带电粒子在复合场中的运动问题探究

高祥

【摘要】对于高中物理而言，带电粒子在复合场中的运动问题是学习的重点，也是高考难点，该类题目学习难度较大，要求学生具有分析问题与解决问题的综合能力。因此，解决这一类问题，学生必须牢固掌握解题思路。鉴于此，作者结合多年教学经验，总结带电粒子在复合场中运动问题，并提出了解决问题的思路，仅供参考。

【關键词】高中物理;带电粒子;复合场;运动

一、高中物理中带电粒子在复合场中运动的概述

复合场，是指重力、磁场、电场同时存在的场所，而带电粒子在复合场中的运动情况主要分为以下几种：1.带电粒子在复合场中的直线运动。（1）粒子运动的方向与磁场呈现平行的状态，电场力和粒子的重力持平，并进行匀速直线运动;（2）粒子的运动方向与磁场垂直，此时，粒子所受的洛伦磁力、电场力能够与重力保持平衡，从而进行匀速直线运动。

2.带电粒子在复合场中的曲线运动。（1）圆周运动，即当带电粒子所受电场力的作用方向与重力相反，粒子运动方向垂直于磁场方向，此时的洛伦磁力作为向心力，会使粒子在垂直于磁场的平面中，进行匀速圆周运动;（2）曲线运动，即如果带电粒子受到的合外力大小、方向等不断变化，带电粒子就会在复合场中进行非匀变速的曲线运动。

3.带电粒子在复合场中的分阶段运动。在复合场中带电粒子分阶段运动的原因是粒子往往处于几个并列场构成中，通过不同区域场时，粒子运动性质则会发生相对应的改变。解题过程中，应对不同场中粒子所表现出的受力情况进行了解，并认识到其同运动速度之间存在的关系，然后准确地将受力分析图绘制出来。当带电粒子同时通过不同情况的复合场区域时，其运动情况也会发生相对应的改变，所以应分阶段分析不同粒子具体受力情况。

二、带电粒子在复合场中运动的解题思路

1.正确分析带电粒子的受力及运动特征是解决问题的前提。对于这一问题的解答，应了解带电粒子受力情况及具体运动特点，并对这一过程进行全面分析。首先，应了解带电粒子在复合场中受到了哪一种力，方向是什么，同时该粒子所受到的合外力是什么，最开始运动状态表现是什么，这些是我们在解决问题时必须重点思考的。复合场合外力为零时，带电粒子表现为匀速运动，如果外合力发生变化，则运动方向与速度方向则不会在同一直线上，其运动轨迹不是抛物线，也不是圆弧。

2.灵活选用力学规律是解决问题的关键。当带电粒子在复合场中表现为匀速运动时，可根据平衡条件列举方程式解答问题，而对于匀速运动这一过程，可基于牛顿第二定律与平衡条件予以相互串联，建立相对应的方程式进行求解。

3.利用功和能或冲量、动量的观点。对于这一问题的解决，可借助功和能活冲量、动量之间的关系。例如，洛伦兹力方向同运动方向互相垂直，所以大多数情况下带电粒子在复合场中的运动轨迹表现为任意曲线，因此应基于力做功的特征进行分析，可运用动能定理来解决问题。

4.认真分析运动过程的细节，充分挖掘题中的隐含条件。在这一问题解决中，应注意力与运动相互制约的关系，营造形象、生动的物理情境，对问题的实质予以全方位剖析，将物理模型转变为数学模型，从而有效解决问题。

三、结语

对于带电粒子在复合场中运动的问题，如果解题思路不对，则极易进入误区，所以应对有关概念予以熟悉，并借助力学、数学等一系列知识，积极发挥空间想象能力，模拟出带电粒子在复合场中的具体运动情况，再基于力学与数学等知识进行解题，引导学生养成科学的解题习惯，从容不迫地应对这一类问题。

参考文献：

[1]陈宜锐.高中物理带电粒子在复合场中的运动探讨[J].通讯世界，2017（2）.

（责任编辑 袁霜）