例談電磁場中的粒子運動問題

江明隆 湖北省武漢市第二十九中學

1 電磁場中的粒子運動問題應注意的幾個問題

解決電磁場中的粒子運動問題的過程中，對作為高中學生的我們的思維能力以及有關物理知識的使用能力要求很高。作為高中學生，首先需要遵循以下需要注意的問題，做好問題解決思路的調整，盡快尋找到問題處理的核心，達到提高問題解決效率的目的。

第一，需要以實際問題進行綜合研究與分析，標明粒子帶正電與負電的情況，這也是評斷粒子受力方向的關鍵因素。第二，假如不對粒子的重力因素進行思考，那么粒子僅僅在電磁場區域中受力的作用。第三，增加對粒子運動速度和場的方向的關注力度，與此同時，入射角度的差異性也會導致運動軌跡產生不同。第四，電場能就粒子的運動速度進行變化，可是磁場僅僅能就粒子的速度方向進行變化。第五，如果問題里面明確規定就粒子的重力進行思考的時候，需要結合物理中力學有關知識對問題進行綜合處理。

2 場中的粒子運動的相關問題

2.1 沒有確定磁場方向

當磁感應強度是矢量，有方向，同時方向因素對問題的解決有巨大的影響。一些帶電粒子在電磁場中的運動問題之中，就磁感應強度的高低展開說明，卻并未確定磁場的具體方向，當對這一問題進行處理的過程中就會產生多解的現象。

2.2 磁場中的偏轉問題

打個比方，在XOy平面中有很多電子，其質量是m，電量是e，由坐標原點O持續以相等大小的速度V0圍繞不一樣的方向射入第一象限。現在，加上一個垂直在XOy平面的磁感應強度是B的勻強磁場，規定這部分電子穿越這一磁場以后均可以平行在X軸，朝著X軸正方向運動，請計算出負荷條件的磁場最小面積是多少？

解析：電子在磁場內運動的軌跡為圓弧，并且不一樣的方向射出的電子圓形軌跡半徑等同，也就是：r=mv0/Be，假設磁場區域很大，畫出一切可能的軌跡，則其中圓O1與O2是圓點射出，通過第一象限的一切圓中的最小與最大位置的兩個圓。假設要讓電子飛出磁場的過程中平行在X軸，這部分圓的最高點就是區域的下邊界，可以根據幾何知識進行證明。下邊界是圓弧，把這部分圓心連線向上平移一段長度是r=mv0/Be的距離，圓O2的y軸正方向半個圓就是磁場上邊界，兩個邊界相互間圖形的面積就是磁場的區域面積：

2.3 粒子在勻強電磁場中的運動問題

粒子在進行直線運動時，其本身假設處在平衡的狀態之中，粒子受到的合外力在該種狀況下，一定等于0。假設帶電例子開始做變速直線運動，則粒子在此種情況下，其本身受到的合外力就不是0，同時會與初始速度方向在相同的直線上。[2]

舉個例子及：在制作納米薄膜裝置的工作電極可簡化成真空里面距離是d的兩平行極板，加在極板A與B之間的電業UAB進行周期性改變，在這之中，正向電壓是U0，反向電壓是-Ku0，此時K大于1，電壓變化周期就是2T。當t等于0，極板B周圍的電子自身質量就是m。電荷量是e，受到電場影響，其本身從初始的靜止狀態變成運動狀態，假設整個運動狀態中，電子并未碰到極板A，那么不需要思考重力因素。假設k等于，規定在0到2T時間中，電子不可以達到極板A，計算在此種情況下，d需要滿足哪些條件。

3 結束語

作為高中生，在進行物理知識學習的過程中，需要意識到電磁學對提升解題效率是非常重要的，并且對電磁學中所關系到的粒子運動問題展開進一步探索和分析，按照問題所給出的條件以及問題進行區分。同時制定出有效的舉措，在解答問題的過程中靈活使用。除此以外，還需要增強對電磁場粒子運動問題題型的訓練，提高自己的解題精確性。

[1]陳子謙.高中物理教學中帶電粒子在電磁場中運動問題的論述[J].中國高新區,2018(01):115.

[2]周澤立.論述帶電粒子在磁場中的運動問題[J].數理化解題研究,2016(34):66.