试析复合场中带电粒子的运动轨迹

热合曼·纳斯尔

【摘 要】复合场中带电粒子的运动主要包含力学与电磁场两个方面的内容。需要通过其运动的形式、力的实际平衡原理、牛顿的运动定律、动量的定理、动能的定理以及动量的守恒以及能量的守恒定理等多方面内容的把握来实现学生的理解能力和分析能力的不断提高。本文主要对带电粒子在电场、磁场以及复合场的运动轨迹进行分析。

【关键词】复合场；带电粒子；运动轨迹；电场；磁场

在复合场中带电粒子的运动轨迹具有非常强的灵活性以及新颖性，这对于学生的电学与力学综合应用能力具有很高的要求，同时还实现了学生在想象力以及创新性思维能力的考察。由于粒子的实际运动状态主要是受到其初始的条件以及实际的受力情况的了解，带电粒子在电场的运动中主要是受到电场力的作用，而带电粒子在磁场中则受到了洛伦兹力的作用，这就使得在对其运动轨迹的研究过程中需要从其实际的受力情况入手，根据其初始的状态来实现运动学知识以及动力学知识的把握，进而实现科学的结果获得。

1复合场中带电粒子的运动轨迹简介

带电粒子主要包括了电子、离子、质子以及其他的带电性的微粒。其在实际的运动过程中主要分为两种情况，其中的一种就是在电场或者是磁场之中，仅仅受到电场力或者是磁场力的作用而进行运动，该内容在高中的阶段仅仅是对于带电粒子在进入了电场或者磁场之后的速度方向的判定或者是场强的方向是垂直还是平行两种情况，这样的情况下带电粒子实际的运动特点和运动的规律比较的简单，能够根据电场（磁场）对于带电粒子的实际的作用特点以及作用的效果，再结合带电粒子在正负以及初始运动条件上的把握来实现运动细节方面的分析；另外一种则是在复合场中，由于多种力的共同作用而实现的一种运动。在这样的情况下问题相对复杂，由于带电粒子在实际的运动中受到复合场中多种的场的制约，诸如，磁场、电场以及重力场等，这样就对带电粒子的运动轨迹的判断造成了非常大的困难。由于复合场在构成上存在非常大的差别，因此其分析的思维方式、思维方法以及思维的程序方面都存在非常大的差异。在进行复合场中带电粒子的运动轨迹的计算的过程中，需要通过多个结构以及多种情况的充分考虑来实现其科学性与合理性的把握，进而实现其运动轨迹的科学把握，最终实现学生空间想象能力以及逻辑思维能力不断的提高，实现高中物理学习效率的提高。

2复合场中带电粒子的运动轨迹分析

在复合场中，带电粒子在实际的运动过程中受到了电场力以及洛伦兹力的作用，因此其实际的运动轨迹与抛物线具有很大的差别，同时与圆也有很大的差别，由于其运动的情况非常的复杂，因此其实际的运动轨迹与一般的曲线存在很大的差别。在实际的运动轨迹的分析过程中，通过洛伦兹力的不做功的定理把握，这样就能够实现解题关键的把握，进而得出只有电力场进行做功。当电场与磁场平行，而带电粒子则是沿着两场方向的垂直方向以初始的速度进入到复合场，在实际的运动过程中受到洛伦兹力的影響，但是实际的大小没有变化；在电厂的方向则是受到了力F=qE的影响，那么就可以得出带电粒子在垂直于磁场的平面之内主要是进行一种匀速的圆周运动，这样电场的方向实际上是以初始速度为零的方式来进行匀加速的直线性运动，其运动的轨迹则呈现出一种不等距的螺旋的形状；当电场与磁场呈现的是一种相互垂直的状态，而带电粒子则是沿用垂直于两场的方向以初始性的速度进入到复合场之中，带电粒子由于受到电场力以及洛伦兹力的影响，存在着三种不同的情况，当洛伦兹力大于电场力时，那么带电粒子向上进行偏移，其电场力主要进行负功；当洛伦兹力小于电场力时，带电粒子则是进行向下的偏移，电场力主要是在进行正功；当洛伦兹力与电场力相等时，带电粒子主要呈现出一种匀速的直线运动，进而不会发生偏移的现象。

由磁场与电场所构成的复合场主要是应用在带电粒子的速度选择器的制作。也就是说，当具有一定的速度，但是在重力方面则可以忽略不计的带电粒子在进行场强方向的垂直方向进入到复合场之中，其能够沿着直线运动而不会产生偏转，这样就能够根据受力的平衡方程来进行速度上的求解，而其中其他速度的粒子则有可能发生偏转，这样就能够快速的实现带电粒子的选择，并且其选择的过程中与带电粒子的电性以及电量没有直接的关联。

3结语

由于复合场中带电粒子的运动轨迹内容较为复杂，因此一直为高考的重点。通过教学内容的基础性把握能够提高其实际的解题能力和解题效率。复合场的实际构成以及具体的特点方面存在着非常大的差异，这就使得其在实际的思考的方式方法以及具体的程序方面也存在着非常大的差别。在实际的解题的过程中需要对于复合场的解题原理以及带电粒子的特点等进行充分的把握，进而结合一定的解题技巧以及解题方法的把握来实现其实际解题能力的不断提高，实现学生空间想象能力以及逻辑思维能力的不断提高。

参考文献：

[1]杨严.带电粒子在复合场中运动的应用模式分析[J].科技咨询.2009.（06）.

[2]余春日，余婧冰.用几何画板研究带电粒子在复合场中的摆线运动[J].安庆师范学院学报（自然科学版）.2012.09.（03）.