面向里的匀强磁场中,磁场的磁感应强
度
。一质量
、带电荷量
的带正电物体可视为质点从斜面上的某点由静
止开始下滑,斜面足够长。
取
,
,
,求:
物体在斜面上运动的最大速率
;
若物体沿斜面下滑的最大距离为
,求物体在下滑过程中摩擦力做的功
;
若仅将斜面改为光滑,求物体沿斜面下滑的最大距离
。