对粒子特殊运动轨迹的讨论

场的立体性注定对学生分析磁场问题的空间想象能力提出了较高的要求。很多学生因不能建立起正确的空间情景，或者不能在头脑中保持住正确的空间情景，而使问题的分析过程无法继续。如果能够将想象的立体空间情景或已知的立体图景转化成等效平面情景，并用平面图展示出来，就可使问题化抽象为直观，使分析、求解过程得以简明有效地进行下去。     

对粒子特殊运动轨迹的讨论

在“磁场”一章的教学过程中,同学经常碰到这样一个问题:将质量为m、带电量为q的粒子,从匀强磁场中某点自由释放,重力的作用不能忽略,在讨论粒子进入磁场的最大深度和最大速度时,同学往往将其运动轨迹画成如图1所示形状,认为最后粒子做匀速运动,其     

如何确定粒子在磁场中运动轨迹的圆心

带电粒子在磁场中的运动是物理新教材中的重点和难点之一,也是历年高考的热点之一.它涉及力学、运动学、电磁学等多方面的知识,是学科内综合的典型.本期刊登的这3篇文章,从3个不同的角度对带电粒子在磁场中的运动问题作了一些探讨,希望能给高三学生的复习带来帮助.     

确定带电粒子在磁场中运动轨迹的方法

带电粒子在匀强磁场中作圆周运动的问题是近几年高考的热点,这些考题不但涉及到洛伦兹力作用下的动力学问题,而且往往与平面图形的几何关系相联系,成为考查学生综合分析问题、运用数学知识解决物理问题的难度较大的考题。但无论这类问题情景多么新颖、设问多么巧妙,其关键一点在于规范、准确地画出带电粒子的运动轨迹。只要确定了带电粒子的运动轨迹,问题便迎刃而解。下面举几种确定带电粒子运动轨迹的方法。     

确定带电粒子在磁场中运动轨迹的方法

带电粒子在匀强磁场中作圆周运动的问题是近几年高考的热点,这些考题不但涉及到洛伦兹力作用下的动力学问题,而且往往与平面图形的几何关系相联系,成为考查学生综合分析问题、运用数学知识解决物理问题的难度较大的考题。但无论这类问题情景多么新颖、设问多么巧妙,其关键一点在于规范、准确地画出带电粒子的运动轨迹。只要确定了带电粒子的运动轨迹,问题便迎刃而解。下面举几种确定带电粒子运动轨迹的方法。     

粒子在互相垂直电场、磁场及重力场中的运动轨迹

本文主要讨论了带电粒子在空间存在互相垂直的匀强电场、匀强磁场和重力场时的运动轨迹方程式及主要的性质和特点.     

带电粒子在磁场中运动轨迹的作图方法示例

带电粒子垂直射入匀强磁场中,粒子将在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动．若是有边界的匀强磁场,则粒子在磁场中的运动轨迹只能是一段圆弧．如何画出这一段圆弧的轨迹,将是求解这类问题的关键．下面就从不同的已知条件来谈谈定圆心、画轨迹的方法．     

带电粒子在均匀磁场中的运动轨迹

用微分方程的严格解,讨论带电粒子在均匀磁场中的运动轨迹,得出带电粒子在均匀磁场中的运动轨迹是螺旋线的结论,目的是加深带电粒子在磁场中运动问题的理解.     

关于回旋加速器中粒子运动轨迹的示意图

目前,高中物理教材中回旋加速器工作原理示意图如图(1)所示,这一示意图能反映出洛仑兹力使荷电粒子做圆周运动,但图中用“每两半圆的半径差相等”的画法,却并不能表明粒子经电场加速每次所增动能相等,只表达了“粒子经电场加速后每次所增加的速率相等。”然而粒子速度越高时,它经电场所增加的速率越小。由于该示意图存在着这种错误,因此本文对示意图的作法,提出修     

粒子运动轨迹隐含的信息

根据带电粒子在电场中的运动轨迹,结合电场线和等势线的分布情况,可分析粒子所受电场力、电势能、动能的变化．分析带电粒子在电场中运动的轨迹问题,用到以下知识点：     

磁场中寻找圆心、画运动轨迹的常见方法

带电粒子垂直射入匀强磁场,在磁场中作匀速圆周运动的试题高考中屡见不鲜,失分率较高,失分的主要原因是找不到圆心,无法准确画出运动的轨迹, 下面介绍磁场中寻找圆心、画运动轨迹的常见方法: 1、已知入射方向和出射方向确定圆心,画运动轨迹已知入射方向和出射方向时,通过入射点和出射点作垂直于入射方向和出射方向的直线相交得其圆     

均匀磁场中粒子的运动方程

本文证明了亥姆霍兹线圈在其中憬附近产生均匀磁场;推出了运动电荷受磁场力作用时的运动方程。     

从美学角度赏析带电粒子在磁场中的运动轨迹

从美学角度看,带电粒子在磁场中的运动轨迹具有一定美感。本文旨在通过六个实例赏析带电粒子在磁场中的运动轨迹。一、一颗红心例1:如图1所示,MN为两个匀强磁场的分界面,两磁场的磁感应强度大小的关系为B1=2B2,一带电荷量为+q、质量为m的粒子从O点垂直M N进入B1磁场,则经过多长时间它将向下再一次通过O点?     

粒子在交变磁场中运动的多值分析

例1如图1所示,x≥0的区域有如图2所示大小不变、方向随时间周期性变化的磁场,磁场方向垂直纸面向外时为正方向.现有一质量为m,电荷量为q的正电粒子,在t=0时刻从坐标原点O以速度v沿着与x轴正方向成75°角射入.粒子运动一段时间后到达P点,P点坐标为(a,a),此时粒子速度方向与OP延长线的夹角为30°.假设粒子在整个过程中只受磁场力的作用.(1)若B0=B1为已知量,试求粒子在磁场中运动时的轨道半径R及周期T运的表达式.(2)说明在OP间运动时时间跟所加磁场的变化周期T之间应有什么样的关系才能使粒子完成上述运动.(3)若B0为未知量,那么所加磁场…     

粒子在正反磁场中的运动

例1如图1所示,M、N为两块带等量异种电荷的平行金属板,S_1、S_2为板上正对的小孔,N板右侧有两个宽度均为d的匀强磁场区域,磁感应强度大小均为B,方向分别垂直于纸面向外和向里,磁场区域右侧有一个荧光屏,取屏上与S_1、S_2共线的O点为原点,     

用坐标变换讨论质点的运动轨迹

在普通物理教材中,有关坐标变换在质点运动学中的应用未作深入的讨论。本文利用坐标变换的方法分别讨论了运动质点在平动参照系和转动参照系的运动轨迹情况。     

用逆向思考法画带电粒子在磁场中的运动轨迹

求解带电粒子在磁场中的运动问题通常是物理公式与几何关系相结合的问题．在这类问题中,画出带电粒子的运动轨迹,建立正确的运动图景是解决问题的关键,也是难点．在有些问题中,按通常的方法画轨迹比较困难,而应用逆向思考方法却能使问题变得简单．下面我们通过几个具体的例子看看如何应用这种方法．