例谈带电粒子在圆形有界磁场中的运动问题

带电粒子在只受洛伦兹力作用下,垂直进入匀强磁场,它将做匀速圆周运动.有界磁场是磁场中运动一类常见题目,而圆是中心对称图形,圆形磁场考查成了学生能否灵活和熟练应用知识解决问题的最重要的题型,但许多学生感到无从下手,容易将磁场圆和轨迹圆混淆.解决此类问题的基本思路有两种:(1)画轨迹→找圆心→求半径,同时要特别注意对称性,弄清这两个圆的几何关系.(2)在平时的教学中,注意引导学生得出一些常用的结论,节省考试时思考的时间.结论一粒子速度方向指向圆形磁场的     

带电粒子入射有界匀强磁场问题归类解析

有界匀强磁场是指只在局部空间存在着匀强磁场．带电粒子垂直磁场方向从磁场边界进入，由于磁场方向不同及磁场区域边界不同，造成它在磁场中运动的圆弧轨道各有不同．由于粒子射入的方向任意，形成的粒子运动圆轨迹是动态变化的，解决这类问题需要将动态圆轨迹进行平移来确定粒子运动范围．此类习题能较好地考查学生运用数学知识解决复杂的动态变化问题的能力，是高考命题热点．本文把此类高考题按不同有界匀强磁场进行分类拓展，以期帮助读者掌握解决此类运动问题的方法．[第一段]     

圆形磁场中的一个重要结论及应用

带电粒子垂直进入匀强磁场中,在洛伦兹力作用下,它将做匀速圆周运动。圆形有界磁场问题是考试的热点和难点,弄清磁场圆和轨迹圆的关系是解决此类问题的关键。而当带电粒子的轨道半径与磁场圆半径相等时,又有其特殊的结论,下面举例说明。     

应用“几何画板”分析带电粒子在圆形磁场中的运动

带电粒子在圆形磁场中的运动涉及许多几何知识,其中粒子的轨迹圆与磁场区域圆相互关系的分析一直是学生学习的难点,尤其是轨迹圆的动态变化问题更令学生头疼不已.本文阐述利用“几何画板”这一软件来分析带电粒子在圆形磁场中的运动问题,借助软件提供的几何作图、动态调节、追踪动画功能,逐步熟悉动态圆的建立过程,展现粒子轨迹的动态变化过程,帮助学生提升分析能力和空间想象能力.     

圆形区域磁场问题归类例析

带电粒子垂直进入匀强磁场,在洛伦兹力作用下,它将做匀速圆周运动,有界磁场是其中一类常见题目,而圆形磁场的问题又是一个难点,许多学生感到无从下手,容易将磁场圆和轨迹圆混淆.     

构画轨迹圆的“两线定圆心”

带电粒子垂直进入磁场时。在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，其轨迹是一圆。此类问题是高考的重点和热点内容，同时也是考生感到颇为棘手的难点之一。在高考中，很多考生就是因不能正确地画出轨迹圆．从而导致解题出现错误。为了解决这一难点．本文将以典型高考试题为例．运用相关几何知识．谈谈利用“两线定圆心”法构画轨迹圆的作图方法。     

用塑料圆巧解有界磁场中带电粒子类问题

带电粒子在有界磁场区域中运动时恰好飞出或飞不出磁场区域类问题，常用解题方法为：首先找准临界点，然后作出临界状态下的粒子轨迹，找出圆心，用几何知识计算粒子轨迹半径．解这类题的难点在于寻找临界状态．为了帮助学生克服思维障碍，我们自制了一只塑料圆来模拟此类情景中的动态过程，化抽象思维为形象思维，从而突破难点，解决问题．     

两类临界问题方法谈

带电粒子进入有界磁场后只运动一段圆弧就飞出磁场边界，其轨迹不是完整的圆，求解此类问题，要根据带电粒子运动的几何图形去寻找几何关系，然后应用数学工具和相应的物理规律去解决问题。这类临界问题通常有下面两大类。     

圆形有界磁场中“磁聚焦”规律的证明及应用

带电粒子在匀强磁场中的运动是高中物理中常见的问题,磁场的边界也有多种情况,其中圆形边界最为常见。而当磁场圆半径与轨迹圆半径相等时,存在两条特殊规律:从边界上某点射入的相同粒子,其出射方向都平行于入射点的切线方向;反之,当从磁场边界上不同点以相同速度平行入射的相同粒子,又会聚焦于磁场边界上的同一点。这好比经过凸透镜焦点的入射光线,经凸透镜折射后变成平行光线;而平行主光轴入射的光线经凸透镜折射后会聚于焦点一样,我们可以称之为磁聚焦,以此为背景的题目通常表现为设计磁场区域的问题。     

带电粒子在有界磁场中运动是临界问题解析

“带电粒子在磁场中的运动”是历年高考中的一个重要考点，而“带电粒子在有界磁场中的运动”则是此考点中的一个难点．其难点在于带电粒子进入设定的有界磁场后只运动一段圆弧就飞出磁场边界，其轨迹不是完整的圆，它要求考生根据带电粒子运动的几何图形去寻找几何关系，然后应用数学工具和相应物理规律分析解决问题．下面举例谈谈带电粒子在不同形状有界磁场中运动的一些临界问题．     

平行带电粒子束在圆形匀强磁场中的聚焦条件分析

在平行带电粒子束射入圆形匀强磁场的条件下,给出了粒子束在圆形磁场内外运动的轨迹曲线族方程,绘制了粒子束在磁场中运动的轨迹曲线族及其包络线;轨迹圆半径小于磁场圆半径时,粒子束在圆形磁场内轨迹曲线族的包络线为一个圆弧;轨迹圆半径大于磁场圆半径时,粒子束在圆形磁场外的轨迹曲线族的包络线为一条平滑的曲线;仅在轨迹圆半径等于磁场圆半径时,粒子束在圆形磁场内外的轨迹曲线族的包络线收缩为一个点,才呈现出磁聚焦的特征。     

圆形磁场中的一个重要结论及应用

带电粒子垂直进入匀强磁场中,在洛伦兹力作用下,它将做匀速圆周运动.圆形有界磁场问题是考试的热点和难点,弄清磁场圆和轨迹圆的关系是解决此类问题的关键.而当带电粒子的轨道半径与磁场圆半径相等时,又有其特殊的结论,下面举例说明.     

授之以鱼不如授之以渔——《磁场中的动态圆问题》的复习课设计

正一、教材分析带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动是高中物理问题中比较常见的情景,解决此类问题的关键是能够找出粒子的运动轨迹,然后据轨迹确定圆心,并依据几何关系得到半径.在寻找粒子运动轨迹时,我们发现:粒子进入磁场的入射点、入射角度、轨迹圆半径(轨迹圆半径由入射速度大小、粒子比荷、磁感应强度决定)以及磁场形状都会影响粒子的运动轨迹.分析粒子在磁场中运动轨迹所有可能的集合问题是这几年高考考题     

带电粒子在有界匀强磁场中的运动研究

带电粒子以一定速度垂直射入匀强磁场时,由于洛伦兹力提供向心力,带电粒子将做匀速圆周运动.对于有界磁场问题,因速度大小、方向或磁场边界的不同,粒子运动的轨迹圆区域也各不相同,此类问题能较好地考查考生的示图能力、运用数学知识解决物理问题的能力,它是高考中的重点和热点     

由一道物理选择试题引发的思考

一、知识准备：“动圆法”、带电粒子在磁场中运动的一般规律 磁场中有一粒子源,向纸面内各个方向发射速率相等的粒子（不计重力）,则所有粒子的运动有两个共同的特点：①所有圆的半径都一样长;②所有轨迹圆都通过同一点（粒子源S）。这类题的求解可以这样考虑：想象用细铁丝弯成一个圆,用手拿着它使它绕S点在纸面内转动来观察它的轨迹变化。     

带电粒子在有界磁场中运动的极值问题归类分析

当带电粒子垂直于磁场方向进人有界均匀磁场，在只受洛伦兹力作用时，粒子做匀速圆周运动，其运动轨迹受速度大小、方向，以及磁场形状、边界、强弱等条件的约束．当这些条件变化时，粒子的轨迹也随之变化，从而可能使粒子轨迹从一种形式向另一种形式的转式．这个转折点就是带电粒子在磁场中运动的临界点，找好这个临界点是解决极值问题的关键．现以这类问题归类分析．     

圆轨迹的确定

分析解决粒子在磁场中做匀速圆周运动的问题,关键是确定粒子的运动轨迹.下面,例说确定圆轨迹的几种方法.     

带电粒子在有界磁场中运动的临界问题

带电粒子进入有界磁场运动时产生临界问题的两个原因是速度大小不确定和速度方向不确定。文章结合例题,说明运用放大或缩小带电粒子在磁场中运动的圆周轨迹和动态旋转圆周轨迹的办法寻找临界轨迹,进而解决带电粒子在有界磁场中运动的临界问题。     

电、磁偏转归类例析

电荷以垂直电场线的方向进入匀强电场，只在电场力的作用下做类平抛运动，速度方向将发生改变，轨迹为抛物线，这种在电场中发生的偏转简称电偏转；若电荷以垂直磁场的方向进入匀强磁场，只在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，速度方向也会发生改变，轨迹为圆弧，这种在磁场中轨迹发生的偏转，简称磁偏转。它们二者的关系见下表。     

试析临界圆的确定

解决带电粒子垂直进入磁场做圆周运动问题的关键是要找到临界圆，如何才能，快速找到临界圆呢？本文结合例题作些分析说明．