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        例談電磁場中的粒子運動問題

        2018-04-27 11:51:52江明隆湖北省武漢市第二十九中學
        數(shù)碼世界 2018年4期
        關(guān)鍵詞:電磁場極板磁場

        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(yīng)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(guān)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(diào)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(guān)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(qū)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(guān)注力度,與此同時,入射角度的差異性也會導(dǎo)致運動軌跡產(chǎn)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(guī)定就粒子的重力進行思考的時候,需要結(jié)合物理中力學有關(guān)知識對問題進行綜合處理。

        2 場中的粒子運動的相關(guān)問題

        2.1 沒有確定磁場方向

        當磁感應(yīng)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(yīng)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(chǎn)生多解的現(xiàn)象。

        2.2 磁場中的偏轉(zhuǎn)問題

        打個比方,在XOy平面中有很多電子,其質(zhì)量是m,電量是e,由坐標原點O持續(xù)以相等大小的速度V0圍繞不一樣的方向射入第一象限?,F(xiàn)在,加上一個垂直在XOy平面的磁感應(yīng)強度是B的勻強磁場,規(guī)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(nèi)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(shè)磁場區(qū)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(shè)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(qū)域的下邊界,可以根據(jù)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(qū)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(shè)處在平衡的狀態(tài)之中,粒子受到的合外力在該種狀況下,一定等于0。假設(shè)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(yè)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(zhì)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(tài)變成運動狀態(tài),假設(shè)整個運動狀態(tài)中,電子并未碰到極板A,那么不需要思考重力因素。假設(shè)k等于,規(guī)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(jié)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(guān)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(qū)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(xùn)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(qū),2018(01):115.

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

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