帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)多解問(wèn)題歸類(lèi)分析

劉德華

新課程改革要求著力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，近年高考中經(jīng)常出現(xiàn)多解問(wèn)題。要解答好多解問(wèn)題，要求學(xué)生具有相應(yīng)的發(fā)散性思維能力。帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)類(lèi)問(wèn)題是高考中常出現(xiàn)的問(wèn)題，分析研究帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的多解問(wèn)題，提高考生對(duì)這類(lèi)題的解題能力，提高考生的高考得分能力，對(duì)廣大高三師生而言，具有重要的意義。造成帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)多解的原因主要有以下幾種：1.帶電粒子所帶電荷電性不確定造成多解；2.帶電粒子運(yùn)動(dòng)方向不確定造成多解；3.帶電粒子速度大小不確定造成多解；4.磁場(chǎng)方向不確定造成多解；5.臨界狀態(tài)不確定造成多解；6.粒子運(yùn)動(dòng)的周期性造成多解。

下面結(jié)合例題進(jìn)行分類(lèi)分析。

一、帶電粒子帶電性的不確定造成多解

圖1電荷有正有負(fù)，有不少試題，沒(méi)有明確題中所說(shuō)的帶電粒子是帶正電荷，還是帶負(fù)電荷，這時(shí)解題者應(yīng)當(dāng)分別討論粒子帶正電荷和帶負(fù)電荷兩種情況，從而保證試題解答的完整性。

分析：由于運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中所受洛倫茲力的方向與其帶電性質(zhì)有關(guān)，所以帶電小球第一次經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，所受洛倫茲力的方向就有可能不同，在分析時(shí)通過(guò)畫(huà)出第一次經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的受力示意圖，讓學(xué)生深刻理解多解的情況，拓寬學(xué)生思維的廣度和深度。

二、速度方向的不確定造成多解

速度具有方向性，有不少試題，沒(méi)有明確題中所說(shuō)的研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)方向，這時(shí)解題者應(yīng)當(dāng)考慮帶電粒子速度方向的不確定所造成的洛倫茲力方向的多樣性，以防漏解。

變式：上題中，若小球帶正電，則小球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，懸線(xiàn)對(duì)小球的拉力多大？

分析：由于運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中所受洛倫茲力方向與其運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)，所以小球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，所受洛倫茲力的方向就有兩種，通過(guò)發(fā)散性思維，在分析時(shí)畫(huà)出從A點(diǎn)擺到C點(diǎn)時(shí)以及從B點(diǎn)回到C點(diǎn)時(shí)小球的受力情況（如圖2甲、乙所示），從而得出小球在最低點(diǎn)時(shí)，拉力的兩種情況。

三、速度大小的不確定造成多解

運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中所受洛倫茲力的大小與其速度大小有關(guān)，有不少試題，沒(méi)有明確題中所說(shuō)的帶電粒子在磁場(chǎng)中初速度的大小，這時(shí)解題者應(yīng)當(dāng)考慮初速度大小的不確定性造成的初始時(shí)刻洛倫茲力的大小存在多種情況。

四、磁場(chǎng)方向的不確定造成多解

垂直紙面的磁場(chǎng)有向里和向外兩種情況，有不少試題，沒(méi)有明確題中所說(shuō)的垂直紙面的磁場(chǎng)是向里，還是向外，這時(shí)解題者應(yīng)當(dāng)分別討論磁場(chǎng)垂直紙面向里和向外兩種情況。

五、臨界狀態(tài)的不確定性形成多解

有不少試題，臨界狀態(tài)有多種情況，這時(shí)解題者應(yīng)當(dāng)充分考慮臨界狀態(tài)的不確定性形成的多解。

參考文獻(xiàn)

[1]楊小車(chē).巧用課堂提問(wèn)訓(xùn)練學(xué)生思維[J].物理教學(xué)探討，2009（11）.

[2]安青.一場(chǎng)激烈的思維撥河比賽[J].物理教學(xué)探討2011（14）.

注：本文作者為江蘇省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃課題《重點(diǎn)高中物理活動(dòng)單的設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究》（編號(hào)：D/2011/02/435）的核心成員，主持其中一個(gè)子課題《活動(dòng)單設(shè)計(jì)原則與操作方法的研究》。

（責(zé)任編輯 易志毅）

新課程改革要求著力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，近年高考中經(jīng)常出現(xiàn)多解問(wèn)題。要解答好多解問(wèn)題，要求學(xué)生具有相應(yīng)的發(fā)散性思維能力。帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)類(lèi)問(wèn)題是高考中常出現(xiàn)的問(wèn)題，分析研究帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的多解問(wèn)題，提高考生對(duì)這類(lèi)題的解題能力，提高考生的高考得分能力，對(duì)廣大高三師生而言，具有重要的意義。造成帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)多解的原因主要有以下幾種：1.帶電粒子所帶電荷電性不確定造成多解；2.帶電粒子運(yùn)動(dòng)方向不確定造成多解；3.帶電粒子速度大小不確定造成多解；4.磁場(chǎng)方向不確定造成多解；5.臨界狀態(tài)不確定造成多解；6.粒子運(yùn)動(dòng)的周期性造成多解。

下面結(jié)合例題進(jìn)行分類(lèi)分析。

一、帶電粒子帶電性的不確定造成多解

圖1電荷有正有負(fù)，有不少試題，沒(méi)有明確題中所說(shuō)的帶電粒子是帶正電荷，還是帶負(fù)電荷，這時(shí)解題者應(yīng)當(dāng)分別討論粒子帶正電荷和帶負(fù)電荷兩種情況，從而保證試題解答的完整性。

分析：由于運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中所受洛倫茲力的方向與其帶電性質(zhì)有關(guān)，所以帶電小球第一次經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，所受洛倫茲力的方向就有可能不同，在分析時(shí)通過(guò)畫(huà)出第一次經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的受力示意圖，讓學(xué)生深刻理解多解的情況，拓寬學(xué)生思維的廣度和深度。

二、速度方向的不確定造成多解

速度具有方向性，有不少試題，沒(méi)有明確題中所說(shuō)的研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)方向，這時(shí)解題者應(yīng)當(dāng)考慮帶電粒子速度方向的不確定所造成的洛倫茲力方向的多樣性，以防漏解。

變式：上題中，若小球帶正電，則小球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，懸線(xiàn)對(duì)小球的拉力多大？

分析：由于運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中所受洛倫茲力方向與其運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)，所以小球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，所受洛倫茲力的方向就有兩種，通過(guò)發(fā)散性思維，在分析時(shí)畫(huà)出從A點(diǎn)擺到C點(diǎn)時(shí)以及從B點(diǎn)回到C點(diǎn)時(shí)小球的受力情況（如圖2甲、乙所示），從而得出小球在最低點(diǎn)時(shí)，拉力的兩種情況。

三、速度大小的不確定造成多解

運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中所受洛倫茲力的大小與其速度大小有關(guān)，有不少試題，沒(méi)有明確題中所說(shuō)的帶電粒子在磁場(chǎng)中初速度的大小，這時(shí)解題者應(yīng)當(dāng)考慮初速度大小的不確定性造成的初始時(shí)刻洛倫茲力的大小存在多種情況。

四、磁場(chǎng)方向的不確定造成多解

垂直紙面的磁場(chǎng)有向里和向外兩種情況，有不少試題，沒(méi)有明確題中所說(shuō)的垂直紙面的磁場(chǎng)是向里，還是向外，這時(shí)解題者應(yīng)當(dāng)分別討論磁場(chǎng)垂直紙面向里和向外兩種情況。

五、臨界狀態(tài)的不確定性形成多解

有不少試題，臨界狀態(tài)有多種情況，這時(shí)解題者應(yīng)當(dāng)充分考慮臨界狀態(tài)的不確定性形成的多解。

參考文獻(xiàn)

[1]楊小車(chē).巧用課堂提問(wèn)訓(xùn)練學(xué)生思維[J].物理教學(xué)探討，2009（11）.

[2]安青.一場(chǎng)激烈的思維撥河比賽[J].物理教學(xué)探討2011（14）.

注：本文作者為江蘇省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃課題《重點(diǎn)高中物理活動(dòng)單的設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究》（編號(hào)：D/2011/02/435）的核心成員，主持其中一個(gè)子課題《活動(dòng)單設(shè)計(jì)原則與操作方法的研究》。

（責(zé)任編輯 易志毅）

新課程改革要求著力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，近年高考中經(jīng)常出現(xiàn)多解問(wèn)題。要解答好多解問(wèn)題，要求學(xué)生具有相應(yīng)的發(fā)散性思維能力。帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)類(lèi)問(wèn)題是高考中常出現(xiàn)的問(wèn)題，分析研究帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的多解問(wèn)題，提高考生對(duì)這類(lèi)題的解題能力，提高考生的高考得分能力，對(duì)廣大高三師生而言，具有重要的意義。造成帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)多解的原因主要有以下幾種：1.帶電粒子所帶電荷電性不確定造成多解；2.帶電粒子運(yùn)動(dòng)方向不確定造成多解；3.帶電粒子速度大小不確定造成多解；4.磁場(chǎng)方向不確定造成多解；5.臨界狀態(tài)不確定造成多解；6.粒子運(yùn)動(dòng)的周期性造成多解。

下面結(jié)合例題進(jìn)行分類(lèi)分析。

一、帶電粒子帶電性的不確定造成多解

圖1電荷有正有負(fù)，有不少試題，沒(méi)有明確題中所說(shuō)的帶電粒子是帶正電荷，還是帶負(fù)電荷，這時(shí)解題者應(yīng)當(dāng)分別討論粒子帶正電荷和帶負(fù)電荷兩種情況，從而保證試題解答的完整性。

分析：由于運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中所受洛倫茲力的方向與其帶電性質(zhì)有關(guān)，所以帶電小球第一次經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，所受洛倫茲力的方向就有可能不同，在分析時(shí)通過(guò)畫(huà)出第一次經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的受力示意圖，讓學(xué)生深刻理解多解的情況，拓寬學(xué)生思維的廣度和深度。

二、速度方向的不確定造成多解

速度具有方向性，有不少試題，沒(méi)有明確題中所說(shuō)的研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)方向，這時(shí)解題者應(yīng)當(dāng)考慮帶電粒子速度方向的不確定所造成的洛倫茲力方向的多樣性，以防漏解。

變式：上題中，若小球帶正電，則小球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，懸線(xiàn)對(duì)小球的拉力多大？

分析：由于運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中所受洛倫茲力方向與其運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)，所以小球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，所受洛倫茲力的方向就有兩種，通過(guò)發(fā)散性思維，在分析時(shí)畫(huà)出從A點(diǎn)擺到C點(diǎn)時(shí)以及從B點(diǎn)回到C點(diǎn)時(shí)小球的受力情況（如圖2甲、乙所示），從而得出小球在最低點(diǎn)時(shí)，拉力的兩種情況。

三、速度大小的不確定造成多解

運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中所受洛倫茲力的大小與其速度大小有關(guān)，有不少試題，沒(méi)有明確題中所說(shuō)的帶電粒子在磁場(chǎng)中初速度的大小，這時(shí)解題者應(yīng)當(dāng)考慮初速度大小的不確定性造成的初始時(shí)刻洛倫茲力的大小存在多種情況。

四、磁場(chǎng)方向的不確定造成多解

垂直紙面的磁場(chǎng)有向里和向外兩種情況，有不少試題，沒(méi)有明確題中所說(shuō)的垂直紙面的磁場(chǎng)是向里，還是向外，這時(shí)解題者應(yīng)當(dāng)分別討論磁場(chǎng)垂直紙面向里和向外兩種情況。

五、臨界狀態(tài)的不確定性形成多解

有不少試題，臨界狀態(tài)有多種情況，這時(shí)解題者應(yīng)當(dāng)充分考慮臨界狀態(tài)的不確定性形成的多解。

參考文獻(xiàn)

[1]楊小車(chē).巧用課堂提問(wèn)訓(xùn)練學(xué)生思維[J].物理教學(xué)探討，2009（11）.

[2]安青.一場(chǎng)激烈的思維撥河比賽[J].物理教學(xué)探討2011（14）.

注：本文作者為江蘇省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃課題《重點(diǎn)高中物理活動(dòng)單的設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究》（編號(hào)：D/2011/02/435）的核心成員，主持其中一個(gè)子課題《活動(dòng)單設(shè)計(jì)原則與操作方法的研究》。

（責(zé)任編輯 易志毅）