浅谈带电粒子在复合场中的运动问题

马素贞

从近年高考試题看，电磁场知识是历年高考试题中考点分布的重点区域，预计2014年高考占分比例仍在25%左右，计算题一般考查综合运用能力，知识覆盖面广，综合性强，多为综合场中带电粒子的运动问题。

一、三种场力的特点

1.重力的大小为mg，方向竖直向下，重力做功与路径无关，其数值除与带电粒子的质量有关外，还与初、末位置的高度差有关。

2.电场力的大小为qE，方向与电场强度E及带电粒子所带电荷的性质有关，电场力做功与路径无关，其数值除与带电粒子的电荷量有关外，还与初、末位置的电势差有关。

3.洛伦兹力的大小跟速度与磁场方向的夹角有关，当带电粒子的速度与磁场方向平行时，f=0；当带电粒子的速度与磁场方向垂直时，f=qvB；洛伦兹力的方向垂直于速度v和磁感应强度B所决定的平面，无论带电粒子做什么运动，洛伦兹力都不做功。

二、解题方法及关键

1.寻找突破口（程序法：顺藤摸瓜；逆向思维法：反其道而行之；中间处理法：打蛇要打七寸，处理带电粒子在电场、磁场中的运动，还应画好示意图，在画图的基础上特别注意运用几何知识寻找关系，特别要注意训练“三维”图的识别.）

2.正确分析带电粒子的受力及运动特征是解决问题的前提

（1）带电粒子在复合场中做什么运动，取决于带电粒子所受的合外力及其初始状态的速度，因此，应把带电粒子的运动情况和受力情况结合起来进行分析，当带电粒子在复合场中所受合外力为零时，做匀速直线运动（如，速度选择器）。

（2）当带电粒子所受的重力与电场力等值反向，洛伦兹力提供向心力时，带电粒子在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动。

（3）当带电粒子所受的合外力是变力，且与初速度方向不在一条直线上时，粒子做非匀变速曲线运动，这时粒子的运动轨迹既不是圆弧，又不是抛物线。

3.灵活选用力学规律是解决问题的关键

（1）当带电粒子在复合场中做匀速运动时，应根据平衡条件列方程求解。

（2）当带电粒子在复合场中做匀速圆周运动时，往往应用牛顿第二定律和平衡条件列方程联立求解。

（3）当带电粒子在复合场中做非匀变速曲线运动时，应选用动能定理或能量守恒定律列方程求解。

说明：由于带电粒子在复合场中受力情况复杂，运动情况多变，应以题目中的“恰好”“最大”“最高”“至少”等词语为突破口。

综上所述，我们在解题时，应根据题目情景正确地进行受力分析和过程分析，建立正确的运动模型，依据各运动过程的特点选择不同的解决方法，从而正确解题。

（作者单位 青海省湟源县二中）

编辑 王团兰