关于高中物理带电粒子于电磁场中的运动教学实践

关于高中物理带电粒子于电磁场中的运动教学实践

杨丽云

元谋县第一中学

摘要：带电粒子于电磁场中的运动问题是高中物理教学中的重要内容，但是这部分知识较为抽象，很多学生无法快速理解、掌握，常常遇到相关问题时不知从何下手。因此，本文从电场、磁场、复合场三个方面入手，阐述了关于高中物理带电粒子于电磁场中的运动教学实践。

关键词：高中物理；带电粒子；电磁场；运动教学

根据分析近几年的高考题型可以发现，电场与磁场中的运动问题为重要考点。但带电粒子容易受到各种因素的影响，学生在解题时常会出现思考不够全面的情况，进而导致解题错误。为避免这种情况发生，为提高学生学习成绩，教师需基于此类知识进行专题教学。

一、带电粒子在电场中的运动问题

1.直线加速

就带电粒子在电场中的运动问题而言，直线加速运动是极其重要的一个方面，想要提高学生的学习成绩，教师就需要将这类问题的解题方法教授重视起来^【1】。例如在解题目“某地有平行金属板两块，工作人员为这两块平行金属板接上了恒定电压，使得两者有了电。倘若把这两块平行金属板放置于真空环境，就会形成匀强电场环境。倘若这个电场环境中存在一个处于静止状态的带正电的微观粒子，那么这个带电粒子将做的是初速度为0的匀加速直线运动。”的时候，很多学生会不知道如何下手。但其实，这类问题并不是很难，只要先将加速度确定下来，就可以将问题纳入牛顿动力学模板进行解决了。而教材中有明确教授过相关知识，通过知识迁移可以快速得出粒子做的功为W＝qU，并根据动能定理将粒子的末速度求出来。也就是说，只要遇到粒子的直线加速问题，只要将功能关系推出来，并且结合动力学方法进行解题就可以了。

2.偏转问题

偏转问题是特别常见的带电粒子在电场中的运动问题。因为带电粒子常是通过某一初速度入射的，且在电场中会受到恒定的电场力的影响。而想要快速准确地解决相关问题，教师就需要进行引导，让学生根据题目将思路理清，建立相关的物理模型，根据曲线运动中的平抛运动解决方法进行求解就可以了。

二、带电粒子在磁场中的运动问题

带电粒子在磁场中的运动问题多为做匀速圆周运动的物体的运动特点。因为在解题过程中学生极易受到其他知识的影响，忘记带电粒子在磁场中运动时只受洛伦兹力，且受力方向与速度方面保持垂直^【2】。对此，教师需对解决相关问题的方法进行简单介绍，需让学生明白解题要点。具体来讲，教师可以告诉学生，这样的题在解决的时候需要按照这样的步骤进行：首先，要将圆心确定下来，确定圆心的时候可以采用几何学的方法，将圆弧上的任意两个点的速度方向的垂直线画出来，线的交点就是圆心。其次，需要将圆的半径求出来。在求半径的时候可以借助几何知识解三角形的方法也可以采用洛伦兹力等于向心力的等式进行转化。一般来讲，第二种方法的作用频率较高。最后，需要将粒子的运动时间计算出来。计算运动时间时，可以采用比例的相关知识。为了降低学生的学习难度，为了让学生记忆相关的解题方法，教师可以基于解题过程编写顺口溜。

三、带电粒子在复合场中的运动问题

就带电粒子在复合场中的运动问题而言，多为匀变速直线运动、匀速圆周运动、变速曲线运动。想要解决相关问题，最简单有效的方法就是建立起相关的物理模型。就题型出现频率而言，多为高考压轴题，很多学生在看到压轴题的时候会直接放弃。有的学生认为，自己的能力有限，掌握的基础知识不够牢固，所以无法顺利解决相关问题。有的学生认为考试时间有限，而这类题型太难，与其把大量的时间浪费在难度很大而且得分率并不是很高的题目上，倒不如多检验一下自己有把握的题目，还能多得几分。但是，高考属于选拔性考试，多得一分就能多一份机会。所以，教师需要将相关题目的解决方法进行教授，使学生可以灵活准确的解决题目。具体来讲，解决带电粒子在复合场中的运动问题的思路包括：动力学观点、能量观点、动量观点。相较而言，能量观点的应用面较广，而且可以有效降低题目难度。如此，便可使学生对相关题目有深刻印象，便可帮助学生构建起完善的解题思路，便可使学生灵活运用所学知识解决问题，便可提高学生的学习成绩，为学生接下来的学习、高考奠定良好的基础。

综上所述，这部分知识是高中物理教学中的重难点，而想要使学生快速准确地解决相关问题，教师就需要将学生的解题能力提高当作入手点，就需要对解题方法进行教授。在实际教学中，教师可以根据带电粒子在电磁场中的不同情况进行问题解决方法教授。比如，教师可以讲解带电粒子在电场中的运动问题解决方法，可以讲解带电粒子在磁场中的运动问题的解决方法，可以讲解带电粒子在复合场中的运动问题的解决方法。在教授完知识后，教师要知道，光是对理论知识进行教授并不能提高学生的解题能力，并不能让学生快速准确地进行解题，所以需要给予学生一定的机会，让学生进行实践。通过这一过程，学生可以加深对知识的理解，可以积累相关的做题经验，可以在做题的过程中形成自己的解题方法，进而将学生的学习水平提高。

参考文献：

【1】陈升科. 带电粒子在正交匀强电磁场中运动的轨迹和摆线[J]. 中学物理教学参考, 2001, 000(012):11-13.

【2】李永高, 胡容. 电磁场对带电粒子作用的几种应用[J]. 物理教学探讨, 2004, 22(020):5-6.