小學(xué)方程的教案
發(fā)表時(shí)間:2020-12-01軌跡方程。
軌跡方程
一、復(fù)習(xí)目標(biāo)
1、熟悉求曲線方程的兩類問題:一是動(dòng)點(diǎn)變動(dòng)的根本原因,二是動(dòng)點(diǎn)變動(dòng)的約束條件
2、熟練掌握求曲線方程的常用方法:定義法、代入法、待定系數(shù)法、參數(shù)法等,并能靈活應(yīng)用。
二.課前熱身
1.到頂點(diǎn)和定直線的距離之比為的動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程是
2.直線與橢圓交于P、Q兩點(diǎn),已知過定點(diǎn)(1,0),則弦PQ中點(diǎn)的軌跡方程是
3.已知點(diǎn)P是雙曲線上任一點(diǎn),過P作軸的垂線,垂足為Q,則PQ中點(diǎn)M的軌跡方程是
4.在中,已知,且成等差數(shù)列,則C點(diǎn)軌跡方程為
三.例題探究
例1.設(shè)動(dòng)直線垂直于軸,且與橢圓交于兩點(diǎn),P是上滿足的點(diǎn),求點(diǎn)P的軌跡方程。
例2.如圖,在中,平方單位,動(dòng)點(diǎn)P在曲線E上運(yùn)動(dòng),若曲線E過點(diǎn)C且滿足的值為常數(shù)。
(1)求曲線E的方程;
(2)設(shè)直線的斜率為1,若直線與曲線E有兩個(gè)不同的交點(diǎn)Q、R,求線段QR的中點(diǎn)M的軌跡方程。
例3.如圖所示,過橢圓E:上任一點(diǎn)P,作右準(zhǔn)線的垂線PH,垂足為H。延長PH到Q,使HQ=
(1)當(dāng)P點(diǎn)在E上運(yùn)動(dòng)時(shí),求點(diǎn)Q的軌跡G的方程;
(2)當(dāng)取何值時(shí),軌跡G是焦點(diǎn)在平行于軸的直線上的橢圓?證明這些焦點(diǎn)都在同一個(gè)橢圓上,并寫出橢圓的方程;
(3)當(dāng)取何值時(shí),軌跡G是一個(gè)圓?判斷這個(gè)圓與橢圓的右準(zhǔn)線的位置關(guān)系。
例4.設(shè)橢圓方程為,過點(diǎn)的直線交橢圓于點(diǎn)A、B,O是坐標(biāo)原點(diǎn),點(diǎn)P滿足點(diǎn)N的坐標(biāo)為,當(dāng)繞點(diǎn)M旋轉(zhuǎn)時(shí),求:
(1)動(dòng)點(diǎn)P的軌跡方程;
(2)的最小值與最大值。
四.方法點(diǎn)撥
例1用直接法:若曲線上的動(dòng)點(diǎn)滿足的條件是一些幾何量的等量關(guān)系,則只需直接把這種關(guān)系“翻譯”成關(guān)于動(dòng)點(diǎn)的坐標(biāo)的方程。經(jīng)化簡(jiǎn)所得同解的最簡(jiǎn)方程,即為所求軌跡方程。其一般步驟為:建系——設(shè)點(diǎn)——列式——代換——化簡(jiǎn)——檢驗(yàn)。
例2用圓錐曲線的定義求方程。如果題目中的幾何條件能夠滿足圓、橢圓、雙曲線,拋物線的第一、二定義,則直接利用曲線定義寫出其軌跡方程。
例3求曲線的軌跡方程是解析幾何的兩個(gè)基本問題之一。求符合某種條件的動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程,其實(shí)質(zhì)就是利用題設(shè)中的幾何條件,通過“坐標(biāo)互化”將其轉(zhuǎn)化為變量間的關(guān)系。在確定了軌跡方程之后,有時(shí)需要對(duì)方程中的參數(shù)進(jìn)行討論,因?yàn)閰?shù)取值的變化會(huì)使方程表示不同的曲線,會(huì)使其與其他曲線的位置關(guān)系不同,會(huì)引起另外某些變量取值范圍的變化。
例4本題是運(yùn)用參數(shù)法求的軌跡。當(dāng)動(dòng)點(diǎn)P的坐標(biāo)之間的直接關(guān)系不易建立時(shí),可適當(dāng)?shù)剡x取中間變量,并用表示動(dòng)點(diǎn)P的坐標(biāo),從而得到動(dòng)點(diǎn)軌跡的參數(shù)方程,消去參數(shù),便可得到動(dòng)點(diǎn)P的軌跡普通方程。其中應(yīng)注意方程的等價(jià)性,即由的范圍確定出范圍。
沖刺強(qiáng)化訓(xùn)練(15)
1.若點(diǎn)M(x,y)滿足,則點(diǎn)M的軌跡是()
A.圓B.橢圓C.雙曲線D拋物線.
2.點(diǎn)M為拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),連結(jié)原點(diǎn)O與動(dòng)點(diǎn)M,以O(shè)M為邊作一個(gè)正方形MNPO,則動(dòng)點(diǎn)P的軌跡方程為()
A.B.C.D.
3.方程化簡(jiǎn)的結(jié)果是()
A.B.C.D.
4.一動(dòng)圓M與兩定圓均外切,則動(dòng)圓圓心M的軌跡方程是_______________.
5.拋物線關(guān)于直線對(duì)稱的曲線方程是__________.
6.橢圓C與橢圓關(guān)于直線對(duì)稱,橢圓C的方程是()
A.B.
C.D.
7.下列四個(gè)命題:
⑴圓關(guān)于點(diǎn)A(1,2)對(duì)稱的曲線方程是;
⑵以點(diǎn)(2,-3)和點(diǎn)(2,1)為焦點(diǎn)的橢圓方程可以是;
⑶頂點(diǎn)在原點(diǎn),對(duì)稱軸為坐標(biāo)軸且過點(diǎn)(―4,―3)的拋物線方程只能是;
⑷雙曲線右支上一點(diǎn)P到左準(zhǔn)線的距離為18,則P點(diǎn)到右焦點(diǎn)的距離為;
以上正確的命題是_______.(將正確命題的序號(hào)都填上)
8.對(duì)于頂點(diǎn)在原點(diǎn)的拋物線,給出下列條件①焦點(diǎn)在軸上;②焦點(diǎn)在軸上;③拋物線上橫坐標(biāo)為1的點(diǎn)到焦點(diǎn)的距離為6;④拋物線的通徑長為5;⑤由原點(diǎn)向過焦點(diǎn)的某條直線作垂線,垂足坐標(biāo)為(2,1)。能使這拋物線的方程是的條件是(要求填寫合適條件的序號(hào))
9.求經(jīng)過定點(diǎn),以軸為準(zhǔn)線,離心率為的橢圓下方的頂點(diǎn)的軌跡方程。
10.設(shè)曲線C:和直線.
⑴記與C的兩個(gè)交點(diǎn)為A、B,求線段AB中點(diǎn)的軌跡方程;
⑵若線段AB上的點(diǎn)Q滿足,求點(diǎn)Q的軌跡方程;
⑶在點(diǎn)Q的軌跡上是否存在點(diǎn)Q0,使得經(jīng)過曲線C的焦點(diǎn)的弦被點(diǎn)Q0平分?證明你的結(jié)論.
參考答案
【課前熱身】
1.(提示:設(shè)動(dòng)點(diǎn),則。);
2.;3.(提示:設(shè),則將代入雙曲線方程得。);4.(提示:到AB的距離之和為8。)
【例題探究】
例1.解析設(shè)P點(diǎn)的坐標(biāo)為,則由方程得,A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為又
即,又直線與橢圓交于兩點(diǎn),所以所以點(diǎn)P的軌跡方程為。
例2.解析(1),又,從而,所以
點(diǎn)在以A、B為焦點(diǎn),長半軸,半焦距,短半軸的橢圓上,曲線E的方程為
(2)設(shè)直線,代入E的方程,消,
可得
所以有解之得設(shè)的中點(diǎn)為兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為,
,將得所以即為M點(diǎn)的軌跡方程。
例3.解析(1)由右準(zhǔn)線設(shè)
則由,得
且,=,故有,即為所求點(diǎn)的軌跡G的方程。
(2)當(dāng),即時(shí),軌跡G是焦點(diǎn)在平行于軸的直線上的橢圓,設(shè)其焦點(diǎn),則消去得
(3)當(dāng),即時(shí),軌跡G為圓,其方程為:即又的右準(zhǔn)線即
圓心G到準(zhǔn)線的距離為此時(shí)G與相交。
例4.解析:(1)直線過點(diǎn),當(dāng)斜率存在時(shí),設(shè)其斜率為,則的方程為記由題設(shè)可得點(diǎn)A、B的坐標(biāo)是方程組的解,消去得于是,設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為,則消去參數(shù)得①當(dāng)不存在時(shí),A、B中點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)(0,0),也滿足方程①,所以點(diǎn)P的軌跡方程為。
(3)由點(diǎn)P的軌跡方程知即
又故
當(dāng)時(shí),取得最小值為;
當(dāng)時(shí),取得最大值為。
[沖刺強(qiáng)化訓(xùn)練15]
1、;2、;3、;
4、解析:應(yīng)用圓錐曲線的定義,注意只有一支.
5、;6、A注意焦點(diǎn)所在位置的變化。
7、②④;8、②⑤
9、解:(1)(2)直線m恰為準(zhǔn)線,定值即為離心率e.
(3)當(dāng)|PA|=|PB|時(shí),|PA||PB|最大。此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo)為
10、略解:(1)設(shè)AB中點(diǎn)M,聯(lián)立方程組得:,則,消云k得,注意到△>0,∴,得
∴AB中點(diǎn)的軌跡方程是.
(2)點(diǎn)Q的軌跡方程是,是一條線段(無端點(diǎn)).
(3)曲線C的焦點(diǎn)F,設(shè)過F的直線方程為,與曲線C的方程聯(lián)立,得弦的中點(diǎn)的橫坐標(biāo)為,解得.
①當(dāng)時(shí),弦的中點(diǎn)的縱坐標(biāo);②當(dāng)時(shí),弦的中點(diǎn)的縱坐標(biāo).綜上,存在點(diǎn),使得經(jīng)過曲線C的焦點(diǎn)的弦被點(diǎn)Q0平分.
延伸閱讀
高考數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn):軌跡方程的求解
高考數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn):軌跡方程的求解
符合一定條件的動(dòng)點(diǎn)所形成的圖形,或者說,符合一定條件的點(diǎn)的全體所組成的集合,叫做滿足該條件的點(diǎn)的軌跡.
軌跡,包含兩個(gè)方面的問題:凡在軌跡上的點(diǎn)都符合給定的條件,這叫做軌跡的純粹性(也叫做必要性);凡不在軌跡上的點(diǎn)都不符合給定的條件,也就是符合給定條件的點(diǎn)必在軌跡上,這叫做軌跡的完備性(也叫做充分性).
【軌跡方程】就是與幾何軌跡對(duì)應(yīng)的代數(shù)描述。
一、求動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程的基本步驟
⒈建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系,設(shè)出動(dòng)點(diǎn)M的坐標(biāo);
⒉寫出點(diǎn)M的集合;
⒊列出方程=0;
⒋化簡(jiǎn)方程為最簡(jiǎn)形式;
⒌檢驗(yàn)。
二、求動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程的常用方法:求軌跡方程的方法有多種,常用的有直譯法、定義法、相關(guān)點(diǎn)法、參數(shù)法和交軌法等。
⒈直譯法:直接將條件翻譯成等式,整理化簡(jiǎn)后即得動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程,這種求軌跡方程的方法通常叫做直譯法。
⒉定義法:如果能夠確定動(dòng)點(diǎn)的軌跡滿足某種已知曲線的定義,則可利用曲線的定義寫出方程,這種求軌跡方程的方法叫做定義法。
⒊相關(guān)點(diǎn)法:用動(dòng)點(diǎn)Q的坐標(biāo)x,y表示相關(guān)點(diǎn)P的坐標(biāo)x0、y0,然后代入點(diǎn)P的坐標(biāo)(x0,y0)所滿足的曲線方程,整理化簡(jiǎn)便得到動(dòng)點(diǎn)Q軌跡方程,這種求軌跡方程的方法叫做相關(guān)點(diǎn)法。
⒋參數(shù)法:當(dāng)動(dòng)點(diǎn)坐標(biāo)x、y之間的直接關(guān)系難以找到時(shí),往往先尋找x、y與某一變數(shù)t的關(guān)系,得再消去參變數(shù)t,得到方程,即為動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程,這種求軌跡方程的方法叫做參數(shù)法。
⒌交軌法:將兩動(dòng)曲線方程中的參數(shù)消去,得到不含參數(shù)的方程,即為兩動(dòng)曲線交點(diǎn)的軌跡方程,這種求軌跡方程的方法叫做交軌法。
*直譯法:求動(dòng)點(diǎn)軌跡方程的一般步驟
①建系——建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系;
②設(shè)點(diǎn)——設(shè)軌跡上的任一點(diǎn)P(x,y);
③列式——列出動(dòng)點(diǎn)p所滿足的關(guān)系式;
④代換——依條件的特點(diǎn),選用距離公式、斜率公式等將其轉(zhuǎn)化為關(guān)于X,Y的方程式,并化簡(jiǎn);
⑤證明——證明所求方程即為符合條件的動(dòng)點(diǎn)軌跡方程。
人教版高一數(shù)學(xué)下冊(cè)《軌跡方程》知識(shí)點(diǎn)講解
人教版高一數(shù)學(xué)下冊(cè)《軌跡方程》知識(shí)點(diǎn)講解
一、求動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程的基本步驟
⒈建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系,設(shè)出動(dòng)點(diǎn)M的坐標(biāo);
⒉寫出點(diǎn)M的集合;
⒊列出方程=0;
⒋化簡(jiǎn)方程為最簡(jiǎn)形式;
⒌檢驗(yàn)。
二、求動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程的常用方法:
求軌跡方程的方法有多種,常用的有直譯法、定義法、相關(guān)點(diǎn)法、參數(shù)法和交軌法等。
⒈直譯法:直接將條件翻譯成等式,整理化簡(jiǎn)后即得動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程,這種求軌跡方程的方法通常叫做直譯法。
⒉定義法:如果能夠確定動(dòng)點(diǎn)的軌跡滿足某種已知曲線的定義,則可利用曲線的定義寫出方程,這種求軌跡方程的方法叫做定義法。
⒊相關(guān)點(diǎn)法:用動(dòng)點(diǎn)Q的坐標(biāo)x,y表示相關(guān)點(diǎn)P的坐標(biāo)x0、y0,然后代入點(diǎn)P的坐標(biāo)(x0,y0)所滿足的曲線方程,整理化簡(jiǎn)便得到動(dòng)點(diǎn)Q軌跡方程,這種求軌跡方程的方法叫做相關(guān)點(diǎn)法。
⒋參數(shù)法:當(dāng)動(dòng)點(diǎn)坐標(biāo)x、y之間的直接關(guān)系難以找到時(shí),往往先尋找x、y與某一變數(shù)t的關(guān)系,得再消去參變數(shù)t,得到方程,即為動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程,這種求軌跡方程的方法叫做參數(shù)法。
⒌交軌法:將兩動(dòng)曲線方程中的參數(shù)消去,得到不含參數(shù)的方程,即為兩動(dòng)曲線交點(diǎn)的軌跡方程,這種求軌跡方程的方法叫做交軌法。
直譯法:求動(dòng)點(diǎn)軌跡方程的一般步驟
①建系建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系;
②設(shè)點(diǎn)設(shè)軌跡上的任一點(diǎn)P(x,y);
③列式列出動(dòng)點(diǎn)p所滿足的關(guān)系式;
④代換依條件的特點(diǎn),選用距離公式、斜率公式等將其轉(zhuǎn)化為關(guān)于X,Y的方程式,并化簡(jiǎn);
⑤證明證明所求方程即為符合條件的動(dòng)點(diǎn)軌跡方程。
練習(xí)題:
1.若點(diǎn)P到直線x=-1的距離比它到點(diǎn)(2,0)的距離小1,則點(diǎn)P的軌跡為()
A.圓
B.橢圓
C.雙曲線
D.拋物線
2.一條線段AB的長為2,兩個(gè)端點(diǎn)A和B分別在x軸和y軸上滑動(dòng),則線段AB的中點(diǎn)的軌跡是()
A.雙曲線
B.雙曲線的一分支
C.圓
D.橢圓
3.已知|AB→|=3,A、B分別在y軸和x軸上運(yùn)動(dòng),O為原點(diǎn),OP→=13OA→+23OB→,則動(dòng)點(diǎn)P的軌跡方程是()
A.x24+y2=1
B.x2+y24=1
C.x29+y2=1
D.x2+y29=1
4.已知兩定點(diǎn)F1(-1,0)、F2(1,0),且12|F1F2|是|PF1|與|PF2|的等差中項(xiàng),則動(dòng)點(diǎn)P的軌跡是()
A.橢圓
B.雙曲線
C.拋物線
D.線段
08屆高三數(shù)學(xué)軌跡問題1
1.常見的軌跡:(1)在平面內(nèi),到兩定點(diǎn)的距離相等的點(diǎn)的軌跡是連接兩定點(diǎn)的線段的垂直平分線.(2)平面內(nèi)到角的兩邊距離相等的點(diǎn)的軌跡是這個(gè)角的平分線.(3)平面內(nèi)到定點(diǎn)的距離等于定長的點(diǎn)的軌跡是以定點(diǎn)為圓心的圓.(4)平面內(nèi)到定點(diǎn)的距離與到定直線的距離之比等于常數(shù)的點(diǎn)的軌跡是圓錐曲線.當(dāng)常數(shù)大于1時(shí)表示雙曲線;當(dāng)常數(shù)等于1時(shí),表示拋物線;當(dāng)常數(shù)大于0而小于1時(shí)表示橢圓.定點(diǎn)和定直線分別是圓錐曲線的焦點(diǎn)和相應(yīng)的準(zhǔn)線.(5)平面內(nèi)到定直線的距離等于某一定值的點(diǎn)的軌跡是與這條直線平行的兩條直線.2.求動(dòng)點(diǎn)的軌跡的步驟:(1)建立坐標(biāo)系,設(shè)動(dòng)點(diǎn)坐標(biāo)M(x,y);(2)列出動(dòng)點(diǎn)M(x,y)滿足的條件等式;(3)化簡(jiǎn)方程;(4)驗(yàn)證(可以省略);(5)說明方程的軌跡圖形,最后"補(bǔ)漏"和"去掉增多"的點(diǎn).
帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡2
確定帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的方法
帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中作圓周運(yùn)動(dòng)的問題是近幾年高考的熱點(diǎn),這些題不但涉及洛倫茲力,而且往往與幾何關(guān)系相聯(lián)系,使問題難度加大,但無論這類題多么復(fù)雜,其關(guān)鍵一點(diǎn)在于畫軌跡,只要確定了軌跡,問題便迎刃而解,下面舉幾種確定帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的方法。
1.對(duì)稱法
帶電粒子如果從一直線邊界進(jìn)入又從該邊界射出,則其軌跡關(guān)于入射點(diǎn)和出射點(diǎn)線段的中垂線對(duì)稱,入射速度方向與出射速度方向與邊界的夾角相等,利用這一結(jié)論可以輕松畫出粒子的軌跡。
圖1
例1.如圖1所示,在y小于0的區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直于xy平面并指向紙面外,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,一帶正電的粒子以速度從O點(diǎn)射入磁場(chǎng),入射速度方向?yàn)閤y平面內(nèi),與x軸正向的夾角為,若粒子射出磁場(chǎng)的位置與O點(diǎn)的距離為L,求該粒子電量與質(zhì)量之比。
解析:根據(jù)帶電粒子在有界磁場(chǎng)的對(duì)稱性作出軌跡,如圖2所示,找出圓心A,向x軸作垂線,垂足為H,由與幾何關(guān)系得:
圖2
①
帶電粒子磁場(chǎng)中作圓周運(yùn)動(dòng),由
解得②
①②聯(lián)立解得
2.動(dòng)態(tài)圓法
在磁場(chǎng)中向垂直于磁場(chǎng)的各個(gè)方向發(fā)射粒子時(shí),粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡是圍繞發(fā)射點(diǎn)旋轉(zhuǎn)的動(dòng)態(tài)圓,用這一規(guī)律可確定粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡。
例2.如圖3所示,S為電子源,它在紙面360度范圍內(nèi)發(fā)射速度大小為,質(zhì)量為m,電量為q的電子(q0),MN是一塊足夠大的豎直擋板,與S的水平距離為L,擋板左側(cè)充滿垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為,求擋板被電子擊中的范圍為多大?
圖3
解析:由于粒子從同一點(diǎn)向各個(gè)方向發(fā)射,粒子的軌跡構(gòu)成繞S點(diǎn)旋轉(zhuǎn)的一動(dòng)態(tài)圓,動(dòng)態(tài)圓的每一個(gè)圓都是逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),這樣可以作出打到最高點(diǎn)與最低點(diǎn)的軌跡,如圖4所示,最高點(diǎn)為動(dòng)態(tài)圓與MN的相切時(shí)的交點(diǎn),最低點(diǎn)為動(dòng)態(tài)圓與MN相割,且SB為直徑時(shí)B為最低點(diǎn),帶電粒子在磁場(chǎng)中作圓周運(yùn)動(dòng),由得
圖4
SB為直徑,則由幾何關(guān)系得
A為切點(diǎn),所以O(shè)A=L
所以粒子能擊中的范圍為。
3.放縮法
帶電粒子在磁場(chǎng)中以不同的速度運(yùn)動(dòng)時(shí),圓周運(yùn)動(dòng)的半徑隨著速度的變化而變化,因此可以將半徑放縮,探索出臨界點(diǎn)的軌跡,使問題得解。
例3.如圖5所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)中磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,寬度為d,一電子從左邊界垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng)射入,入射方向與邊界的夾角為,已知電子的質(zhì)量為m,電量為e,要使電子能從軌道的另一側(cè)射出,求電子速度大小的范圍。
圖5
解析:如圖6所示,當(dāng)入射速度很小時(shí)電子會(huì)在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)一段圓弧后又從同一側(cè)射出,速率越大,軌道半徑越大,當(dāng)軌道與邊界相切時(shí),電子恰好不能從另一側(cè)射出,當(dāng)速率大于這個(gè)臨界值時(shí)便從右邊界射出,設(shè)此時(shí)的速率為,帶電粒子在磁場(chǎng)中作圓周運(yùn)動(dòng),由幾何關(guān)系得
圖6
①
電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)洛倫茲力提供向心力
,所以②
①②聯(lián)立解得所以電子從另一側(cè)射出的條件是速度大于。
4.臨界法
臨界點(diǎn)是粒子軌跡發(fā)生質(zhì)的變化的轉(zhuǎn)折點(diǎn),所以只要畫出臨界點(diǎn)的軌跡就可以使問題得解。
例4.長為L的水平極板間,有垂直紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng),如圖7所示,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,板間距離也為L,兩極板不帶電,現(xiàn)有質(zhì)量為m電量為q的帶負(fù)電粒子(不計(jì)重力)從左邊極板間中點(diǎn)處垂直磁感線以水平速度v射入磁場(chǎng),欲使粒子打到極板上,求初速度的范圍。
圖7
解析:由左手定則判定受力向下,所以向下偏轉(zhuǎn),恰好打到下板右邊界和左邊界為兩個(gè)臨界狀態(tài),分別作出兩個(gè)狀態(tài)的軌跡圖,如圖8、圖9所示,打到右邊界時(shí),在直角三角形OAB中,由幾何關(guān)系得:
圖8圖9
解得軌道半徑
電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)洛倫茲力提供向心力
因此
打在左側(cè)邊界時(shí),如圖9所示,由幾何關(guān)系得軌跡半徑
電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)洛倫茲力提供向心力,
所以
所以打在板上時(shí)速度的范圍為
以上是確定帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的四種方法,在解題中如果善于抓住這幾點(diǎn),可以使問題輕松得解。