论文导读::所谓的有“形”磁场就是,磁场有一定形状,比如正方形、圆形、三角形等。这种类型试题高考中出现得频率很高,考查考生分析综合的能力。
论文关键词:有“形”磁场,运动,方法,处理
新课程改革在全国很多省份都已经进行,给高考物理试卷也带来相应的改变,各个省份物理考试的内容和试卷题型也有很多不同;从各个省份试卷我们不难发现,带电粒子在有“形”磁场中运动仍然是热点,很多学生还是对这类问题束手无策。针对这种类型试题谈谈我的见解。
一、为什么物理高考偏爱于考带电粒子在有“形”磁场中运动问题?
所谓的有“形”磁场就是,磁场有一定形状,比如正方形、圆形、三角形等。这种类型试题高考中出现得频率很高。新课程改革以后物理教材内容并没有减少,反而把物理分的更细,更合理,更科学。在高考考纲中要考的内容并不是教材所有内容方法,多数省份采用必考和选考模式,而磁场作为高中物理必考内容之一,所以我们就不难发现每年在全国那么多物理试卷中,几乎都会考带电粒子在磁场中运动问题,而在这些带电粒子在磁场中运动问题,有“形”磁场可以说是热点。这类试题情景具有特殊性、开放性,同时富有探究性,这类试题要求考生有很好空间想象力,要有扎实的物理知识和必要的数学功底,,将物理规律与数学工具结合起来分析,考查考生运用数学工具的能力和分析综合的能力。不难发现从近年来高考对数学能力的要求,突出了几何图形直观形象地表达研究对象的动态情景特征规律,体现了物理学科特征和数学工具功能,带电粒子在有“形”磁场中运动又正好符合上面特点,自热就成为高考物理热点论文的格式。同样也吻合新课程改革物理“科学探究”精神。
二、如何处理带电粒子在有“形”磁场中运动
很多学生害怕这种类型试题,除了这种类型试题对学生综合能力要求高外,还有一个不可忽视的原因,没有掌握这种类型试题的一般方法,我本人觉得处理这种类型试题方法可以分为以下几步。1、认真审题,读懂题意。2、画出轨迹,找出圆心。3、运用规律,结合数学。4、步步为营,攻破节点。
我将以一道高考题为例,详解以上几步。
(2011新课标理综第25题)如图,在区域I(0≤x≤d)和区域II(d≤x≤2d)内分别存在匀强磁场,磁感应强度大小分别为B和2B方法,方向相反,且都垂直于Oxy平面。一质量为m、带电荷量q(q>0)的粒子a于某时刻从y轴上的P点射入区域I,其速度方向沿x轴正向。已知a在离开区域I时,速度方向与x轴正方向的夹角为30°;因此,另一质量和电荷量均与a相同的粒子b也从p点沿x轴正向射入区域I,其速度大小是a的1/3。不计重力和两粒子之间的相互作用力。求
(1)粒子a射入区域I时速度的大小;
(2)当a离开区域II时,a、b两粒子的y坐标之差。
解析:1、认真审题,读懂题意。本题是一道典型的带电粒子在磁场中运动问题。粒子在磁场只受到一个力洛伦兹力作用,洛伦兹力不做功,不改变粒子的速度大小,只改变速度的方向,这点对求解这道题目很重要。
2、画出轨迹,找出圆心。
设粒子a在I内做匀速圆周运动的圆心为C(在y轴上),半径为Ra1,粒子速率为,运动轨迹与两磁场区域边界的交点为,如图,
3、运用规律,结合数学论文的格式。
由洛仑兹力公式和牛顿第二定律得
①由几何关系得 ② ③
式中,,由①②③式得 ④
4、步步为营方法,攻破节点。
在第一个问的基础上,顺着题意,设想运动轨迹,找出问题的突破点,本题的节点分为两个,一个是粒子a出磁场I和II之后的轨迹特点,第二个是粒子b能否射出磁场磁场I和II 的边界。围绕着这两个节点展开进行,会然问题变得逐渐明朗,最后取得结果。
(2)设粒子a在II内做圆周运动的圆心为Oa,半径为,射出点为,设。由洛仑兹力公式和牛顿第二定律得⑤
由①⑤式得 ⑥
、和三点共线,且由 ⑥式知点必位于 ⑦ 的平面上。由对称性知,点与点纵坐标相同,即 ⑧ 式中,h是C点的y坐标。
设b在I中运动的轨道半径为,由洛仑兹力公式和牛顿第二定律得 ⑨
设a到达点时,b位于点,转过的角度为。如果b没有飞出I,则
⑩ 11
式中,t是a在区域II中运动的时间方法,而
12 13
由⑤⑨⑩111213式得 14
由①③⑨14式可见,b没有飞出。点的y坐标为 15
由①③⑧⑨1415式及题给条件得,a、b两粒子的y坐标之差为
16
总之,带电粒子在有“形”磁场中运动问题是高考热点,大家看到这种类型试题不要过分紧张,搞清楚物体受力情况,抓住洛伦兹不做功,画出物体运动轨迹,找出圆心,运用物理规律,理顺其中数学几何关系,顺藤摸瓜,突破节点;利用以上几点解决这类问题还是比较的心顺手。
|