近日，有网友向笔者推荐了江苏某市2023届高三下期3月考物理卷压轴试题，他称对该题有不同的理解，希望笔者能论证一下。笔者定睛一看，顿时正中下怀，因为这正是笔者当年围绕2021年某省高考压轴题开展的一项研究，当时基于维稳考虑，没有发表。此次分析该题，是为了引起中学物理界人士对聚焦磁场边界形状多样性的思考。该网友对该题的质疑集中在第3小问。分析参考答案可以发现，参考答案似乎默认只有圆形匀强磁场且磁场半径等于粒子轨迹半径时才能发生磁聚焦。但是该网友认为，非圆形匀强磁场也能让平行带电粒子束发生磁聚焦，并给出了自己的求解思路。在该网友给出的求解思路中，粒子只需要旋转90°，即粒子在磁场中只需要旋转1/4圆周，然后贴着磁场边缘沿直线前进，也能实现磁聚焦。
笔者依照该网友提供的思路，在几何画板软件中绘制了粒子束在磁场内外的运动轨迹，发现这种磁场形状也能实现符合题意的磁聚焦。
该网友的另类思路激起了笔者的对往事的回忆，笔者在几何画板软件内对该题中聚焦磁场的多样性问题进行了探究，得出了一些十分有趣的结论。笔者在该题参考答案给出的圆形聚焦磁场的基础上，在将磁场增强、粒子束轨道半径减小的前提下，得出了一些可以聚焦的非圆磁场。
在几何画板软件中，粒子束在磁场中的轨迹半径是可调的，因此可以聚焦的非圆磁场也是多种多样的。需要指出的是，上述分析是基于初始边界为圆弧的条件下进行的，对任意形状的初始边界，均可参照上述分析得出对应的聚焦磁场的边界形状。而聚焦磁场的边界形状不一样，对应的磁感应强度也不一样。能够将平行带电粒子束汇聚在一点的匀强磁场的边界形状并不唯一，具有多样性，而圆形是众多可能中的聚焦磁场形状中的一个。
在命题时，建议明确指出聚焦磁场的形状为圆形，否则就会出现科学性争议，降低试题的权威性。
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