蔡文杰
帶電粒子在磁場中的運動,是力學和電磁學的綜合問題,同時更是一個數學的問題。是學習的難點同時也是高考考查的重點。高中階段帶電粒子在勻強電場中的運動分為兩類:一是勻速直線運動;二是勻速圓周運動。勻速直線運動一般不作研究,主要考察勻速圓周運動。
二是已知圓周運動軌跡上一個點的速度方向+另一個點。根據數學知識,這個時候只需要:過已知速度的點作速度的垂線和兩點連線的中垂線,兩垂線交點即為圓心。
不管什么類型的題目,定圓心都是以上兩種類型。但是在很多時候,題目只會告訴你一個速度的方向,另外一個速度的方向或軌跡的點會隱藏在題目中,這個時候就需要自己去找出來。
隱藏的速度方向以何種形式隱藏?不同題目有不同的類型,現總結一些常見的方法。
(1)粒子從某一邊界射入磁場,并從邊界射出,則粒子的速度方向與邊界的夾角一定相等。
(2)在圓心磁場中,粒子射入方向經過圓心,則射出方向也一定沿圓心
(3)粒子不從直線邊界飛出的臨界條件是:圓周運動的軌跡與直線邊界相切。根據數學知識,半徑一定與直線邊界垂直。
(4)粒子不從圓形邊界飛出的臨界條件是:圓周運動的軌跡與圓形邊界相切。根據數學知識,半徑一定與圓形邊界相切點的切線垂直(即圓周運動軌跡的半徑一定過圓形邊界的圓心)