谈2011年高考全国理综卷中的一道命题
——带电粒子在复合场中的运动
2012-01-23陈建华王竹青
物理通报 2012年4期
陈建华 王竹青
(武汉市第一中学 湖北 武汉 430000)
带电粒子在电磁场中的运动是高考的一个重要内容,因为该理论经常被用到现代科技和生产生活中.高考试题主要考查学生对带电粒子在电场中和磁场中的受力分析及对物体运动情况的判断.试题经常以电场和磁场叠加的形式出现,也就是所谓的“复合场”.2011年普通高等学校招生全国统一考试理科综合能力测试Ⅱ卷第25题考查的就是带电粒子在复合场中的运动.但该题没有考虑清楚实际的物理情境,在电场的边界模型上出现了问题.
带电粒子在复合场中的运动问题与解决力学题方法类似,不同之处是多了电场力和洛伦兹力.因此,带电粒子在复合场中的运动问题除了利用力学三大观点即动力学观点、能量观点、动量观点分析外,还要注意电场和磁场对带电粒子的作用,如电场力做功与路径无关,洛伦兹力方向始终和运动速度方向垂直,永不做功等.
【原题】如图1,与水平面成θ0=45°的平面MN将空间分成Ⅰ和Ⅱ两个区域.一质量为m,电荷量为q(q>0)的粒子以速度v0从平面MN上的P0点水平向右射入Ⅰ区.粒子在Ⅰ区运动时,只受到大小不变,方向竖直向下的电场作用,电场强度大小为E;在Ⅱ区运动时,只受到匀强磁场的作用,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向里.求粒子首次从Ⅱ区离开时到出发点P0的距离.粒子的重力可以忽略.
解析:在电磁场中粒子先做类平抛运动,后做匀速圆周运动,如图2所示.两运动的衔……
登录APP查看全文
