用“圆心线的方法”解决带电粒子在匀强磁场中的运动问题
2021-05-30李建海
数理化解题研究·高中版 2021年12期


摘 要:带电粒子在有界匀强磁场中做匀速圆周运动是比较常见的考题.本文通过提出“圆心线”的概念,进行了根据半径相等、在圆心线上找圆心的尝试,以便寻找一种便捷的、可操作性强的、通用的解题方法.
关键词:带电粒子;圆心线;圆心;临界
中图分类号:G632文献标识码:A文章编号:1008-0333(2021)34-0090-02
收稿日期:2021-09-05
作者简介:李建海,男,河北省怀安人,本科,中学高级教师,从事高中物理教学研究.
带电粒子在有界匀强磁场中做匀速圆周运动的问题比较常见,是高考中的高频考点.该题型既能够考察学生物理建模的能力、还能够考察学生应用数学知识解决物理问题的能力.特别是与之结合的临界问题,难度往往较大.一些教参和文章中讨论的方法可操作性不强,本文就该类问题再做一些尝试.
一、试题的命制
关于带电粒子在匀强磁场中的运动的考题,可谓是常考常新,不管考题如何变化,大体可分为两类:一类是速度方向与某一特定边界夹角已知,即速度方向已知,但大小并不确定;一类是速度大小相等,方向分布在某一范围内.当然,从题目的命制来说,这只是两个大类,单纯给定这样的设定,其条件并不完备,常常需要再补充“粒子通过磁场中的某一点或与某一边界相垂直或相切”等条件,如图1,这样的组合就构成了形形色色的试题.
图1
二、现行方法评价
大多数教学参考书给出的解题方法如下:第一大类中,如果要求过某个点,相当于已知了弦,通过做……
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