高中物理学习中电磁场中带电粒子的运动问题分析

高中物理学习中电磁场中带电粒子的运动问题分析

赖永力

（湖南师范大学附属中学，湖南长沙410081）

摘要：随着我国社会不断进步发展，人们越来越重视我国的素质教育，高中物理作为素质教育的重要组成部分之一，同时在高考理科综合中占据着重要地位。高中物理知识的学习常常是我们高中生学习的重点与难点，尤其针对电磁场中带电粒子的运动问题部分，其占据较大的高考分值，这无疑增加了高中生学习的压力与学习的难度。故此，本文主要以高中物理学习中电磁场中带电粒子的运动问题，进行分析，为此期望给予广大同学们几点学习建议，夯实我们的物理知识基础。

关键词：高中物理学习；电磁场带电粒子；运动问题；高中生

高中物理是高中生学习的基础，也是每一位高中理科生成长的必经之路。对于高中物理中电磁场中带电粒子的运动问题，尽管每个高中物理教师都会在课堂上领着我们高中生进行讲解、复习。但是，由于大多数高中生对于电磁场中带电粒子运动问题的学习一知半解，未能完全将其知识内化吸收，导致大多数高中生在学习电磁场中带电粒子的运动问题时常常反映此知识内容太过复杂抽象，虽然掌握此知识点但是难以灵活运用，以至于物理成绩不太理想。针对此现象，作为一名高中理科生，就电磁场中带电粒子的运动问题的物理学习提出几点意见。

一、电磁场中带电粒子运动的知识点分析

（一）带电粒子的加速

根据高中物理教材内容，带电粒子的加速是电磁场中带电粒子运用的重要知识点，高中生在学习此知识点时，常常会看到一道这样的例题：一对金属板平行放置形成一个电容器，通过在两端连接恒压直流电源，确保其两极板间电势差恒定，并将这一对金属板放置在真空的条件下，两板之间的电势差和距离分别设定为U与d。假如在金属板间存在一个微观粒子（不计重力），将这个微观粒子的质量设成为m，那么将其所带的正电电荷并作为q。试问在这个电磁场中微观粒子由静止到正极板运动再到负极板运动时，微观粒子到负极板运动的速率是多少。同学们看到此题，根据题意可知，带电粒子在此时只能受到电场力，因此，就可以结合公式E=U/d得到电场强度大小,之后根据定理便可推导出带电粒子的加速度是多少，进而求出答案。这是一道典型的电磁场中带电粒子的运动问题，同学生只要掌握相关的物理公式与定理概念，就可以推算出其正确的答案。

（二）带电粒子的转移、偏转

结合高中物理教材内容，同学们在学习这部分知识点时是针对可以忽视重力的带电微观粒子，当忽视重力的带电微观粒子进入到电磁场当中所产生的运动过程，其电场力是恒定的，不发生变化。带电粒子的转移、偏移的运动场景与运动受力的形式过于特殊，高中生在学习这部分知识内容时，可以与平抛运动进行对比，便于同学们记忆[1]。此外，关于针对带电粒子在匀强电磁场中直线运动问题的解答方法，同学们可以从带点粒子做直线运动中发现可以运用的条件，例如在平衡的状态下带电粒子所受到的合外力等于0；当带电粒子做变速直线运动时，带电粒子所受到的合外力一定不能等于0，并且带电粒子变速运动的方向一直与最初速度的方向相同。因此，同学们在解答此类问题时，首先要找到关键点，再运用动力学理念加以分析，并结合牛顿运动定律与运动学相关公式进行有效解答。

二、电磁场中带电粒子的运动问题学习建议

在高中物理学习中电磁场中带电粒子的运动问题是大部分高中生学习的难点，也是历年高考考试的热点问题，这部分知识内容在历年高考试题中年年出现，占据着较高的分值[2]。电磁场中带电粒子的运动问题具有较强的综合性，因此同学们在学习这一部分知识点时，应该从洛伦兹力知识点的应用作为切入点，首先要掌握电磁场中带电粒子的运动知识点的相关概念与定理，加深记忆印象。其次，真正的理解与掌握电磁场中带电粒子运动的变化规律，并灵活的运动其公式、定理，只有在这个基础上，才能够为后续的学习奠定坚持的基础。从同学们关于电磁场中带电粒子的运动问题的学习现状得知，大多数高中生并不擅长从运用理论的角度分析推理，在匀强电磁场中带电粒子的运动轨迹[3]。因此同学们可以根据自己薄弱的知识点，学会运用公式推导的方式解决此类问题。例如可以利用实验来观察带点粒子的运动轨迹，这就需要同学们应该掌握此实验的相关名称装置以及相关作用。在实验中对于电场、励磁线圈、匀强磁场，我们一定要理清这三者之间的方向及关系，并根据实验现象结合牛顿第二定律分析电磁场中带电粒子的运动规律。只有将这些最为基础的实验过程整理清晰，才能够有效地运用洛伦兹力知识解决实验中各个现象，从而找出推导半径与速度的相关公式，降低做题的难度，提高我们做题的准确率。

三、在复合场中带电粒子的运动问题学习意见

在复合场中带电粒子也是我们在物理学习中面临的难题，针对这一问题，同学们可以通过建立模型的方式进行深度学习。针对这一知识点，同学们可以从提高自身的阅读能力方面作为切入点，理清问题题目中所隐藏的物理过程作为解题的关键点[4]。例如：如果带电粒子一直呈现出静止或保持匀速直线运动的状态时，那么同学们就可以根据题意判断出带电粒子受到的合外力是0。除此之外，在复合场中带电粒子还可能保持非匀变速的运动状态，在这种条件下同学们应该了解到带电粒子受到的合外力较为特殊，不再以保持恒定，而是随之变化，运用运动学公式、平行四边形定则等有关知识进而做具体的分析。

结束语：

综上所述，对于高中物理电磁场中带电粒子运动问题的学习，我们一定要小心细致，否则稍不留意就会出错。因此，我们在学习电磁场中带电粒子运动时，应该熟练的掌握此部分定理、定义以及相关公式，课后要多复习多练习，才能够在习题的解答过程中不断的夯实此部分知识基础，灵活的运动电磁场中带电粒子运动知识点，才能达到举一反三、学以致用的学习效果，有利于提高我们的物理能力，使我们的物理成绩有所提升，促进我们未来发展。

参考文献

[1]周俊义.高中物理教学探究——以"带电粒子在电磁场中的运动问题"为例[J].西部素质教育,2018,4(18):237.

[2]张浥珩.高中物理学习中电磁场中带电粒子的运动问题[J].通讯世界,2017(23):323-324.

[3]周燕.带电粒子在电磁场中运动问题命制思路[D].重庆师范大学,2017.

[4]奚发建.浅谈如何利用动态圆来处理带电粒子在电磁场中的运动问题[J].新课程•中学,2017(4):117