淺談高中物理中的電磁偏轉(zhuǎn)問題

陳溢欣 武漢市武鋼三中

電磁偏轉(zhuǎn)問題在高中學(xué)習(xí)本身并不難，但是由于這種現(xiàn)象在生活中并不常見，所以導(dǎo)致我們高中學(xué)生本身世界觀中沒有這種觀念，再加上這類題目有經(jīng)常與其他版塊一塊出題，所以就會(huì)讓我們有種很難的感覺。但是在對這類問題解答時(shí)，只要將各種運(yùn)動(dòng)分開分析就可以將題目解答。電磁運(yùn)動(dòng)在我們生活中其實(shí)也有很多的例子。

1 高中物理學(xué)習(xí)中電磁偏轉(zhuǎn)問題應(yīng)注意的地方

如今高考物理中電磁偏轉(zhuǎn)問題越來越多的與實(shí)際問題相結(jié)合起來，這對于我們高中生來說也能夠切實(shí)通過高中物理的學(xué)習(xí)來解釋生活中遇到的實(shí)際情況，但是與此同時(shí)，在我們進(jìn)行解題時(shí)，也常常會(huì)因?yàn)轭}目條件眾多而造成對題目理解的偏差，比如關(guān)于電磁偏轉(zhuǎn)的題目有話筒問題、繼電器問題、電視機(jī)顯像管問題、靜電除塵問題、正負(fù)離子對撞機(jī)問題等等，這些題目千變?nèi)f化，但是深究的話也就是粒子在三種場（重力場、電場、磁場）中的偏轉(zhuǎn)問題，只要我們抓住了這一點(diǎn)，這類問題就迎刃而解了。下面我將詳細(xì)講解粒子在電場、磁場中的運(yùn)動(dòng)。

1.1 帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)

粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)其實(shí)類似于粒子在重力場中的運(yùn)動(dòng)，主要是根據(jù)粒子的正負(fù)極和偏轉(zhuǎn)電場判斷粒子的受力方向和大小，再根據(jù)粒子的初速度等等以及F=qE等公式，在不同方向上列出方程從而求出離子的偏轉(zhuǎn)軌跡以及各種要求的量。帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)有三個(gè)規(guī)則可以記?。?、粒子進(jìn)入電場時(shí)所帶初速度越大，偏轉(zhuǎn)角越小。2、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)角只與粒子的初速度有關(guān)，與粒子的帶電量，電場強(qiáng)度等都無關(guān)。3、不同離子以相同出速度進(jìn)入電場，其偏轉(zhuǎn)角、偏轉(zhuǎn)距離都相同。

1.2 帶電粒子在磁場中的偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)

帶電粒子在單一磁場中所做的運(yùn)動(dòng)是圓周運(yùn)動(dòng)，首先要根據(jù)左手定律判斷帶電粒子的受力方向來判斷他的運(yùn)動(dòng)軌跡，根據(jù)洛倫茲力的公式F=qvb，可以求出粒子的受力大小，其中q是粒子的帶電量，v是粒子的速度，b是磁感應(yīng)強(qiáng)度。再根據(jù)牛頓第二定律F=ma=mv2/r，即可求出粒子偏轉(zhuǎn)半徑。粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)也有三條規(guī)則可以記?。?、粒子進(jìn)入磁場時(shí)所在位置與磁場邊緣所成的角與粒子出磁場時(shí)所在位置和粒子進(jìn)磁場時(shí)所在位置連成線所成的角大小相同。2、粒子在磁場中偏轉(zhuǎn)的半徑等于mv/qB，與其他量的大小無關(guān)。3、粒子在磁場中所受到的力是可以運(yùn)動(dòng)方向垂直。

1.3 帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)

復(fù)合場即電場、磁場、重力場摻雜在一起時(shí)粒子在其中的運(yùn)動(dòng)，這就很讓我們高中學(xué)生頭痛，其實(shí)這類題想明白之后非常簡單，簡單地說就是“一碼歸一碼，最后算總賬”。將粒子在每種場中的運(yùn)動(dòng)單獨(dú)求出來，假設(shè)目前只受這一種力來進(jìn)行分析，判斷他的運(yùn)動(dòng)軌跡，最后再通過合并，來判斷其運(yùn)動(dòng)情況。當(dāng)粒子在復(fù)合場中靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)牛頓第一定律可知粒子此時(shí)受力平衡，這個(gè)時(shí)候一定要注意粒子如果是靜止是不受洛倫茲力的，因?yàn)槁鍌惼澚σ罅Ｗ邮窃谶\(yùn)動(dòng)情況下有速度才有力。這樣就可以在各個(gè)方向上列出等式，從而求出各種所要求得量。再者當(dāng)粒子作勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，就可以判斷出電場力和重力平和，這樣洛倫茲力才單獨(dú)發(fā)揮作用，這樣也可以列出等式求出未知量。在復(fù)合場問題中，由于粒子運(yùn)動(dòng)的不規(guī)則性，往往會(huì)牽扯粒子運(yùn)動(dòng)的“最大”、“最小”、“最遠(yuǎn)”等問題，需要我們具體問題具體分析來進(jìn)行解答。

2 電磁偏轉(zhuǎn)問題在生活中的應(yīng)用

其實(shí)電磁偏轉(zhuǎn)問題在生活中的應(yīng)用十分廣泛，但是由于磁場這種東西，看不見摸不著，所以我們腦海中并沒有這種概念，事實(shí)上，我們用的話筒就是運(yùn)用了粒子在磁場中的偏轉(zhuǎn)，話筒的振動(dòng)膜前面鍍有薄薄的金屬層，膜后距膜幾十微米處有一金屬板，振動(dòng)膜上的金屬層和這個(gè)金屬板構(gòu)成電容器的兩極，在兩極間加一電壓U，人對著話筒說話時(shí)，振動(dòng)膜前后振動(dòng)，使電容發(fā)生變化，從而影響其中粒子的偏轉(zhuǎn)，當(dāng)這種偏轉(zhuǎn)被記錄放大后就形成了聲音從話筒到音響的聲音傳遞。諸如此類的問題還有很多，比如電視機(jī)屏幕的顯像、無塵室室除塵等等，本文不再一一列舉。

3 結(jié)束語

電磁偏轉(zhuǎn)問題在高中物理學(xué)習(xí)中對于我們高中生來說說難也不難，但是說它容易又有很多同學(xué)會(huì)覺得難，這就要求我們廣大高中學(xué)生在平時(shí)學(xué)習(xí)中要積極尋找自己的弱項(xiàng)，用于詢問老師和學(xué)習(xí)好的同學(xué)，這樣才能對基本知識(shí)有比較穩(wěn)的把握。再者，要多做不會(huì)做的題目，對答案進(jìn)行詳細(xì)分析，柞木他每一步為什么要這么做，長此以往，才能將這種題目學(xué)會(huì)。

[1]黃孝國.淺談高中物理中的電磁偏轉(zhuǎn)問題[J].中學(xué)物理（高中版）,2014,32(4):48-50.

[2]吳思遠(yuǎn).高中物理的電磁偏轉(zhuǎn)探討[J].大科技,2015,(3):33-33.