試析復合場中帶電粒子的運動軌跡

熱合曼·納斯爾

【摘 要】復合場中帶電粒子的運動主要包含力學與電磁場兩個方面的內容。需要通過其運動的形式、力的實際平衡原理、牛頓的運動定律、動量的定理、動能的定理以及動量的守恒以及能量的守恒定理等多方面內容的把握來實現學生的理解能力和分析能力的不斷提高。本文主要對帶電粒子在電場、磁場以及復合場的運動軌跡進行分析。

【關鍵詞】復合場；帶電粒子；運動軌跡；電場；磁場

在復合場中帶電粒子的運動軌跡具有非常強的靈活性以及新穎性，這對于學生的電學與力學綜合應用能力具有很高的要求，同時還實現了學生在想象力以及創新性思維能力的考察。由于粒子的實際運動狀態主要是受到其初始的條件以及實際的受力情況的了解，帶電粒子在電場的運動中主要是受到電場力的作用，而帶電粒子在磁場中則受到了洛倫茲力的作用，這就使得在對其運動軌跡的研究過程中需要從其實際的受力情況入手，根據其初始的狀態來實現運動學知識以及動力學知識的把握，進而實現科學的結果獲得。

1復合場中帶電粒子的運動軌跡簡介

帶電粒子主要包括了電子、離子、質子以及其他的帶電性的微粒。其在實際的運動過程中主要分為兩種情況，其中的一種就是在電場或者是磁場之中，僅僅受到電場力或者是磁場力的作用而進行運動，該內容在高中的階段僅僅是對于帶電粒子在進入了電場或者磁場之后的速度方向的判定或者是場強的方向是垂直還是平行兩種情況，這樣的情況下帶電粒子實際的運動特點和運動的規律比較的簡單，能夠根據電場（磁場）對于帶電粒子的實際的作用特點以及作用的效果，再結合帶電粒子在正負以及初始運動條件上的把握來實現運動細節方面的分析；另外一種則是在復合場中，由于多種力的共同作用而實現的一種運動。在這樣的情況下問題相對復雜，由于帶電粒子在實際的運動中受到復合場中多種的場的制約，諸如，磁場、電場以及重力場等，這樣就對帶電粒子的運動軌跡的判斷造成了非常大的困難。由于復合場在構成上存在非常大的差別，因此其分析的思維方式、思維方法以及思維的程序方面都存在非常大的差異。在進行復合場中帶電粒子的運動軌跡的計算的過程中，需要通過多個結構以及多種情況的充分考慮來實現其科學性與合理性的把握，進而實現其運動軌跡的科學把握，最終實現學生空間想象能力以及邏輯思維能力不斷的提高，實現高中物理學習效率的提高。

2復合場中帶電粒子的運動軌跡分析

在復合場中，帶電粒子在實際的運動過程中受到了電場力以及洛倫茲力的作用，因此其實際的運動軌跡與拋物線具有很大的差別，同時與圓也有很大的差別，由于其運動的情況非常的復雜，因此其實際的運動軌跡與一般的曲線存在很大的差別。在實際的運動軌跡的分析過程中，通過洛倫茲力的不做功的定理把握，這樣就能夠實現解題關鍵的把握，進而得出只有電力場進行做功。當電場與磁場平行，而帶電粒子則是沿著兩場方向的垂直方向以初始的速度進入到復合場，在實際的運動過程中受到洛倫茲力的影響，但是實際的大小沒有變化；在電廠的方向則是受到了力F=qE的影響，那么就可以得出帶電粒子在垂直于磁場的平面之內主要是進行一種勻速的圓周運動，這樣電場的方向實際上是以初始速度為零的方式來進行勻加速的直線性運動，其運動的軌跡則呈現出一種不等距的螺旋的形狀；當電場與磁場呈現的是一種相互垂直的狀態，而帶電粒子則是沿用垂直于兩場的方向以初始性的速度進入到復合場之中，帶電粒子由于受到電場力以及洛倫茲力的影響，存在著三種不同的情況，當洛倫茲力大于電場力時，那么帶電粒子向上進行偏移，其電場力主要進行負功；當洛倫茲力小于電場力時，帶電粒子則是進行向下的偏移，電場力主要是在進行正功；當洛倫茲力與電場力相等時，帶電粒子主要呈現出一種勻速的直線運動，進而不會發生偏移的現象。

由磁場與電場所構成的復合場主要是應用在帶電粒子的速度選擇器的制作。也就是說，當具有一定的速度，但是在重力方面則可以忽略不計的帶電粒子在進行場強方向的垂直方向進入到復合場之中，其能夠沿著直線運動而不會產生偏轉，這樣就能夠根據受力的平衡方程來進行速度上的求解，而其中其他速度的粒子則有可能發生偏轉，這樣就能夠快速的實現帶電粒子的選擇，并且其選擇的過程中與帶電粒子的電性以及電量沒有直接的關聯。

3結語

由于復合場中帶電粒子的運動軌跡內容較為復雜，因此一直為高考的重點。通過教學內容的基礎性把握能夠提高其實際的解題能力和解題效率。復合場的實際構成以及具體的特點方面存在著非常大的差異，這就使得其在實際的思考的方式方法以及具體的程序方面也存在著非常大的差別。在實際的解題的過程中需要對于復合場的解題原理以及帶電粒子的特點等進行充分的把握，進而結合一定的解題技巧以及解題方法的把握來實現其實際解題能力的不斷提高，實現學生空間想象能力以及邏輯思維能力的不斷提高。

參考文獻：

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