浅谈带电粒子在复合场中运动问题的解题技巧

浅谈带电粒子在复合场中运动问题的解题技巧

崔百灵

宣威市第九中学

摘要：高中物理知识内容繁杂，物理问题涉及的知识点也相对较多，这种情况下若学生缺少有效的解题技巧和思路方法，极易出现解题障碍，难以顺利攻克难关，进而逐步降低学生的自信心。所以针对这种情况下教师需要加强重视，根据物理问题所涉及的知识点、相关要求特征等，结合学生的实际情况，制定合理的对策，帮助学生快速解决物理问题。本文就带电粒子在复合场中运动问题的解题技巧作出分析，提出几点建议，以供参考。

关键词：高中物理；解题技巧；教学对策

学生缺少正确的解题思路和有效的解题技巧，就容易出现问题考虑不全面、问题关键点不明确等情况，进而加大问题解决难度，使得学生一直无法顺利攻克该类物理问题。所以需要教师能够对该类物理问题加强分析，制定合理的教学对策，促进学生能够了解公式规律、正确审题，并运用物理模型、空间想象等有效方法解决问题。

1. 打牢基础，构建物理解题模型

掌握理解物理模型的基础概念及构建要点，能够根据题目内容建立对应的解题模型，不仅可有效降低物理问题的难度，还能理清学生思路，节省解题时间。现阶段复合场问题中，所使用到的物理解题模型可涉及平抛运动模型、磁场匀速圆周运动模型^[1]。这两种模型对于解决以下此类物理问题十分有效。

问题1：该带正电粒子不计重力，其质量为m，所带电荷量为q。带电粒子先保持静止状态，后经过电压为U的加速电场，在加速后由A点垂直进入均强磁场，再由P点垂直进入均强电场，之后从C点射出，所示如图1。已知条件：OA=OC=d。需求：磁感应强度与电场强度。

图1

粒子需在洛伦兹力的作用下，才能够在复合场中做匀速圆周运动。学生如果能够掌握磁场匀速圆周运动物理模型，了解其模型建立要点和方法，就能够清晰找到关键条件，列出相应的公式。同样学生提高对平抛运动模型的运用能力，能够通过分析匀强电场中带电粒子偏转，得出其做类平抛运动，进而将与该运动相关的公式结合相关条件进行运用，利用多个公式求出问题所需答案。本题主要涉及 四个方程。所以在教学阶段，教师多加强培养学生建构模型的能力，主要通过探究物理过程、了解物理实质、明确问题本质特征、找出隐藏条件等途径帮助学生学会构建模型，掌握解题技巧。

2. 加强学生空间想象力，提高物理问题解决能力

复合场运动问题中有很多题目在解答过程中考察学生的空间观念，学生具备较强的空间想象力，能够对题目中有效信息进行分析，利用空间想象对问题进行简化，快速理清思路找到答题关键。所以教师在日常教学中应借助多媒体，利用3D技术，通过直观演示让学生能够对各类物理知识、模型加深印象，激发学生的空间想象力。在单元知识课堂教学、课后习题练习过程中，教师也应多为学生提供自主锻炼和实践操作的机会，促进学生在脑中能够想象中带电粒子的运动图案。同时借助真实的物理道具，开展与复合场运动问题相关的物理实验，以进一步培养学生的空间想象力。在解答物理问题的过程中，教师也应引导学生多画图，将题目中的关键信息在图中进行表达。另外，针对复合场运动问题来说，其也涉及半径、圆心角等数学知识，教师还应加大物理知识与数学知识的整合力度，促进物理模型与数学模型之间能够合理转化，数学知识与物理知识能够有效连接。

问题2：该带正电粒子不计重力，以倾斜向下的初速度v运动，竖直向下的磁感应强度与初速度方向呈θ角，需分析：带电粒子在匀强磁场中运动情况^[2]。

针对该问题，主要需先将速度分解为水平和竖直两种速度分量，利用运动独立性特征，准确得出水平面内粒子呈匀速圆周运动状态。同时其在竖直方向上并不受力，进而可得在该方向上带电粒子做匀速直线运动。所以这种情况下，带电粒子进入匀强磁场后，根据题目所示条件，可得粒子运动轨迹为螺旋线（见图2）。同时还能得出只要速度分量一致，其运动轨迹所产生的螺距也相等。当学生能够根据空间想象和思维推理画出相应的图，就能够准确解答问题。

图2

3. 开展物理学习交流会，提升解题技巧运用水平

班级学生能力不同，思维想法等方面也存在一定差异。除教师讲授技巧和基础解题方法外，还应多开展学习交流会，让学生之间能够进行想法交流、解题技巧共享。在此过程中学生思维想法可得到碰撞，同时学生年龄相仿、认知等方面大致处于同一水平，在知识讲解和技巧共享上更容易让彼此接受和了解。另外，教师还可以利用微信、微课视频为学生推送一些有关复合场运动问题的解题技巧讲解视频或资料，以及多开展与该类物理问题相关的实践活动，让学生通过多种途径锻炼和提升解题技巧运用水平。

结语：带电粒子在复合场中运动问题整体学习难度较高，其包含重力、洛伦兹力等相关知识内容，且所涉及的公式相对较多。在现阶段教学中，教师应加强学生对基本公式、定理等知识的掌握力度，并通过培养学生模型构建能力、增强学生空间想象力、促进学生进行学习交流等方式让学生了解更多的解题技巧，有效运用技巧解决问题。

参考文献：

[1]赵翔宇.高中物理带电粒子在复合场中的运动分析[J].中国校外教育（下旬刊）,2019,(4):119.

[2]姜怀讯.对带电粒子在复合场中的运动问题的几点思考[J].高中数理化,2018,(2):24-25.