运用临界条件解决高中物理带电体在磁场中运动的问题

作者简介：雷闻韬（1998.5-），男，湖北武汉人，华中师大一附中高三（2）班。

摘要：临界条件属于高中物理解题过程中一种重要思想，其具有将复杂问题简单化的优势。针对带电体在磁场中运动轨迹的分析较为复杂，运用临界条件，能够将动态过程转化为静态条件，有效地解决此类问题。

关键词：高中物理带电体在磁场中运动；临界条件；解题

中图分类号：G634.7文献标志码：A文章编号：2095-9214（2016）02-0053-02

在物理学习过程中，常常会遇到一个物理现象（或物理状态）向另一个物理现象（或物理状态）转变时，存在一个分界的现象，通常将物体这时所处的状态称为临界状态，与该状态相关的物理条件则被称为临界条件。临界状态是物质从量变到质变规律在物理学中的生动表现，这种分界点通常以临界值的形式表现出来。在高中物理学习中，对带电体在磁场中运动轨迹的分析较为复杂，有效掌握临界条件，灵活运用临界值，对解决此类问题有着十分重要的意义。

一、首先要找到临界条件

在许多物理题目中，常常出现一些特定的词语，例如“刚好不滑动”、“刚好不分离”、“最大”、“至少”…等等，这些特定的词语很明确地对临界状态给出了暗示。所以在审题时，一定要关注这些词语，分析其中包含的引申意思，找出临界条件。有些时候，题目中并不包含上述常见的特定词语，题中会出现某个物理量在变化过程中会发生突变的现象，例如“突然断裂”、“突然停止”等，则该物理量突变时物体所处的状态即为临界状态。

带电体在磁场中运动轨迹分析的临界问题通常具有一定的隐蔽性，解题灵活性较大，审题时应注意力求准确把握题目的物理情景，从带电体的运动轨迹逐层展开分析，理清带电体在电场中的受力情况，并根据限制条件以及运动轨迹确定临界位置，抓住临界状态的特征，找到正确的解题方向。

二、分析临界条件的常用方法

找到临界条件后，需对其进行认真分析，找到解决问题的方法。常用方法一般有以下几种：

（一）直接分析法。

即直接分析、讨论临界状态和相应的临界值，求解出所研究问题的规律和解。这种方法适用于解决比较简单的临界问题。

（二）极限法、假设法、数学分析法、图象法等。

就是以定理、定律为依据列出表达式，并对表达式中的某一物理量连续变化所导致的其他物理量变化的分析，当某个物理量变为零或存在着突变的情况下就是临界状态，对应的是临界条件。在极限法的运用下列出相应的力学方程式求解最终得到答案。对于带电体在磁场中运动类问题，通常采用该方法。

三、举例说明

利用极限思维分析带电体在磁场中运动的临界问题时，需要将物理参量进行适当变化，通过求出“最大”或“最小”极限值，实现临界状态的转换。并根据限制条件以及带电体在磁场中的运动轨迹确定临界位置，求解最终答案。