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浅谈高中物理中的电磁偏转问题

2018-12-23陈溢欣武汉市武钢三中

数码世界 2018年1期
关键词:带电粒子话筒电场

陈溢欣 武汉市武钢三中

电磁偏转问题在高中学习本身并不难,但是由于这种现象在生活中并不常见,所以导致我们高中学生本身世界观中没有这种观念,再加上这类题目有经常与其他版块一块出题,所以就会让我们有种很难的感觉。但是在对这类问题解答时,只要将各种运动分开分析就可以将题目解答。电磁运动在我们生活中其实也有很多的例子。

1 高中物理学习中电磁偏转问题应注意的地方

如今高考物理中电磁偏转问题越来越多的与实际问题相结合起来,这对于我们高中生来说也能够切实通过高中物理的学习来解释生活中遇到的实际情况,但是与此同时,在我们进行解题时,也常常会因为题目条件众多而造成对题目理解的偏差,比如关于电磁偏转的题目有话筒问题、继电器问题、电视机显像管问题、静电除尘问题、正负离子对撞机问题等等,这些题目千变万化,但是深究的话也就是粒子在三种场(重力场、电场、磁场)中的偏转问题,只要我们抓住了这一点,这类问题就迎刃而解了。下面我将详细讲解粒子在电场、磁场中的运动。

1.1 带电粒子在电场中的偏转运动

粒子在电场中的运动其实类似于粒子在重力场中的运动,主要是根据粒子的正负极和偏转电场判断粒子的受力方向和大小,再根据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从而求出离子的偏转轨迹以及各种要求的量。带电粒子在电场中的运动有三个规则可以记住:1、粒子进入电场时所带初速度越大,偏转角越小。2、带电粒子的偏转角只与粒子的初速度有关,与粒子的带电量,电场强度等都无关。3、不同离子以相同出速度进入电场,其偏转角、偏转距离都相同。

1.2 带电粒子在磁场中的偏转运动

带电粒子在单一磁场中所做的运动是圆周运动,首先要根据左手定律判断带电粒子的受力方向来判断他的运动轨迹,根据洛伦兹力的公式F=qvb,可以求出粒子的受力大小,其中q是粒子的带电量,v是粒子的速度,b是磁感应强度。再根据牛顿第二定律F=ma=mv2/r,即可求出粒子偏转半径。粒子在磁场中的运动也有三条规则可以记住:1、粒子进入磁场时所在位置与磁场边缘所成的角与粒子出磁场时所在位置和粒子进磁场时所在位置连成线所成的角大小相同。2、粒子在磁场中偏转的半径等于mv/qB,与其他量的大小无关。3、粒子在磁场中所受到的力是可以运动方向垂直。

1.3 带电粒子在复合场中的运动

复合场即电场、磁场、重力场掺杂在一起时粒子在其中的运动,这就很让我们高中学生头痛,其实这类题想明白之后非常简单,简单地说就是“一码归一码,最后算总账”。将粒子在每种场中的运动单独求出来,假设目前只受这一种力来进行分析,判断他的运动轨迹,最后再通过合并,来判断其运动情况。当粒子在复合场中静止或匀速直线运动时,根据牛顿第一定律可知粒子此时受力平衡,这个时候一定要注意粒子如果是静止是不受洛伦兹力的,因为洛伦兹力要求粒子是在运动情况下有速度才有力。这样就可以在各个方向上列出等式,从而求出各种所要求得量。再者当粒子作匀速圆周运动时,就可以判断出电场力和重力平和,这样洛伦兹力才单独发挥作用,这样也可以列出等式求出未知量。在复合场问题中,由于粒子运动的不规则性,往往会牵扯粒子运动的“最大”、“最小”、“最远”等问题,需要我们具体问题具体分析来进行解答。

2 电磁偏转问题在生活中的应用

其实电磁偏转问题在生活中的应用十分广泛,但是由于磁场这种东西,看不见摸不着,所以我们脑海中并没有这种概念,事实上,我们用的话筒就是运用了粒子在磁场中的偏转,话筒的振动膜前面镀有薄薄的金属层,膜后距膜几十微米处有一金属板,振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极,在两极间加一电压U,人对着话筒说话时,振动膜前后振动,使电容发生变化,从而影响其中粒子的偏转,当这种偏转被记录放大后就形成了声音从话筒到音响的声音传递。诸如此类的问题还有很多,比如电视机屏幕的显像、无尘室室除尘等等,本文不再一一列举。

3 结束语

电磁偏转问题在高中物理学习中对于我们高中生来说说难也不难,但是说它容易又有很多同学会觉得难,这就要求我们广大高中学生在平时学习中要积极寻找自己的弱项,用于询问老师和学习好的同学,这样才能对基本知识有比较稳的把握。再者,要多做不会做的题目,对答案进行详细分析,柞木他每一步为什么要这么做,长此以往,才能将这种题目学会。

[1]黄孝国.浅谈高中物理中的电磁偏转问题[J].中学物理(高中版),2014,32(4):48-50.

[2]吴思远.高中物理的电磁偏转探讨[J].大科技,2015,(3):33-33.

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