高考物理秘訣（6）

　　題型11帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題

 

　　題型概述：帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題本質(zhì)上是一個(gè)綜合了電場(chǎng)力、電勢(shì)能的力學(xué)問(wèn)題，研究方法與質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)一樣，同樣遵循運(yùn)動(dòng)的合成與分解、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、功能關(guān)系等力學(xué)規(guī)律，高考中既有選擇題，也有綜合性較強(qiáng)的計(jì)?算題?.

 

　　思維模板：(1)處理帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題應(yīng)從兩種思路著手

 

　�、賱�(dòng)力學(xué)思路：重視帶電粒子的受力分析和運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析，然后運(yùn)用牛頓第二定律并結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律求出位移、速度等物理量.

 

　�、诠δ芩悸罚焊鶕�(jù)電場(chǎng)力及其他作用力對(duì)帶電粒子做功引起的能量變化或根據(jù)全過(guò)程的功能關(guān)系，確定粒子的運(yùn)動(dòng)情況(使用中優(yōu)先選擇).

 

　　(2)處理帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題應(yīng)注意是否考慮粒子的重力

 

　�、儋|(zhì)子、α粒子、電子、離子等微觀粒子一般不計(jì)重力;

 

　�、谝旱�、塵埃、小球等宏觀帶電粒子一般考慮重力;

 

　　③特殊情況要視具體情況，根據(jù)題中的隱含條件判斷.

 

　　(3)處理帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題應(yīng)注意畫(huà)好粒子運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖，在畫(huà)圖的基礎(chǔ)上運(yùn)用幾何知識(shí)尋找關(guān)系往往是解題的突破口.

 

　　題型12帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題

 

　　題型概述：帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題在歷年高考試題中考查較多，命題形式有較簡(jiǎn)單的選擇題，也有綜合性較強(qiáng)的計(jì)算題且難度較大，常見(jiàn)的命題形式有三種：

 

　　(1)突出對(duì)在洛倫茲力作用下帶電粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)量(半徑、速度、時(shí)間、周期等)的考查;(2)突出對(duì)概念的深層次理解及與力學(xué)問(wèn)題綜合方法的考查，以對(duì)思維能力和綜合能力的考查為主;(3)突出本部分知識(shí)在實(shí)際生活中的應(yīng)用的考查，以對(duì)思維能力和理論聯(lián)系實(shí)際能力的考查為主.

 

　　思維模板：在處理此類(lèi)運(yùn)動(dòng)問(wèn)題時(shí)，著重把握“一找圓心，二找半徑(R=mv/Bq)，三找周期(T=2πm/Bq)或時(shí)間”的分析方法.

 

　　(1)圓心的確定：因?yàn)槁鍌惼澚�f指向圓心，根據(jù)f⊥v，畫(huà)出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡中任意兩點(diǎn)(一般是射入和射出磁場(chǎng)的兩點(diǎn))的f的方向，沿兩個(gè)洛倫茲力f作出其延長(zhǎng)線的交點(diǎn)即為圓心.另外，圓心位置必定在圓中任一根弦的中垂線上(如圖所示).

 

　　看大圖

 

　　(2)半徑的確定和計(jì)算：利用平面幾何關(guān)系，求出該圓的半徑(或運(yùn)動(dòng)圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角)，并注意利用一個(gè)重要的幾何特點(diǎn)，即粒子速度的偏向角(φ)等于圓心角(α)，并等于弦AB與切線的夾角(弦切角θ)的2倍(如圖所示)，即?φ=α=2θ.

 

　　(3)運(yùn)動(dòng)時(shí)間的確定：t=φT/2π或t=s/v,其中φ為偏向角，T為周期，s為軌跡的弧長(zhǎng)，v為線速度.