高考物理 磁场对电流的作用讲义.docx

高考物理 磁场对电流的作用讲义.docx

《高考物理 磁场对电流的作用讲义.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理 磁场对电流的作用讲义.docx（52页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

高考物理磁场对电流的作用讲义

2019-2020年高考物理磁场对电流的作用讲义

温故自查

1．磁场

（1）产生：

磁场是一种特殊的物质，产生于和周围．

（2）特点：

磁场对放入磁场中的磁极和电流的作用．

（3）方向：

规定磁场中任意一点的小磁针静止时N极的指向（小磁针N极受力方向）为该点的磁场的方向．

磁极

电流

有力

2．磁感线

（1）特点：

①不是真实存在的，是人们为了形象描述磁场而假想的；②是闭合曲线，磁体的外部是从N极到S极；内部是从S极到N极；③磁感线的密疏表示磁场的强弱，磁感线上某点的表示该点的磁场方向．

（2）两种常见的磁感线

条形磁铁和蹄形磁铁的磁场：

在磁体的外部，磁感线从N极射出进入S极，在内部也有相应条数的磁感线（图中未画出）与外部磁感线衔接并组成

切线方向

闭合曲线．

（3）安培定则

①右手直导线定则：

用右手握住通电直导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致，那么弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向．

②右手螺线管定则：

用右手握住环形导线，让弯曲的四指所指的方向跟电流的环绕方向一致，那么伸直的大拇指所指的方向就是环形导线的中心轴线上磁感线的方向．

（4）用安培定则判断典型常见的电流磁场的磁感线分布．

①直线电流的磁场：

如图所示，直线电流的磁感线是在垂直于导线平面上的以导线上某点为圆心的同心圆，其分布呈现“中心密边缘疏”的特征．

②环形电流的磁场：

如图所示，环形电流的磁感线是一组穿过环所在平面的曲线，在环形导线所在平面处，各条磁感线都与环形导线所在的平面垂直．

③通电螺线管的磁场：

如图所示，通电螺线管的磁感线与条形磁铁相似，一端相当于磁北极N，另一端相当于磁南极S.

④匀强磁场：

如图甲所示，磁场的某些区域内，若磁感线为同向的等间距的平行密线，则这个区域的磁场叫匀强磁场．

⑤地球的磁场：

地球的磁场与条形磁铁的磁场相似，其主要特点有三个：

A．地磁场的N极在地球的南极附近，S极在地球的北极附近，磁感线分布如图乙所示．

B．地磁场B的水平分量（Bx）总是从地球南极指向地球北极，而竖直分量By在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下；

C．在赤道平面上，距离地球表面高度相等的各点，磁感应强度相等，且方向水平向北．

3．磁现象的电本质

（1）安培分子电流假说：

物质微粒内部存在着环形分子电流．对各种磁现象解释：

分子电流取向杂乱无章时无磁性，分子电流取向大致时有磁性．

（2）磁现象的电本质：

磁铁和电流的磁场都是由

而产生的．

相同

运动

电荷

考点精析

磁感线与电场线的联系与区别：

电场线是用于形象描述静电场的分布，磁感线是用于形象描述磁场的分布．

静电场的电场线是不闭合的；磁场的磁感线是闭合的

静电场电场线上某点切向（沿电场线方向）；磁场磁感线上某点切向既表示该点磁场方向，又表示小磁针N极在该点所受磁场力的方向，但不表示该点放置通电导线或运动电荷所受力的方向．

注意：

1.在应用安培（右手螺旋）定则判定直线电流和通电螺线管（环形电流可视为单匝螺线管）的磁场方向时，应注意分清“因”和“果”：

在判定直线电流的磁场方向时，大拇指指向“原因——电流方向”，四指指向“结果——磁场绕向”，大拇指指向“结果——螺线管内部沿中心轴线的磁感线方向，即指向螺线管的N极”．

2．通电螺线管内部的磁场是匀强磁场，且由S极指向N极.

温故自查

1．磁感应强度

（1）物理意义：

表示磁场强弱的物理量．

（2）定义：

在磁场中垂直磁场方向的通电导线，受到的安培力跟电流和导线长度的乘积的比值．

（3）表达式：

（4）矢量性：

方向为该点的磁场方向，即通过该点的磁感线的切线方向．

（5）单位：

特斯拉（T）

2．匀强磁场

（1）定义：

磁感应强度的大小、方向

的磁场称为匀强磁场

（2）特点

①匀强磁场中的磁感线是疏密程度相同的方向相同的平行直线；

②距离很近的两个异名磁极之间的磁场和通电螺线管内部的磁场（边缘部分除外）都可以认为是匀强磁场．

处处相等

处

处相同

1．定义：

磁感应强度是表示磁场强弱的物理量，在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，受到的磁场力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值，叫做通电导线所在处的磁感应强度，用B表示，即B＝F/IL.

磁感应强度的单位由F、I和L的单位决定，在国际单位中，B的单位是特斯拉，简称特，国际符号是T.1T＝1N/（A·m）．

2．磁感应强度是矢量，磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向，即通过该点的磁感线的切线方向．

考点精析

3．磁场的矢量性：

磁感应强度是矢量，常将它按矢量的运算法则进行分解，而以其分量来代替它的作用，这在求磁通量、磁场对电流的作用力等多处用到，当空间中某点处有多个磁场相叠加时的合磁场也是按矢量合成的方法来求得的温故自查

1．安培力的方向

（1）安培力：

通电导线在磁场中受的力．实验表明安培力的方向与、都有关系．

（2）左手定则：

伸开左手，让拇指与其余四指，并且都与手掌在同一个平面内．让磁感线从掌心进入，并使四指指向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向．

（3）两平行的通电直导线，同向电流互相，异向电流互相．

磁场方向

电流方向

电流的方向

吸引

排斥

2．安培力的大小

（1）垂直于匀强磁场放置，长为L的直导线，通过的电流为I时，它所受的安培力.

（2）当磁感应强度B的方向与导线方向成θ角时，F＝.这是一般情况下安培力的表达式，以下是两种特殊情况：

①当磁场与电流时，安培力最大，Fmax＝BIL.

②当磁场与电流时，即磁场方向与电流方向相同或相反时，安培力为零．

F＝BIL

BILsinθ

垂直

平行

考点精析

1．安培力的方向特点

（1）与电场力比较

磁场和电场有很多相似之处，但是，安培力比库仑力复杂得多．点电荷在电场中受力方向和电场方向不是相同就是相反；而电流在磁场中受力的方向与磁场的方向不在同一条直线上，而且不在同一个平面内，安培力的方向与磁场方向和电流方向决定的平面垂直．

（2）方向确定

①通电导线I放在磁场B之中，是安培力F产生的原因．所以F的方向由I、B决定．

②安培力F的方向总与磁场B方向和通电导线电流I的方向所决定的平面垂直，但磁场的方向与电流的方向不一定垂直，可以成任意夹角．

③由磁场B的方向和电流I的方向确定安培力F的方向是唯一的，但由F和B（或I）方向确定I（或B）的方向不唯一．

2．安培力的大小和做功情况

（1）应用公式F＝BIL时需要注意：

①B与L垂直；

②L是有效长度，如图曲线ACB中如果通电电流为I，则其受水平向右的安培力F＝BIL；

③B并非一定是匀强磁场，但一定是导线所在处的磁感应强度．

（2）安培力做功的实质：

能量的传递

①安培力做正功：

是将电源的能量传递给通电导线或转化为导线的动能或转化为其他形式的能；

②安培力做负功：

是将其他形式的能转化为电能，或储存或再转化为其他形式的能．

温故自查

1．磁电式仪表的主要构成

磁电式电流表（构造示意图如图所示），主要由五部分组成：

（1）蹄形磁铁．

（2）圆柱形铁芯，在蹄形磁铁的两极间．

（3）铝框，套在铁芯外，可绕轴转动．

（4）线圈，绕在铝框上．

（5）两个螺旋弹簧及一个指针，装在铝框的转轴上，被测电流经过两个弹簧接入线圈，指针用于指示电流值．

固定

2．磁电式电流表的工作原理：

如图所示．

由于这种磁场的方向总沿着径向均匀辐射地分布，在距轴线等距离处的磁感应强度的大小，这样不管线圈转到什么位置，线圈平面总跟它所在位置的磁感线平行，安培力的方向总与线圈平面垂直，I与指针偏角θ成正比，I越大指针偏转角度越大，因而电流表可以量出电流I的大小，且刻度是均匀的．当线圈中的电流方向改变时，安培力的方向随着改变，指针偏转方向也随着改变．即可知道被测电流的方向．

总是相等的

考点精析

磁场对通电线圈的作用

如图甲所示，通电的矩形线圈abcd处在匀强磁场中，线圈平面与磁感线成θ角．线圈的受力特点：

（1）线圈所受磁场力的合力总为零．线圈的ad边与bc边所受安培力Fad和Fbc等值反向共线是平衡力，ab边和cd边受的安培力Fab和Fcd也是等值反向的．

（2）线圈受磁场力的力矩作用．由于ab边和cd边所受安培力不在一条直线上，形成磁力矩M，线圈会发生转动，如图乙所示．

长方形线圈长L1、宽L2，线圈匝数为n，处于磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈平面跟磁场方向间的夹角为θ，当线圈通有电流I，线圈所受的磁力矩为M＝nBIL1L2cosθ＝nBIScosθ.

说明：

（1）磁力矩的大小与线圈形状无关，与线圈面积有关；

（2）当线圈的转轴与磁感线垂直时，磁力矩与转轴位置无关；（3）当θ＝0时，即线圈与磁感线方向平行时磁力矩最大，Mm＝nBIS；当θ＝90°时，线圈与磁感线方向垂直，磁力矩最小为零．

命题规律　磁感应强度是矢量，它的叠加遵循平行四边形定则．则．

[考例1]　在同一平面内有四根彼此绝缘的通电直导线，如图所示，四根导线中电流i4＝i3>i2>i1，要使O点磁场增强，则应切断哪一根导线中的电流（　　）

A．i1　　　　　　　　　B．i2

C．i3D．i4

[解析]　根据安培定则，i1、i2、i3、i4在O点的磁场方向分别为垂直于纸面向里、向里、向里、向外，且i3＝i4，知切断i4可使O点的磁场增强．

[答案]　D

[总结评述]　本题考查了直线电流的磁场分布及磁场叠加的定性判断，要求同学们熟悉常见的磁场的空间分布及磁场方向的判定．

两根通电的长直导线平行放置，电流分别为I1和I2，电流的方向如图所示，在与导线垂直的平面上有a、b、c、d四点，其中a、b在导线横截面连接的延长线上，c、d在导线横截面连线的垂直平分线上．则导体中的电流在这四点产生的磁场的磁感应强度可能为零的是（　　）

A．a点B．b点

C．c点D．d点

[解析]　I1和I2的磁场方向分别为逆时针和顺时针方向，那么c、d两点的磁场方向不可能相反，由c、d两点的磁感应强度不可能为零，故C、D错误．当I1大于I2时，b点的磁感应强度可能为零；当I1小于I2时，a点的磁感应强度可能为零，选项A、B正确．

[答案]　AB

命题规律　根据通电导体或磁体所受的安培力，判断物体的运动方向．

[考例2]　如图所示，不在同一平面内的两互相垂直的导线，其中MN固定，PQ可以自由运动，当两导线中通入图示方向电流I1、I2时，导线PQ将（　　）

A．顺时针方向转动，同时靠近导线MN

B．顺时针方向转动，同时远离导线MN

C．逆时针方向转动，同时靠近导线MN

D．逆时针方向转动，同时远离导线MN

[解析]　先由右手螺旋定则确定磁场，再由左手定则判定电流在磁场中受到安培力的方向，进而确定导线运动情况．

为判断导线PQ的运动情况，需要确定它的受力情况，应先确定导线MN中的电流I1产生的磁场方向，画出俯视图（b），由安培定则画出PQ所在处的磁场方向，由左手定则可判断出导线PQ中的电流I2所受磁场力的方向是：

PQ导线的右半段受到垂直于纸面向外的力，左半段受到垂直纸面向里的力，导线PQ旋转到如图（c）所示位置时导线受到指向MN方向的力，其实只要PQ由（b）位置转过一小段后即可出现指向MN方向之分力，所以PQ是边逆时针转动，边向MN靠近，故答案为C.

[答案]　C

[总结评述]　

（1）判断两电流之间作用力：

先将其中一电流置于另一电流磁场中，注意对称性分析，根据电流所在处位置的磁感应强度B的方向，用左手定则确定受到的磁场力方向，由此确定导线的运动．

（2）也可以根据同向平行电流相吸，异向平行电流相斥来判定导线受力及运动．

（3）如判定环形电流受力，也可将环形电流等效为磁体，根据同名磁极相斥，异名磁极相吸来分析判定环形电流受力情况．

质量为m的金属导体棒置于倾角为θ的导轨上，棒与导轨间的动摩擦因数为μ，当导体棒通过垂直纸面向里的电流时，恰能在导轨上静止．下列四个选项中，标出了四种可能的匀强磁场方向，其中导体棒与导轨间的摩擦力可能为零的是（　　）

[解析]　由左手定则，可分别判断出导体棒所受安培力的方向如图所示；由安培力方向可知，重力沿斜面方向的分力可能与安培力沿斜面方向分力相平衡的是ACD.当重力沿斜面方向的分力与安培力沿斜面方向的分力大小相等、方向相反时，摩擦力大小为零．

[答案]　ACD

命题规律　根据物体的受力分析和平衡条件，判断物体所受安培力的大小．

[考例3]　在倾角为α的光滑斜面上，置一通有电流I，长为l，质量为m的导体棒，如图所示，试求

（1）欲使棒静止在斜面上，外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值和方向；

（2）欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力，外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向；

（3）分析棒有可能静止在斜面上且要求B垂直l，应加外磁场的方向的范围．

[解析]　取通电导体棒为研究对象，所受力为重力mg、弹力FN、安培力F，属于三个共点力的平衡问题，要使棒静止在斜面上，当安培力等于重力沿斜面向下的分力mgsinα且B垂直l时，B值最小．要使棒对斜面无压力，则棒不受斜面的支持力，此时应有安培力与重力相平衡，导体棒只受两个力作用．

（1）因IlB＝mgsinα，所以由左手定则知，B的方向垂直斜面向上．

（2）mg＝IlB，B＝，由左手定则知，B的方向应水平向左．

（3）此问题研究的只是问题的可能性，并没有具体研究满足平衡的定量关系，为讨论问题方便建立如图所示的直角坐标系．欲使棒有可能平衡，安培力F的方向应包括F1的方向，但不能包括F2的方向，根据左手定则，B与＋x的夹角θ满足α<θ<π.

[总结评述]　一般斜面问题选取的坐标系为沿斜面方向和垂直于斜面方向，该题选择竖直方向和水平方向反而更为简单，因为需要分解的力的个数减少．

如图所示，M、N为两条水平放置的平行金属导轨，电阻不计，导轨间距d＝0.2m.轨道上放置一质量m＝50g的均匀金属棒ab，其长L＝0.3m，总电阻R＝0.75Ω，棒与两导轨相垂直．已知电源电动势E＝6V，内电阻r＝0.5Ω，电阻R0＝2Ω；整个装置放在匀强磁场中，磁感线与ab棒垂直，这时ab棒对轨道的压力恰好为零，且棒仍处于静止状态，求匀强磁场的磁感应强度．（g取10m/s2，不计导线电阻）

[解析]　金属棒ab受力分析如图所示

由平衡条件知：

mg＝BId.

解得B＝1.25T.

[答案]　1.25T

2019-2020年高考物理磁场对电荷的作用讲义

温故自查

1．洛伦兹力的定义：

在磁场中所受的力．

2．洛伦兹力的大小

运动电荷

3．洛伦兹力的方向

左手定则：

伸开左手，使大拇指跟其余四指垂直，且处于同一平面内，把手放入磁场中，让垂直穿入掌心，四指指向运动的方向（或运动的反方向），那么，拇指所指的方向就是运动电荷所受的方向．

4．洛伦兹力对运动电荷不做功，因为洛伦兹力方向始终与方向垂直．

磁感线

洛伦

正电荷

兹力

电荷运动

负电荷

考点1．由安培力公式推导洛伦兹力公式F＝qvB

如图所示，直导线长L，电流为I，导体中运动电荷数为N，截面积为S，电荷的电量为q，运动速度为v，则

安培力F安＝ILB＝NF.

所以洛伦兹力F＝

因为I＝nqSv（n为单位体积内的电荷数）

2．洛伦兹力与安培力相比较

安培力是洛伦兹力的宏观表现，但各自的表现形式不同，洛伦兹力对运动电荷永远不做功，而安培力对通电导线可做正功，可做负功，也可不做功．

3．洛伦兹力与电场力相比较

洛伦兹力

电场力

性质

磁场对在其中运动的电荷有作用力（v≠B）

电场对放入其中的电荷有作用力

产生

条件

磁场中静止电荷、沿磁场方向运动的电荷不受洛伦兹力

电场中的电荷无论静止，还是运动都要受到电场力

方向

（1）方向由电荷正负、磁场方向以及电荷运动方向决定，方向之间关系遵循左手定则

（2）洛伦兹力方向一定垂直于磁场方向以及电荷运动方向（电荷运动方向与磁场方向不一定垂直）

（1）方向由电荷正负、电场方向决定

（2）正电荷受力方向与电场方向一致，负电荷受力方向与电场方向相反

大小

F＝qvB（v⊥B）

F＝qE

做功

情况

一定不做功

可能做正功，可能做负功，也可能不做功

温故自查

1．若v∥B，带电粒子所受的洛伦兹力F＝0，因此带电粒子以速度v做运动．

2．若v⊥B，带电粒子在垂直于磁感线的平面内以入射速度v做运动．

匀速直线

匀速圆周

考点精析

1．运动分析：

如图所示，若带电粒子沿垂直磁场方向射入磁场，即θ＝90°时，带电粒子所受洛伦兹力F洛＝Bvq，方向总与速度v方向垂直．洛伦兹力提供向心力，使带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动．

2．其特征方程和基本公式：

F洛＝F向

T、f的两个特点：

（1）T、f的大小与轨道半径R和运行速率v无关，只与磁场的磁感应强度B和粒子的荷质比有关系．

（2）荷质比相同的带电粒子，在同样的匀强磁场中，T、f相同.

温故自查

1．刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界

2．当速度v一定时，弧长（或弦长）越长，圆心角越大，则带电粒子在有界磁场中运动的时间．

3．当速度v变化时，圆心角大的，运动时间

4．如从同一边界射入的粒子，从同一边界射出时，速度与边界的夹角；在圆形磁场区域内，沿径向射入的粒子，必沿径向射出．

相切．

越长

长．

相等

考点精

1．解决此类问题的关键是：

找准临界点．

2．找临界点的方法是：

以题目中的“恰好”“最大”“最高”“至少”等词语为突破口，借用半径R和速度v（或磁场B）之间的约束关系进行动态运动轨迹分析，确定轨迹圆和边界的关系，找出临界点，然后利用数学方法求解极值，常用结论如下：

（1）刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界相切．

（2）当速度v一定时，弧长（或弦长）越长，圆心角越大，则带电粒子在有界磁场中运动的时间越长．

（3）当速度v变化时，圆心角大的，运动时间越长.

温故自查

带电粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，由于多种因素的影响，使问题形成多解，多解形成原因一般包含下述几个方面：

（1）带电粒子电性不确定形成多解：

受洛伦兹力作用的带电粒子，可能带正电荷，也可能带负电荷，在相同的初速度下，正负粒子在磁场中运动轨迹，导致形成双解．

不同

（2）磁场方向不确定形成多解：

有些题目只告诉了磁感应强度大小，而未具体指出磁感应强度方向，此时必须要考虑磁感应强度方向而形成的双解．

（3）临界状态不唯一形成多解：

带电粒子在洛伦兹力作用下飞越有界磁场时，由于粒子运动轨迹是，因此，它可能穿过去了，可能转过180°从入射界面这边反向飞出，如图所示，于是形成多解．

不确定

圆弧状

（4）运动的重复性形成多解：

带电粒子在部分是电场、部分是磁场空间运动时，往往运动具有，因而形成多解．

考点精析

1．分析题目特点，确定题目多解性形成的原因．

2．作出粒子运动轨迹示意图（全面考虑多种可能性）．

3．如果是周期性重复的多解问题，应列出通项式．如果是出现几种解的可能性，注意每种解出现的条件．

往复性

命题规律　带电粒子在磁场中运动，根据洛伦兹力提供向心力F洛＝Bvq＝和左手定则判断带电粒子所受力的大小和方向，确定其运动轨迹或粒子带电性质．

[考例1]　如图所示，带电粒子在真空环境中的匀强磁场是按图示径迹运动，径迹为互相衔接的两段半径不等的半圆弧，中间是一块薄金属片，粒子穿过有动能损失，试判断粒子带何种电荷，在上、下两段半圆径迹中哪段所需时间较长？

（粒子重力不计）

[解析]　首先根据洛伦兹力方向（指向圆心），磁场方向以及动能损耗情况，判定粒子带正电，沿abcde方向运动．

再求通过上、下两段圆弧所需时间，带电粒子磁场中做匀速圆周运动．

F洛＝f向

回旋周期仅由磁感应强度B及粒子的荷质比决定，与粒子速度v，回旋半径R无关．因此粒子通过上、下两半圆弧所需时间相等，动能的损耗导致粒子的速度的减小，结果使得回旋半径比例减小，周期并不改变[答案]　相等

[总结评述]　正确理解带电粒子在磁场中运动的向心力来源，半径公式及周期公式的含义及公式变化．

如图，在阴极射线管正下方平行放置一根通有足够强直流电流的长直导线，且导线中电流方向水平向右，则阴极射线将会（　　）

A．向上偏转　　　　　　B．向下偏转

C．向纸内偏转D．向纸外偏转

[解析]　在阴极射线管所处位置处，直导线产生的磁场方向垂直纸面向外，由左手定则可以判断阴极射线中的电子受力方向向上，故选A.

[答案]　A

命题规律　确定带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的圆心、半径、运动时间的方法：

（1）圆周轨迹上任意两点的洛伦兹力的方向线的交点就是圆心；

（2）圆心确定下来后，经常根据平面几何知识去求解半径；

（3）先求出运动轨迹所对应的圆心角θ，然后根据

（T为运动周期），就可求得运动时间．

[考例2]　在真空中，半径r＝3×10－2m的圆形区域内有匀强磁场，方向如图所示，磁感强度B＝0.2T，一个带正电的粒子，以初速度v0＝106m/s从磁场边界上直径ab的一端a射入磁场，已知该粒子的比荷＝108C/kg，不计粒子重力．

求：

（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径是多少？

（2）若要使粒子飞离磁场时有最大偏转角，求入射时v0方向与ab的夹角θ及粒子的最大偏转角β.

[解析]　

（1）粒子射入磁场后，由于不计重力，所以洛伦兹力充当圆周运动需要的向心力，根据牛顿第二定律有：

2）粒子在圆形磁场区域轨迹为一段半径R＝5cm的圆弧，要使偏转角最大，就要求这段圆弧对应的弦最长，即为场区的直径，粒子运动轨迹的圆心O′在ab弦中垂线上，如图所示：

由几何关系可知：

sinθ＝＝0.6，

∴θ＝37°

而最大偏转角β＝2θ＝74°.

[答案]　

（1）5×10－2m　

（2）37°　74°

[总结评述]　挖掘隐含的几何条件是解决本题的关键．带电粒子在匀强磁场的圆周运动问题，关键之处要正确找出粒子轨道的圆心和半径，画出轨迹圆弧，由几何知识明确弦切角、圆心角和偏转角之间的关系，从而就可进一步求出粒子在磁场中运动的时间、运动半径等问题．

如图所示，在x轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，一个不计重力的带电粒子从坐标原点O处以速度v进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成120°角，若粒子穿过y轴正半轴后在磁场中到x轴的最大距离为a，则该粒子的比荷和所带电荷的正负是（　　）

[解析]　从“粒子穿过y轴正半轴后……”可知粒子向右侧偏转，洛伦兹力指向运动方向的右侧，由左手定则可判定粒子带负电，作出粒子运动轨迹示意图如图．根据几何关系有r＋rsin30°＝a，再结合半径表达式

故C正确．

[答案]　C

命题规律　分析带电粒子在磁场中做圆周运动的问题，重点是“确定圆心、确定半径，确定周期或时间”，尤其是圆周运动半径的确定，从物理规律上应满足

从运动轨迹上应根据几何关系求解．

考例3]　如图所示，在x<0与x>0的区域中，存在磁感应强度大小分别为B1与B2匀强磁场，磁场方向均垂直于纸面向里，且B1>B