有界磁场边界的确定

带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动是高考的重点和热点．其中由带电粒子的运动情况确定有界磁场边界的问题是教学中的难点．现举二例分析． ［例１］如图１所示，横截面半径为ｒ的绝缘圆柱形筒内区域充满匀强磁场，磁感强度为Ｂ，磁场方向垂直于筒的横截面．质量为ｍ、带电量为ｑ的带电粒子，由筒壁上ａ孔以速度ｖ沿半径方向射入筒内磁场．粒子与筒壁碰撞若干次后，恰好从ａ孔射出．求筒横截面半径ｒ应满足什么条件？（不计粒子重力，粒子与筒壁碰撞时无能量损失且带电量不变）． 分析与解：由几何知识容易证明：若粒子射人磁场时速度沿筒…     

动静结合分析带电粒子在磁场中的运动

带电粒子从固定的粒子源以恒定的速率v0沿不同的方向垂直进入匀强磁场的问题，受磁场的边界、形状等条件的制约。轨迹圆往往存在临界条件．作为学习中难点，本文介绍如何用动静结合方法分析带电粒子在磁场中的运动问题．     

注重思路讲究方法——1990年高考第24题评析

１９９９年高考物理第２４题是全卷最后一题,此题很有新意,题目如下：图１中虚线ＭＮ是一垂直纸面的平面与纸面的图１交线,在平面右侧的半空间存在一磁感强度为Ｂ的匀强磁场,方向垂直纸面向外．Ｏ是ＭＮ上的一点,从Ｏ点可以向磁场区域发射电量为＋ｑ、质量为ｍ、速率为ｖ的粒子,粒子射入磁场时的速度可在纸面内各个方向．已知先后射入的两个粒子恰好在磁场中给定的Ｐ点相遇,Ｐ到Ｏ的距离为Ｌ,不计重力及粒子间的相互作用．（１）求所考察的粒子在磁场中的轨道半径．（２）求这两个粒子从Ｏ点射入磁场的时间间隔．这道题题意简明,讨…     

对’99全国高考物理第24题“标准答案”的商榷

〔题目〕图中虚线ＭＮ是一垂直纸面的平面与纸面的交线,在平面右侧的半空间存在一磁感应强度为Ｂ的匀强磁场,方向垂直纸面向外。Ｏ是ＭＮ上的一点,从Ｏ点可以向磁场区域发射电量为＋ｑ、质量为ｍ、速率为ｖ的粒子。粒子射入磁场时的速度可在纸面内向各个方向。已知先后射入的两个粒子恰好在磁场中给定的Ｐ点相遇,Ｐ点到Ｏ点的距离为Ｌ,不计重力及粒子间的相互作用。求（１）所考察粒子在磁场中的轨道半径。（２）这两个粒子从Ｏ点射入磁场的时间间隔。根据题目要求,可有以下两种简便解法。解法一：（１）设粒子在磁场中运动的轨道半径…     

用“几何画板”作抛物线

“几何画板”是一款非常好的教学辅助软件，它的强大功能主要体现在制作数学教学课件方面。在数学课上，老师给学生讲抛物线的一般式y＝ax２＋bx＋c，讲到系数a控制抛物线的开口方向，系数b控制抛物线的左右移动程度，系数c控制抛物线的上下移动程度时，需要在黑板上画许多图来说明，显得比较麻烦，学生还未必能听懂。如果用几何画板做一个课件给学生进行演示，则能很轻松地上好这一课。下面，我就给大家介绍一下抛物线的图１图２制作过程。１．点击“图表／显示坐标轴”，建立坐标轴，再作两条相互垂直的直线与两坐标轴重合，设原点为o。２…     

洛仑兹力问题的多解性

一、带电粒子的电性不确定形成多解例1如图1所示,直线边界MN上方有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,磁场区域足够大.今有一质量为m,带电量为q的带电粒子,从边界MN上某点垂直磁场方向射入,射入时的速度大小为v,方向与边界MN的夹角为θ,求带电粒子在磁场中的运动时间.解析:设带电粒子在磁场中做圆周运动的周期为T,则T=2πm/qB.若粒子带正电,其运动轨迹如图2中轨迹1所示,则运动时间t1=(2π-2θ)T/2π=2m(π-θ)/qB.若粒子带负电,其运动轨迹如图2中轨迹2所示,则运动时间t2=22θπT=2qmBθ.点评:正负粒子在磁场中运动轨迹不同导致双…     

磁场中一个有用的结论及其应用

1 结论及其证明 结论：真空中有一半径为r的圆柱形匀强磁场区域,磁场方向垂直于纸面向里,Ox为过边界上。点的切线,如图1所示,从。点在纸面内向各个方向发射速率均为口O的电子,设电子间相互作用忽略,且电子在磁场中偏转半径也为r．则所有从磁场边界出射的电子,速度方向均与Ox轴相同．且粒子的运动路径是可逆的．     

’99高考物理24题另一解法

’99高考24题:图中虚线 MN是一垂直纸面的平面与纸面的交线,在平面右侧的半空间存在一磁感强度为 B 的匀强磁场,方向垂直纸面向外,O 是 MN 上的一点,从 O 点可以向磁场区域发射电量为 q、质量为 m、速率为 v 的粒子,粒子射入磁场时的速度可在纸面内各个方向,已知先后射入的两个粒子恰好在磁场中给定的 P 点相遇,P 到 O 的距离为 L.不计重力及粒子间的相互作用.(1)求所考察的粒子在磁场中的轨道半径.(2)求这两个粒子从 O 点射入磁场的时间间隔.     

粒子到底该从哪一点飞出?(高二、高三)

题在边长为2a的正△ABC内存在垂直纸面向里,磁感强度为B的磁场,有一带正电q,质量为m的粒子从距A为3a的D点,垂直AB方向射入磁场.若粒子能从AC间离开磁场.求粒子的最大入射速度. 对于这道题,老师提供的解答是这样的:     

用“几何画板”模拟勾股定理实验

“几何画板”是一套通用的数理教学工具软件。它的突出特点是:在运动中保持给定的几何关系。它绘制的图形可以动,用鼠标选定目标也可以拖动,还可以定义动画,让图形动起来。在运动过程中,圆心仍保持圆心、平行仍保持平行、垂直仍保持垂直。因此用“几何画板”可以模拟许多实验,揭示出许多恒定不变的几何规律。下面我们就用“几何画板”来模拟“勾股定理”的实验。1.启动几何画板,建立一个新的画板文件。2.构造直角三角形。用线段工具在画板上画一条线段AB。按下Shift键,选中点B和线段AB,单击“作图”菜单中的“垂线”命令,作过点B垂直于线…     

大题化小，小题化了

例1 如图1,在宽度分别为l1和l2的两个毗邻的条形区域分别有匀强磁场和匀强电场,磁场方向垂直于纸面向里,电场方向与电、磁场分界线平行向右．一带正电荷的粒子以速率v从磁场区域上边界的P点斜射入磁场,然后以垂直于电、磁场分界线的方向进入电场,最后从电场边界上的Q点射出．已知PQ垂直于电场方向,     

动态逼近画轨迹圆(高二、高三)

带电粒子在匀强有界磁场中做圆周运动的问题比较常见,它难在确定临界点.本文提出一个好方法——动态逼近画轨迹圆. 例1 如图1,足够长的矩形区域ABCD内有一磁感应强度为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场.现从矩形区域AD边的中点O处,垂直于磁场射入一速度方向与AD边夹角为30°,大小为v_0的带正电粒子,已知粒子质量为m,电荷量为q,AD边长为l,重力影响不计,试求粒子能从AB边上射出磁场的速度v_0的大小范围.     

带电粒子在圆形边界磁场中运动的动态分析

“带电粒子在磁场中的运动”是高中物理中的难点,尤其是涉及到边界磁场,往往需要学生有较强的模型建构、几何分析和数学处理能力．圆形磁场是边界磁场中的常见情景之一,出现频率很高．带点粒子射入磁场速度方向的不同、速度大小的差异、磁场位置的移动、磁场区域半径的变化,都会引起带电粒子运动轨迹的改变．本文尝试对带电粒子在圆形边界磁场...     

《磁场》同步训练

1.在匀强磁场中,一个带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,后来又顺利沿着垂直磁场方向进入另一匀强磁场,磁感应强度是原来的2倍,则()A.粒子的速率加倍,周期减半B.粒子速率不变,轨道半径减半C.粒子的速率减半,轨道半径变为原来的1/4D.粒子速率不变,周期减半2.带负电的粒子在电场或者磁场中运动,如果粒子的重力忽略不计,以下说法中正确的是()A.沿电场线方向飞入匀强电场,电场力做功,动能增加B.垂直电场线方向飞入匀强电场,电场力做功,动能增加C.沿磁感线方向飞入匀强磁场,磁场力做功,动能增加D.垂直磁感线方向飞入匀强磁场,磁场力不做功,动能…     

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]     

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.     

带电粒子在复合场中的运动：兼谈运动的合成与分解的基本原理及其应用

在“磁场”一章的教学过程中，每个教师都会遇到以下两个问题． （１）如图１所示，在正交的电场和磁场中，由静止释放带电粒子，其轨迹如图１中ＡＣＤ所示，Ｃ为轨迹的最低点．此时学生往往会问，粒子到达Ｃ点后，为什么不沿水平方向做匀速直线运动？如果教师解释说，在Ｃ点洛仑兹力大于电场力，他们又会问，怎么知道此处洛仑兹力大于电场力呢？ （２）如图２所示，平行金属板长为ｌ，板间存在正交的匀强电场Ｅ和匀强磁场Ｂ，质量为ｍ，电量为＋ｑ的粒子从Ｏ孔以速度ｕ０。沿ＯＯ’方向射入，若要粒子能从Ｏ’孔射出，ｖ０应为多大？一般的…     

磁场中粒子束位置问题解法探究

<正>磁场中粒子束位置问题,主要考查应用洛伦兹力分析带电粒子在匀强磁场中的圆周运动．本文分别用方程法、平移法、作图法对三个有关磁场中粒子束位置问题的典型例题做了解析．一、用方程法求解粒子束某时刻位置相同带电粒子束以相同的速率,同时从平行双边界匀强磁场的边界上某点沿不同方向垂直射入,当对应粒子射出位置的轨迹圆弦长已知时,可用方程法求解此时仍在磁场中的粒子所在位置构成图形的方程．     

带电粒子的螺旋运动(高二、高三)

当带电粒子的入射速度与磁场方向不垂直时,粒子的入射速度可分解为垂直于磁场方向和平行于磁场方向的分速度,粒子将在磁场中做螺旋运动. 例1 如图1甲所示,MN为一竖直放置的荧光屏,O是它的中点,OO'与荧光屏垂直,且长度为L,在MN的左侧空间存在着一宽度也为L、方向垂直纸面向里的匀强电场,场强大小为E.图乙是从右边观察荧光屏得到的平面图,在荧光屏上以O点为原点建立如图乙所示的直角坐标系.一细束质量为     

谈谈磁偏转问题的解题程序

例1如图1所示．矩形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，磁场范围的长为L，宽为L／2，质量为m，电量为e的电子贴着矩形磁场的上方边界射入磁场，欲使电子由下方边界穿出磁场．求：(1)电子速率的取值范围，(2)电子在磁场中运动时间的取伉范围．