第8章磁场
数学技巧|磁场中的几何知识
1.概述
高中物理要求学生具备数学知识解决物理问题的能力.当带电粒子在磁场中运动时,主要应用平面几何知识,这部分数学知识理解并不困难,关键是灵活的运用.常用的数学知识有:勾股定理,直角三角形的性质,等腰三角形的性质,三角函数,对称性分析,圆的常用几何性质等.
2.关键点
该类问题的关键点是确定圆心,找出半径和确定圆心角,常有三种情况:
(1)已知粒子两个速度的方向时,画两个速度方向的垂线,交点即圆心,因为这是两处洛伦兹力的方向交点;
(2)已知粒子在某点的一个速度方向,还有过该点粒子轨迹上的一条弦时,作弦的中垂线,中垂线和速度垂线的交点,即为圆心;
(3)已知粒子的一个速度方向和粒子运动的轨迹半径R时,在这个速度的垂线上,通过垂足找出一个半径R的长度,便可以找到圆心.
如图81所示,纸面内有E、F、G三点,∠GEF=30°,∠EFG=135°.空间有一匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外.先使带有电荷量为q(q>0)的点电荷a在纸面内垂直于EF从F点射出,其轨迹经过G点,再使带有同样电荷量的点电荷b在纸面内与EF成一定角度从E点射出,其轨迹也经过G点.两点电荷从射出到经过G点所用的时间相同,且经过G点时的速度方向也相同.已知点电荷a的质量为m,轨道半径为R,不计重力.求: