探究高中物理帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)知識(shí)點(diǎn)

練為民

(廣西來賓市來賓高級(jí)中學(xué) 546117)

一、從基礎(chǔ)入手，掌握帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)之間的運(yùn)動(dòng)知識(shí)與形成過程

在近幾年的物理高考試題卷中反復(fù)出現(xiàn)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)之間的運(yùn)動(dòng)題型，并且多次以壓軸題出現(xiàn)在試卷中，選擇題、應(yīng)用大題出現(xiàn)的次數(shù)較多，并且在試卷中所占據(jù)的分?jǐn)?shù)比較大.這恰恰說明了帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)運(yùn)動(dòng)知識(shí)是多么的重要，所以學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中要不斷的突破自我，在解題過程中掌握合適的解題方法，培養(yǎng)出自己獨(dú)特的解題思路，在復(fù)合場(chǎng)的立場(chǎng)上，了解什么是復(fù)合場(chǎng)，以及復(fù)合場(chǎng)的所有特點(diǎn)；帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)題型多數(shù)以圖形和問題同時(shí)出現(xiàn)，根據(jù)圖形學(xué)生可以較好的理解復(fù)合場(chǎng)所用的特點(diǎn)，并且能夠讓學(xué)生更好的觀察帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)是如何運(yùn)動(dòng)的，同時(shí)要掌握帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)分析的基本方法和思路；在學(xué)習(xí)“帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)之間的運(yùn)動(dòng)”相關(guān)知識(shí)點(diǎn)之前，教師就已經(jīng)講解過力學(xué)方面的知識(shí)點(diǎn)，并且通過練習(xí)已經(jīng)讓學(xué)生初步掌握解決力學(xué)方面的練習(xí).另外學(xué)生還學(xué)習(xí)過了電場(chǎng)力和洛倫茲力相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，并且對(duì)電場(chǎng)的特點(diǎn)有一定的了解，在帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的例題中，所提出的運(yùn)動(dòng)問題處理力學(xué)中的動(dòng)力學(xué)與能量學(xué)觀點(diǎn)進(jìn)行分析，除外解題過程中還要針對(duì)電場(chǎng)力和洛倫茲力相關(guān)特性進(jìn)行分析.基礎(chǔ)知識(shí)的掌握在教學(xué)過程中是尤其重要的環(huán)節(jié)，學(xué)生在初步掌握基礎(chǔ)知識(shí)過后才會(huì)對(duì)相關(guān)的問題進(jìn)行回答.因此在“帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)”這一章節(jié)的學(xué)習(xí)過程中，教師應(yīng)該重點(diǎn)講解基礎(chǔ)知識(shí)，讓學(xué)生對(duì)此知識(shí)點(diǎn)有了一定的了解之后，在去培養(yǎng)他們的解題能力和思路.

二、以“帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)運(yùn)動(dòng)”知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)相關(guān)的練習(xí)，讓學(xué)生在練習(xí)過程中提高解題技巧

為了幫助學(xué)生快速掌握“帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)之間的運(yùn)動(dòng)”的公式和定理，教師可以在章節(jié)學(xué)習(xí)之后設(shè)計(jì)相關(guān)的練習(xí)，讓學(xué)生在解決題目中快速掌握解題技巧，從中幫助學(xué)生提高物理成績(jī).對(duì)于此類題型，所要牽扯到的知識(shí)點(diǎn)太多，不然也不會(huì)在歷屆物理試卷中以壓軸題出現(xiàn)，它的題目?jī)?nèi)容關(guān)系到電場(chǎng)力、重力場(chǎng)以及磁場(chǎng)的知識(shí)，另外在不同力的作用下，帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡和所作出的功，這些都是解題過程中經(jīng)常遇到的問題，而作為學(xué)生而言，最終要的就是先掌握相關(guān)的基本知識(shí)，再對(duì)其進(jìn)行針對(duì)性的練習(xí)，從中尋找問題的突破點(diǎn)，從而掌握解題技巧和思路.學(xué)生要想解決復(fù)合場(chǎng)中帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡和做出來的功，就要對(duì)磁場(chǎng)力和電場(chǎng)力以及重力場(chǎng)相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)做到真正的理解，從而獲得解決此類問題的技巧.在解題過程前學(xué)生首先要弄清楚題目帶電粒子所在的復(fù)合場(chǎng)擁有的特點(diǎn)，帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)之間的運(yùn)動(dòng)軌跡多種多樣，有勻速直線運(yùn)動(dòng)、曲線運(yùn)動(dòng)、“心連心”運(yùn)動(dòng)，這些軌跡是較為常見的，在了解復(fù)合場(chǎng)的特定之后，教師開始讓學(xué)生針對(duì)此類知識(shí)進(jìn)行針對(duì)式的練習(xí).例如：根據(jù)下面標(biāo)示的復(fù)合場(chǎng)圖形，在光滑的絕緣軌道ABP進(jìn)行豎直放置，其軌道的末端與切線平行，在其右側(cè)有一正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁場(chǎng)區(qū)域，電場(chǎng)特點(diǎn)是豎直向上，而磁場(chǎng)的特點(diǎn)是垂直紙面向里，一帶電的小球經(jīng)過A點(diǎn)靜止下滑，經(jīng)過P點(diǎn)后進(jìn)入復(fù)合場(chǎng)區(qū)域，帶電小球在復(fù)合場(chǎng)中所經(jīng)過的運(yùn)行軌跡方向做直線運(yùn)動(dòng).則提出相關(guān)的問題：(1)小球在復(fù)合場(chǎng)中沿水平方向運(yùn)動(dòng)做________直線運(yùn)動(dòng)；(2)小球帶的是正電還是負(fù)電？(3)如果帶電小球從B點(diǎn)中有靜止滑下，那么進(jìn)入復(fù)合場(chǎng)區(qū)域后將立即向上偏？還是向下偏？專題訓(xùn)練對(duì)于學(xué)生的解題能力具有很大的幫助，不僅在解題過程只能鞏固所學(xué)習(xí)的物理基礎(chǔ)知識(shí)，還能夠鍛煉自己的物理思考能力和解題技巧.接下來在學(xué)生探究過后，教師把問題解析：(1)因?yàn)閹щ娦∏蜻M(jìn)入復(fù)合場(chǎng)區(qū)域內(nèi)是沿著水平方向做直線運(yùn)動(dòng)的，小球所受到的重力、電場(chǎng)力與洛倫茲力均沿著豎直方向，三種力的合力為0，因此帶電小球做直線勻速直線運(yùn)動(dòng)；(2)如果小球帶的是負(fù)電，那么它所受到的電場(chǎng)力、重力和洛倫茲力均豎直向下，這樣帶電小球受力不平衡，與實(shí)際答案沖突；如果小球帶的是正電，則它所受到的電場(chǎng)力和洛倫茲力是豎直向上的，而重力是豎直向下的，帶電小球與復(fù)合場(chǎng)之間可以起到平衡的作用，則可以得到正確答案為小球帶正電荷；(3)如果小球在圖中的B點(diǎn)位置由靜止向下滑，那么根據(jù)機(jī)械能守恒定理可以得知，帶電小球運(yùn)動(dòng)過程中的速度變小，則洛倫茲力也在逐漸變小，導(dǎo)致重力大于洛倫茲力和電場(chǎng)力之和，所以帶電小球在進(jìn)入復(fù)合場(chǎng)區(qū)域后將立即向下偏離.

三、帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡分析

在學(xué)習(xí)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)知識(shí)時(shí)，學(xué)生們可以認(rèn)識(shí)到帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的多種運(yùn)動(dòng)軌跡，在不同特點(diǎn)的復(fù)合場(chǎng)中，帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡不同，其解決方法也不同.在歷屆物理試卷中出現(xiàn)的帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)題型，可以分析出解題方法和知識(shí)原理，從這些解題技巧和方法中，學(xué)生能夠較快的掌握帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)運(yùn)動(dòng)知識(shí)點(diǎn)相關(guān)的題目.如帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)區(qū)域的受力方向復(fù)雜多樣，往往會(huì)出現(xiàn)臨界問題，這時(shí)學(xué)生可以針對(duì)題目中的內(nèi)容“咬文爵字”，如“恰好”、“最大”、“至少”等詞語逐個(gè)突破，挖掘出文字的深層含義，并且通過自己所學(xué)習(xí)的相關(guān)公式進(jìn)行解題.

總之，帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)之間的運(yùn)動(dòng)知識(shí)點(diǎn)，在歷屆的考試試卷中多次出現(xiàn)，多數(shù)以壓軸題展現(xiàn)在學(xué)生面前，這一章節(jié)的知識(shí)點(diǎn)對(duì)于高中物理學(xué)科學(xué)習(xí)尤其重要.所以作為物理教師，應(yīng)該傳授重要的基礎(chǔ)知識(shí)，設(shè)計(jì)針對(duì)性的相關(guān)練習(xí)，讓學(xué)生在解題過程中不斷提高解題能力，培養(yǎng)物理思維.