作者簡介：羅健 ，重慶市第一中學高級物理教師、重慶市骨干教師、重慶市中小學學科名師，一直擔任高中重點班級物理教學工作，指導多名學生參加全國物理競賽獲獎，多次發(fā)表文章，多次參與媒體指導全市學生和家長高考備考。

摘 要：高中物理電磁學中帶電粒子在磁場中或復合場中的運動是一個非常重要的知識點，也是高考的重點和難點。但仔細分析可以發(fā)現，其實該類問題所涉及到的物理知識和公式并不多，僅有一個洛倫茲力提供向心力的半徑公式和周期公式。該類問題的難點實際在于平面幾何中幾何關系的證明問題，所以從平面幾何關系為出發(fā)點進行該類問題的剖析，為原創(chuàng)性地命制該類試題的難題以及對該板塊內容的針對性教學提供了一種有效的方法。

關鍵詞：高中物理；高中物理課程評價；高中物理考試評價；帶電粒子

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2018）7-0001-3

1 引 言

電磁學是高中物理的核心內容中之一，從新課程標準和高考物理考綱的要求分析來看，電磁學部分占有重要的地位。在歷年高考計算題中，帶電粒子在電磁場中的運動問題常常以壓軸題的形式出現。高考中的壓軸題主要出現在力學和電磁學部分，而帶電粒子在電磁場中的運動問題所涉及的物理知識并不復雜，包括帶電粒子在電場中做勻加速直線運動或類平拋運動、帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動。特別是帶電粒子在磁場中的運動，雖然涉及到的物理知識簡單，僅有洛倫茲力提供向心力的半徑公式和做圓周運動的周期公式，但這類題目有時又會讓學生無法著手。其原因是該類試題有時會涉及較為復雜的幾何關系，其核心難在數學上，而不是物理上。本文從另一個視角入手，從應用數學方法解決物理問題，尤其是利用幾何知識求解粒子在磁場中的運動規(guī)律提供一個新的思路與方法。

高考中物理試題比較新穎而且都是命題組的老師命制的原創(chuàng)試題，不會出現陳題。如果在平時的練習中題目是通過改變以往的陳題或者網絡收集試題進行練習的話，測試出來的成績的信度將不會很高。這也要求老師要有命制原創(chuàng)試題的能力，才能讓學生的練習達到理想的效果。原創(chuàng)題的命制并不是簡單地將題海中已經有的題目進行簡單改編，而是根據知識點的要求，創(chuàng)設物理情景，然后設置物理問題。帶電粒子在電磁場中運動為常考的內容，此類問題的命制對老師來說也是一大難題。部分一線教師會根據高考真題進行改編，進行原創(chuàng)題的命制還是有難度的，其原因在于很多教師沒有形成命制原創(chuàng)試題的思路。本文提供一種簡單易行的方法和思路來指導教師進行帶電粒子在磁場中運動原創(chuàng)試題的命制，就是從數學思想入手，得出數學模型，最終再加入物理情景。

2 深刻理解幾何關系試題的數學關系

3 挖掘數學問題的幾何內涵來構造試題

原題中涉及平面幾何圖形圓與圓的關系?！袿內部可以看作粒子在勻強磁場中運動的區(qū)域。⊙O1和⊙O3，⊙O2和⊙O4可看作兩個粒子運動的軌跡相切。軌跡圓與區(qū)域邊界相切即粒子不飛出磁場，再把題目中考查的余弦定理利用起來，就增加了題目的難度。

4 進行試題編制

如圖2，以O為圓心，r為半徑的圓形邊界范圍內，有勻強磁場B，方向垂直紙面向里。距離圓心的正下方d處有粒子源P，可沿平面內各個方向發(fā)射出不同速度的正電子和負電子。質量均是m，電荷量為q，不計重力。

①若沿水平向右方向發(fā)射一個正電子和一個負電子，兩者剛好不離開磁場，求兩個粒子發(fā)射時的速度大小。

5 思路總結

高中物理中帶電粒子在磁場中的運動或者在復合場中的運動，其難點就是軌跡難畫。軌跡的根本就是幾何關系，包括直線與圓的關系、圓與圓的關系、直線與曲線以及曲線與圓的關系，而很多該類試題都是通過平面幾何的關系進行構造的。物理思想在這些幾何關系中的體現也正是高中物理考試評價中的重點和難點，原創(chuàng)命制該類試題其實是中學教師的弱點，也是學生解答該類試題的弱點。本文為中學一線教師提供了一條命制該類試題的一個思路，也為教師平時的引導性教學提供一個較好的方法。

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（欄目編輯 廖伯琴）