帶電粒子在場中運(yùn)動是高考重點(diǎn)考查內(nèi)容之一，也是高中物理重要知識點(diǎn)之一。在近幾年的高考中，時有涉及帶電粒子在場中運(yùn)動回歸問題，故此我對此類問題進(jìn)行了分類歸納總結(jié)。
　　一、以改變磁場大小實(shí)現(xiàn)粒子回歸
　　例1：如圖1所示，以MN為界面的勻強(qiáng)磁場，上方磁感應(yīng)強(qiáng)度為2B，下方磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向均垂直紙面向外?，F(xiàn)有一帶電荷量為+q、質(zhì)量為m的粒子，從界面MN上的O點(diǎn)出發(fā)，垂直進(jìn)入上方磁場中，經(jīng)過?搖?搖?搖?搖s后，又要以相反的方向通過O點(diǎn)。
　　解析：+q帶電粒子進(jìn)入磁場做勻速圓周運(yùn)動，由于洛倫茲力始終不做功，故帶電粒子進(jìn)入上、下界面磁場速率不變，由R=，上方圓半徑與下方圓半徑R∶R=B∶B=1∶2，畫出運(yùn)動軌跡如圖2所示。則粒子以相反方向通過O點(diǎn)，要在上方完成兩個半圓，下方完成一個半圓，所需時間t=T+T，T=，T=。所以，t=+=。
　　評析：這類問題以分界磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小引起粒子做圓周運(yùn)動的半徑的改變，從而出現(xiàn)一定的幾何聯(lián)系，最終實(shí)現(xiàn)粒子的回歸。某些問題中還會通過磁場強(qiáng)度隨時間的變化等來實(shí)現(xiàn)粒子回歸。
　　二、以改變磁場方向?qū)崿F(xiàn)粒子回歸
　　例2：在某平面上有一半徑為R的圓形區(qū)域，區(qū)域內(nèi)外均有垂直于該平面的勻強(qiáng)磁場，圓外磁場范圍足夠大，已知兩部分磁場方向相反且磁感應(yīng)強(qiáng)度都為B，方向如圖3所示。現(xiàn)在圓形區(qū)域的邊界上的A點(diǎn)有一個電量為q，質(zhì)量為m的帶電粒子以沿半徑且垂直于磁場方向向圓外的速度經(jīng)過該圓形邊界，已知該粒子只受到磁場對它的作用力。
　?。?）若粒子在其與圓心O連線旋轉(zhuǎn)一周時恰好能回到A點(diǎn)，試求該粒子運(yùn)動速度υ可能值。
　?。?）在粒子恰能回到A點(diǎn)的情況下，求該粒子回到A點(diǎn)所需的最短時間。
　　解析：（1）粒子運(yùn)動的半徑為r，qυB=mυ/r，解得r=。
　　如圖4，O為粒子運(yùn)動的第一段圓弧AB的圓心，O為粒子運(yùn)動的第二段圓弧BC的圓心，根據(jù)幾何關(guān)系可知tanθ=，∠AOB=∠BOC=2θ。
　　如果粒子回到A點(diǎn)，則必有n×2θ=2π（n取正整數(shù)）
　　可得υ=tan考慮到θ為銳角，即0<θ<，可得n≥3，
　　故υ=tan（n=3，4，5……）。
　　（2）粒子做圓周運(yùn)動的周期T=，因?yàn)榱Ｗ用看卧趫A形區(qū)域外運(yùn)動的時間和圓形區(qū)域內(nèi)運(yùn)動的時間互補(bǔ)為一個周期T，所以粒子穿越圓形邊界的次數(shù)越少，所花時間就越短，因此取n=3，可得θ=。而粒子在圓形區(qū)域外運(yùn)動的圓弧的圓心角為α=2π-2（-θ）=π。
　　故所求的粒子回到A點(diǎn)的最短運(yùn)動時間t=T+T=。
　　評析：本題借助分界磁場的方向的改變實(shí)現(xiàn)了粒子的回歸，通過對這類以磁場方向改變來達(dá)到粒子回歸的探究，界的形狀除了此處的圓形，還有矩形、三角形