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带电粒子在磁场中的运动

带电粒子在磁场中的运动

李龙军

带电粒子在磁场中的运动类问题在历年高考中都属于必考点,而且分值往往很大,可能达到一二十分之多。但学生普遍对这类问题感到茫然,主要是难以找准切入点,或者在情形非常清晰的情况下仍根本解不出来。其实,这类问题往往是两个关键的突破,一是如何找到临界(极值)的情形,二是找几何关系。

一、用“动态圆”快速捕捉临界(极值)情形

“动态圆”是让带电粒子在磁场中的圆周运动的“圆”动起来,或旋转(圆以某一点为轴转动),或缩放(圆以入射点为公切点缩小或放大),或平移(圆随着入射点的移动而平移),在“动”的过程中寻找切合题意的条件。

1、相接或相切的情形有三种:相接且相切、相接不相切、相切不相接,找准具体类型即可轻松求解。

2、最长(大)与最短(小)的情形:往往弦最长(短)打在边界上范围最大(小);周期T一定时,圆心角最大(小)时间最长(短),半径r也一定时弧最长(劣弧时弦最长)时间最长。

二、用“三角形”快速解决几何问题

1、一定要规范作图。要用作图工具规范作好“四个要素”——轨迹、半径、圆心、圆心角,不要徒手随意画。涉及“相切”必作过切点的半径,涉及“相接”必作过接点的半径。

2、找幾何三角形。找三角形的基本方法:涉及“相切”必用过切点的半径,涉及“相接”必用过接点的半径,再找已知边和已知角以及所求边和所求角。

带电粒子在磁场中的运动,往往涉及临界极值问题,只要熟练掌握“动态圆”的方法,求解则易如反掌。

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