高中物理教学论文 作图-解“磁场”题的关键 5页

解有关”带电粒子在磁场中运动”题的关键-作图 ‎ 有关磁场的高考题,大部分是带电粒子在磁场中的运动的内容,因为这部分内容可以和其它知识综合.解带电粒子在磁场中的运动的题目,作者多年对高考题的研究认为:关键是作图.可以说,图画出来了,画对了,这题就基本解出来了,解对了,所谓”行百里者半九十”是也.但如图画错,此题必错无疑,当然画不出图,就解不出来.请看高考题.‎ 例1．‎ 作图:据左手定则,带电粒子进入磁场I后,必向下偏转,据题意,过圆心,又圆心角等于弦切角的2倍,所以偏转角为600, 运动时间为,是带电粒子在磁场I作圆周运动的周期. 所以轨迹的圆心A2在磁场的圆上,如解题图所示.‎ 带电粒子进入磁场II后,由于磁场方向变化, 据左手定则, 必向上偏转,据题意,过A4点射出,其直径等于磁场区的半径, 偏转角为1800,运动时间为,‎ 是带电粒子在磁场II作圆周运动的周期.所以有,此式是解本题的关键和难点.‎ 解:‎ 例2.‎ 作图:从O点射出的带电粒子的速度的朝各个方向,选取边缘的粒子,如垂直于MN和平行于MN的,得如下图(MN以上),比较可得A正确.‎ 例3. （16分）如图所示，M、N为两块带等量异种电荷的平行金属板，S1、S2为板上正对的小孔，N板右侧有两个宽度均为d的匀强磁场区域，磁感应强度大小均为B，方向分别垂直于纸面向外和向里，磁场区域右侧有一个荧光屏，取屏上与S1、S2共线的O点为原点，向上为正方向建立x轴。M板左侧电子枪发射出的热电子经小孔S1进入两板间，电子的质量为m，电荷量为e，初速度可以忽略。‎ ‎⑴当两板间电势差为U0时，求从小孔S2射出的电子的速度v0。‎ ‎⑵求两金属板间电势差U在什么范围内，电子不能穿过磁场区域而打到荧光屏上。‎ x 荧光屏 O B B M N K d d S1‎ S2‎ ‎⑶若电子能够穿过磁场区域而打到荧光屏上，试在答题卡的图上定性地画出电子运动的轨迹。‎ ‎⑷求电子打到荧光屏上的位置坐标x和金属板间电势差U的函数关系。‎ 解:⑴根据 得:‎ ‎⑵根据将(1)代入,以及 得:‎ ‎(3)作图:由于电子从左磁场飞出又飞入右磁场,所以两圆轨迹的圆心必在垂直于过两磁场的交点的切线上,又由于两磁场的磁感应强度的大小相等,据公式 ‎,知两圆的半径也相等,因为左圆的圆心在左边缘上,所以右圆的圆心在右边缘上,所以从磁场飞出的电子必与x方向垂直,画出解题图。从磁场射出时垂直于屏。‎ ‎,将及代入得:（）.‎