有關帶電粒子在有界勻強磁場中運動

　　帶電粒子在有界勻強磁場中的運動實質是一類運動問題，這一類運動由于研究對象的特殊(帶電粒子，不計重力)和運動環境的特殊(有界勻強磁場)及處理方法的特殊而在所有運動問題中獨樹一幟，又由于此類題目對學生的綜合能力要求較高而倍受高考命題者青睞，在高考理綜卷壓軸題中均有出現。那么在復習課教學中如何突破這一專題呢，結合自己多年的教學實踐，筆者認為應把握以下幾點;

　　1. 注重基礎，循序漸進

　　首先應讓學生明白四個基點;一是研究對象;二是運動環境，即認識什么是有界勻強磁場及常見的類型(單一邊界、條形邊界、矩型邊界、圓型邊界);三是運動性質(勻速圓周運動)及軌跡(圓周的一部分或幾個圓周的組合);四是處理方法，即找圓心→描軌跡→求半徑→解有關的量和運動時間。

　　學生對這類題目所產生畏難情緒的主要原因有兩點：一是做圖能力差，做不出準確的軌跡圖;二是教學節奏太快，臺階太高，學生跟不上。針對這種情況，通過教學實踐，筆者認為該專題至少要安排四課時。

　　第一課時講明四個基點，講解兩道例題，練習兩道題目，重點讓學生體會此類運動的特點，掌握處理方法。具體過程如下：

　　復習帶電粒子在勻強磁場中運動的性質和規律。先要求學生做下圖(沒有ab直線)：

　　然后畫出ab直線。

　　問：若直線ab的右側有磁場，左側沒有磁場，則帶電粒子的軌跡，運動性質如何?引出有界勻強磁場的概念，明確帶電粒子在有界勻強磁場中運動的性質：勻速圓周運動。

　　規律：洛倫茲力提供向心力;運動軌跡為圓弧;半徑 R=。

　　這樣引入有界磁場的概念和帶電粒子在有界勻強磁場中的運動問題，學生感到并不陌生。

　　鼓勵學生就此種運動提出求解的一些問題。

　　第二課時是在學生練習六道題目的基礎上，引導學生總結一些規律。如

　　規律1 如從同一邊界射入的粒子，又從同一邊界射出時，速度與邊界的夾角相等。

　　規律2 如偏轉角為180°的軌跡是半圓弧，偏轉角為90°的軌跡是四分之一圓弧，偏轉角為270°的軌跡是四分之三圓弧。

　　規律3 在圓形磁場區域內，沿徑向射入的粒子，必沿徑向射出。

　　第三課時是在講解四道涉及極值和復雜問題的例題基礎上，進行規律小結，再強化練習兩道題目，重在掌握兩類臨界或極值問題。(此處由教師和學生一起完成)

　　第四課時是處理并總結學生搜集的典型題目。(此處由教師和學生一起完成)

　　2. 充分挖掘和利用解題模型

　　高中物理知識的理解和掌握離不開模型這個載體。這一部分知識在教學中對模型的挖掘和利用分以下環節：一是對基本模型的收集，這一點在前三課時的例題和練習題的選取上應得到體現。二是對基本模型中基礎問題的求解，體現在第二課時中對單一邊界和圓形有界勻強磁場有關問題的解決。三是對基礎模型的變形應用，以最常見的單一邊界的有界勻強磁場為例，首先是明白帶電粒子在有界勻強磁場中運動的基本規律，如進出場時速度與邊界的夾角特點、特殊的軌跡如半圓等特點。在教學過程中，充分發揮學生的主體作用，讓學生收集和變通出不少典型題目，既讓學生體會到學習的樂趣，又讓學生靈活掌握了知識，又為以后例題和練習題的變式做好積累，可謂一舉多得。

　　3. 突破“四個一”

　　哪“四個一”呢?分別是一個前提，即畫出軌跡圖。一個核心，即方法思路。一個橋梁，即軌跡半徑的求解。半徑的求解有兩個思路，一是通過幾何關系求解(找出半徑與已知有關物理量的定量關系)，二是通過半徑公式即R=求解。一個作用，即有界勻強磁場對帶電粒子的偏轉。在畫軌跡圖時，關鍵是圓心的確定，提倡一個方法，先假設有界場為無界場，畫出一個完整的圓，再將有界場的邊界加入，大家不防試一試。方法的理解應用滲透教學的始終，讓學生在不斷的練習中深刻體會磁場對帶電粒子的唯一作用就是偏轉。

　　4. 注重各種規律的總結和應用

　　對一些基本規律如圓心的確定、偏轉角和圓心角及弦切角的關系、圓形有界場中若帶電粒子進入時速度方向過磁場圓心則出去時速度必過圓心等要讓學生熟練掌握和應用。對一些較抽象的規律如極值問題中兩類情形：一為帶電粒子進有界磁場時速度方向不變而數值變化引起半徑變化從而產生的極值; 二為帶電粒子進有界磁場時速度數值不變而方向變化從而產生的極值。這些規律應在學生進行一定量練習題目基礎上進行引導得出，并通過相應練習題進行體會，不能一蹴而就，急于求成。

　　總之，學無止境，教無定法，教學相長，在教學實踐中不斷進行探索，會有更好的教法和學法，會有更多的體會。