洛伦兹力不做功的应用
1、洛伦兹力时刻与速度垂直，不对电荷做功。
2、洛伦兹力在某方向的分力可以做功，在定性分析某方向运动时，需要分析洛伦兹力在这个方向的分力造成的加速度变化。
3、小球在绳子牵引下在竖直面内摆动，加上匀强磁场后，先后经过最低点速度等大，但绳子拉力不等大。 一、单选题
1．如图所示，单摆摆球为带正电的玻璃球，摆长为L且不导电，悬挂于O点.已知摆球平衡位置C处于磁场边界内并十分接近磁场边界，此磁场的方向与单摆摆动平面垂直。在摆角小于5度的情况下，摆球沿着AB弧来回摆动，下列说法不正确的是（ ）
A．图中A点和B点处于同一水平面上 B．小球摆动过程中机械能守恒
C．单摆向左或向右摆过C点时摆线的张力一样大 D．在A点和B点，摆线的张力一样大
【来源】吉林省长春外国语学校2024-2024学年高二下学期期中考试物理试题 【答案】C 【解析】 【详解】
A、B、带电小球在磁场中运动过程中洛伦兹力不做功，整个过程中小球的机械能都守恒，所以A、B处于同一水平线上；故A，B均正确.
C、根据小球的机械能守恒可知，小球向左和向右经过C点时速率相等，则向心力相同，但由于洛伦兹力方向相反，所以单摆向左或向右运动经过C点时线的拉力大小不等；故C错误.
D、球在A、B点时速度均为零，向心力均为零，细线的拉力大小都等于重力沿细线方向的分力，所以拉力大小相等；故D正确. 本题选不正确的故选C.
2．如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一长为L的悬线，拉一质量为m、带有+q的电荷量的小球，将摆球与悬线拉至右侧与磁感线垂直的水平位置由静止释放，则摆球通过最低位置时绳上的拉力为：
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A．3mg+BqgL B．3mg+Bq2gL C．3mg-BqgL D．3mg-Bq2gL
【来源】黑龙江省牡丹江市第一高级中学2017-2024学年高二上学期期末考试物理试题 【答案】B
【解析】令小球摆到最低点时的速度为v，根据动能定理： mgL?12mv，小球带正电，在最低点受向下的洛伦2v2兹力f=qBv，由牛顿第二定律得： F?mg?f?m，联立以上解得： F?3mg?Bq2gL，故B正确，ACD
L错误。
3．如图所示，匀强磁场的方向竖直向下，磁场中有光滑的水平桌面，在桌面上平放着内壁光滑．底部有带电小球的试管。在水平拉力F作用下，试管向右匀速运动，带电小球能从试管口处飞出。关于带电小球及其在离开试管前的运动，下列说法中正确的是（ ）
A．小球带负电
B．小球运动的轨迹是一条直线 C．洛伦兹力对小球做正功
D．维持试管匀速运动的拉力F应逐渐增大
【来源】安徽省舒城一中2017-2024学年度高三1月份理科综合能力物理试题 【答案】D
【解析】A、小球能从管口处飞出，说明小球受到指向管口洛伦兹力，根据左手定则判断，小球带正电．故A错误； B、小球垂直于管子向右的分运动是匀速直线运动．小球沿管子方向受到洛伦兹力的分力F1?qv1B，q、v1、B均
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不变，F1不变，则小球沿管子做匀加速直线运动．与平抛运动类似，小球运动的轨迹是一条抛物线，故B错误； C、洛伦兹力总是与速度垂直，不做功，故C错误；
D、设小球沿管子的分速度大小为v2，则小球受到垂直管子向左的洛伦兹力的分力F2?qv2B，v2增大，则F2增大，而拉力F=F2，则F逐渐增大，故D正确； 故选D。
【点睛】小球能从管口处飞出，说明小球受到指向管口洛伦兹力，由左手定则，分析电性。将小球的运动分解为沿管子向里和垂直于管子向右两个方向。根据受力情况和初始条件分析两个方向的分运动情况，研究轨迹，确定F如何变化。
4．一根中空的绝缘圆管放在光滑的水平桌面上．圆管底端有一个带正电的光滑小球．小球的直径略小于圆管的内径．空间存在一个垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示．现用一拉力F拉圆管并维持圆管以某速度水平向右匀速运动，则在圆管水平向右运动的过程中( )
A．小球做类平抛运动，且洛伦兹力不做功 B．小球做类平抛运动，且洛伦兹力做正功 C．小球所受洛伦兹力一直沿圆管向管口方向 D．小球的运动很复杂，以上说法都不对
【来源】陕西省西安市长安区第一中学2017-2024学年高二上学期期末考试物理（理)试题 【答案】A 【解析】 【详解】
洛伦兹力总是与速度垂直，不做功；设管子运动速度为v，小球垂直于管子向右的分运动是匀速直线运动，小球沿管子方向受到洛伦兹力的分力F=qvB，q、v、B均不变，所以F不变，即小球沿管子做匀加速直线运动，与平抛运动类似，小球运动的轨迹是一条抛物线，故A正确，BCD错误。
二、多选题
5．我国第21次南极科考队在南极观看到了美丽的极光，极光是由来自太阳的高能量带电粒子流高速冲进高空稀薄大气层时，被地球磁场俘获，从而改变原有运动方向，向两极做螺旋运动，如图所示．这些高能粒子在运动过程中与大气分子或原子剧烈碰撞或摩擦从而激发大气分子或原子，使其发出有一定特征的各种颜色的光．地磁场的存在，使多数宇宙粒子不能达到地面而向人烟稀少的两极偏移，为地球生命的诞生和维持提供了天然的屏障，科学家发现并证实，向两极做螺旋运动的这些高能粒子的旋转半径是不断减小的，这主要与下列哪些因素有关
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人教版选修3第三章磁场专题：洛伦兹力不做功的应用
