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带电粒子在磁场中作匀速圆运动的解题思路
作者:徐常勇    文章来源:2003年获白银市论文交流一等奖    点击数:    更新时间:2006-6-1    
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通过对大量习题的研究,笔者认为,解决带电粒子在磁场中作匀速圆运动的有关问题,关键在于把握好三个基本要点:

一、画轨迹圆。

二、找圆心。

三、确定半径。

其中画轨迹是解决问题的关键,确定半径往往成为解题的难点,下面举例说明。

例一(2004年高考题)一匀强磁砀,磁场方向垂直于xy平面,磁场分布在以O为中心的一个圆形区域内,一个质量为m,电量为 q的带电粒子,由原点O开始运动,初速度为V,方向沿x正方向,后来粒子经过y轴上的p点,此时速度方向与y轴的夹角为30度,PO的距离为 L,如图所示,不计重力的影响求磁场的磁感应强度B的大小和xy平面上磁场区域的半径R

解析:先画出符合题设条件的圆轨迹图

(此轨迹应与过O点的速度方向和过P

的速度方向相切)如图

圆心是圆周上任意两点磁场力作用线的交点,(过O点和Q点作切线交于O` 即为圆心)

再根据几何关系,确定半径r=3L   R=      L,最后根据圆运动规律,BVq

 

=       ,求出磁感应强度B

例二(2002·全国高考)电视机的显像管中,电子束的偏转是用磁偏转技术实现的,电子束经过电压量u的加速电场后,进入一圆形匀强磁场区域,如图所示,磁场方向垂直于圆面,磁场区的中心为O,半径为r,当不加磁场时,电子速将通过O点而打到屏幕的中心M点,为了让电子束射到屏幕边缘P,需要加磁场,使电子束偏转一已知角度W,此时磁场的磁感应强度B为多少?

解析:这是一个与实际联系的问题,

但实质还是考查带电粒子在磁场中的

运动的有关问题,按此类题的解题思路,

先画出粒子在磁场运动轨迹的示意图,

根据任意两点磁场力作用线的交点找到圆心

再由几何关系确定半径,使可求解,如图。

圆心为c,连接oc,在△ocb中∠oo`     W,几何关系,tan       在平时的教学中,为了让学生掌握此类题的解题思路,可组织轨迹图的专题训练,如下图:(粒子均从O点射入)

                                                                        

 

带电粒子在磁场中运动的轨迹问题,是高考考查的热点题型,能很好的考查学生联系实际和应用数学工具的能力,因此,应予高度重视。

                           

                                 

文章录入:skyseasailor    责任编辑:skyseasailor 
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