例谈电磁场中的粒子运动问题

江明隆 湖北省武汉市第二十九中学

1 电磁场中的粒子运动问题应注意的几个问题

解决电磁场中的粒子运动问题的过程中，对作为高中学生的我们的思维能力以及有关物理知识的使用能力要求很高。作为高中学生，首先需要遵循以下需要注意的问题，做好问题解决思路的调整，尽快寻找到问题处理的核心，达到提高问题解决效率的目的。

第一，需要以实际问题进行综合研究与分析，标明粒子带正电与负电的情况，这也是评断粒子受力方向的关键因素。第二，假如不对粒子的重力因素进行思考，那么粒子仅仅在电磁场区域中受力的作用。第三，增加对粒子运动速度和场的方向的关注力度，与此同时，入射角度的差异性也会导致运动轨迹产生不同。第四，电场能就粒子的运动速度进行变化，可是磁场仅仅能就粒子的速度方向进行变化。第五，如果问题里面明确规定就粒子的重力进行思考的时候，需要结合物理中力学有关知识对问题进行综合处理。

2 场中的粒子运动的相关问题

2.1 没有确定磁场方向

当磁感应强度是矢量，有方向，同时方向因素对问题的解决有巨大的影响。一些带电粒子在电磁场中的运动问题之中，就磁感应强度的高低展开说明，却并未确定磁场的具体方向，当对这一问题进行处理的过程中就会产生多解的现象。

2.2 磁场中的偏转问题

打个比方，在XOy平面中有很多电子，其质量是m，电量是e，由坐标原点O持续以相等大小的速度V0围绕不一样的方向射入第一象限。现在，加上一个垂直在XOy平面的磁感应强度是B的匀强磁场，规定这部分电子穿越这一磁场以后均可以平行在X轴，朝着X轴正方向运动，请计算出负荷条件的磁场最小面积是多少？

解析：电子在磁场内运动的轨迹为圆弧，并且不一样的方向射出的电子圆形轨迹半径等同，也就是：r=mv0/Be，假设磁场区域很大，画出一切可能的轨迹，则其中圆O1与O2是圆点射出，通过第一象限的一切圆中的最小与最大位置的两个圆。假设要让电子飞出磁场的过程中平行在X轴，这部分圆的最高点就是区域的下边界，可以根据几何知识进行证明。下边界是圆弧，把这部分圆心连线向上平移一段长度是r=mv0/Be的距离，圆O2的y轴正方向半个圆就是磁场上边界，两个边界相互间图形的面积就是磁场的区域面积：

2.3 粒子在匀强电磁场中的运动问题

粒子在进行直线运动时，其本身假设处在平衡的状态之中，粒子受到的合外力在该种状况下，一定等于0。假设带电例子开始做变速直线运动，则粒子在此种情况下，其本身受到的合外力就不是0，同时会与初始速度方向在相同的直线上。[2]

举个例子及：在制作纳米薄膜装置的工作电极可简化成真空里面距离是d的两平行极板，加在极板A与B之间的电业UAB进行周期性改变，在这之中，正向电压是U0，反向电压是-Ku0，此时K大于1，电压变化周期就是2T。当t等于0，极板B周围的电子自身质量就是m。电荷量是e，受到电场影响，其本身从初始的静止状态变成运动状态，假设整个运动状态中，电子并未碰到极板A，那么不需要思考重力因素。假设k等于，规定在0到2T时间中，电子不可以达到极板A，计算在此种情况下，d需要满足哪些条件。

3 结束语

作为高中生，在进行物理知识学习的过程中，需要意识到电磁学对提升解题效率是非常重要的，并且对电磁学中所关系到的粒子运动问题展开进一步探索和分析，按照问题所给出的条件以及问题进行区分。同时制定出有效的举措，在解答问题的过程中灵活使用。除此以外，还需要增强对电磁场粒子运动问题题型的训练，提高自己的解题精确性。

[1]陈子谦.高中物理教学中带电粒子在电磁场中运动问题的论述[J].中国高新区,2018(01):115.

[2]周泽立.论述带电粒子在磁场中的运动问题[J].数理化解题研究,2016(34):66.