多解问题是带电粒子在匀强磁场中运动的一个特别重要和热门的考点,因为它的多解往往是隐藏在题目中,而不是直接告知。这就要求我们仔细读题,并且牢记造成多解问题的因素。这一期我们先看第一个因素——带电粒子电性不确定形成多解

受洛伦兹力作用的带电粒子,可能带正电,也可能带负电,当粒子具有相同速度时,正、负粒子在磁场中运动轨迹不同,导致多解。 如图所示,带电粒子以速率v垂直进入匀强磁场,若带正电,其轨迹为a,若带负电,其轨迹为b。

带电粒子在匀强电场中运动问题(带电粒子在匀强磁场中的运动)(1)

我们还是拿具体例题来看一看。如图所示,

带电粒子在匀强电场中运动问题(带电粒子在匀强磁场中的运动)(2)

宽度为d的有界匀强磁场,磁感应强度为B,MM′和NN′是它的两条边界.现有质量为m、电荷量为q的带电粒子沿图示方向垂直磁场射入。要使粒子不能从边界NN′射出,求粒子入射速率v的最大值可能是多少。

解析:应该说本题还是比较善良的,因为它在问题中提示我们可能是多少了。如果不提醒呢?所以为什么说我们要把多解的影响因素背下来呢?就是让我们形成一个思维习惯,这样不容易错。题目中只给出粒子“电荷量为q”,未说明是带哪种电荷。

带电粒子在匀强电场中运动问题(带电粒子在匀强磁场中的运动)(3)

显然若q为正电荷,轨迹是如图所示的上方与NN′相切的。 若q为负电荷,轨迹是如图所示的下方与NN′相切。构造直角三角形求解并不难,在此不再赘述。

由于电性不同造成多解问题,说实话属于小儿科。只要大脑清醒,应该十拿九稳。但是特别提醒的是,有的题目会构造出同时存在这两种情况,这时候往往是圆弧相切。大家可以体会。

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