带电粒子在有界磁场中运动问题的解题规律及方法

钱丹丹

摘 要：带电粒子在有界磁场中的运动问题是高中物理学习的重要内容，提高学生对带电粒子在有界磁场中运动问题的解决能力，可以有效保证学生高中物理课程学习效果，为学生今后学习发展奠定基础。

关键词：高中；带电粒子；有界磁场运动；解题方法

物理课程作为学生高中阶段的主要课程之一，学生对物理课程的学习效果直接影响学生整体发展水平。由于高中物理知识具有一定逻辑性、抽象性，特别是带电粒子在有界磁场中的运动问题，学生很难掌握正确的解题方法，严重影响高中物理课堂教学质量。所谓的“界”就是由一个物理状态或现象向另一个物理现象或状态转变过程之间的界限，在带电粒子在有界磁场中运动问题解题过程中，学生有效掌握“界”的概念，可以提高学生解题质量，提高学生对带电粒子在有界磁场中运动问题的解题能力。本文主要分析了高中物理带电粒子在有界磁场中运动问题解题时应注意的事项，通过具体例题阐述带电粒子在有界磁场中运动问题解题方法措施。

一、带电粒子在有界磁场中运动问题解题注意事项

1.认真读题，找到题目中的“界”

要保证带电粒子在有界磁场中运动问题解题质量及解题效率，首先就要认真分析题意，找出题目中的“界”，为后续的解题提供先决条件。一般的高中物理带电粒子在有界磁场中运动问题出现与“界”有关的关联词主要包括“刚好不滑动、最多最少、最大最小”等。解题过程中就要抓住这些有界条件，保证答题正确性。另一方面，还有一些题型不会出现上述的关联词，但会出现带电粒子运动过程中的突然变化性词语，如“突然静止、突然破裂”等，这些突变情况也是“界”的主要标志。合理找出“界”的位置，确立正确的解题思路，提高带电粒子在有界磁场中运动问题的解题质量。

2.带电粒子在有界磁场中运动问题常用解题方法

要保证带电粒子在有界磁场中运动问题的解决效果，首先就要掌握正确的解题方法。无论任何问题的解决，合理正确的解题方法都是至关重要的，带电粒子在有界磁场运动问题的解题方法主要包括直接解题法和间接解题法两种。

直接解题法也称直接分析法，这种方法适用于比较简单的带电粒子在有界磁场中运动问题的解决，尤其是有较鲜明与“界”有关的关联词，通过关联词找出磁场中的“界”，然后进行分析探讨，得出正确的解题结果。

间接解题法包括假设法、图示法、极限法和数学分析法。在解决带电粒子在有界磁場中运动问题时，根据已有物理概念、定义假设带电粒子运动规律，根据题目内容与假设规律进行比较，得出带电粒子运动界限，然后列出相关的方程式，进行解答，还可以将带电粒子在有界磁场中的运动问题与数学结合起来，充分运用数学知识进行问题解答，完成带电粒子在有界磁场中运动问题的解答，保证解题效果。

二、完善带电粒子在有界磁场中运动问题解题方法对策

为进一步提高带电粒子在有界磁场中运动问题解题效果，本文结合具体实例，分析假设法和数学结合法等解题方法在带电粒子在有界磁场中运动问题中的应用。

1.假设法在带电粒子在有界磁场中运动问题中的应用

假设法是学生学习过程中常用的解题方法，经常被应用到各种问题的解答过程中。在带电粒子在有界磁场中运动问题中也较为常用，通过不同的角度假设猜想，得出正确的问题结论。例如：带电粒子在均匀强度的磁场中做圆周运动的问题。如图所示，在平面直角坐标系xOy中，第一象限分布与平面直角坐标系xOy垂直的均匀强度磁场，磁场感应强度为B，质量为m，电荷量为q的带电粒子在平面直角坐标系内由原点O射入磁场内部，速度v0与y轴的夹角为30°，试计算：（1）带电粒子脱离磁场位置？（2）经过磁场运动时发生偏差角度数？（3）带电粒子穿越磁场所需时间是多少？

我们先假设带电粒子带正电，进入磁场后均匀做圆周运动，圆心O1，带电粒子会逐渐接近y轴，最后从A点离开y轴；假设带电粒子带负电，进入磁场后均匀做圆周运动，圆心O2，带电粒子会逐渐接近x轴，最后从B点离开x轴。带电粒子的速度保持不变，无论粒子所带电荷正负，运动的圆周半径都相同，所以只要确定带电粒子的运动轨迹，就能根据题目所给数据及公式计算出最终结果。解题依据为带电粒子在洛伦兹力作用下，会出现带正电荷和负电荷两种情况，在保持速度一定的情况下，两种粒子在磁场中形成不同的运动轨迹，出现两个答案的现象，最后根据运动轨迹利用相关公式得出问题的结果，这种利用假设法的解题方式可以考虑多种解题情况，避免解题过程出现遗漏，影响带电粒子在有界磁场中运动问题的解题效果。

2.数学结合法在带电粒子在有界磁场中运动问题的应用

高中物理知识与数学联系紧密，在解决带电粒子在有界磁场中运动问题时，就可以有效与数学知识结合起来，提高问题解决效率。运用与数学知识结合的方法进行解题，既降低了解题难度，又保证了解题的正确性。

带电粒子在有界磁场中运动问题是高中物理阶段的重点难点，解决问题中首先要找到题目中“界”的标准，了解解题方向，然后采取正确的解题方法，提高带电粒子在有界磁场中运动问题的解题效率。学生要充分掌握各种解题方法，反复进行练习实践，才能充分掌握各种解题方法的应用，提高带电粒子在有界磁场中运动问题的解题能力，为今后的学习生活奠定基础。

编辑 赵飞飞