巧用思维展示图解决复合场问题

◇山东李孟涛孟晓

带电粒子在复合场中的运动问题是高中物理学习中运动过程最为复杂的情况之一,带电粒子的做功和受力情况也复杂多变,全国各地每年的高考压轴题也多涉及此类问题．突破复合场问题这一难点可以借鉴思维展示图，层层突破、步步为营,最终获得解题的成功体验．

图1

1) 题意分析.

已知条件匀强电场E、匀强磁场B、质量m、电荷量Q、动摩擦因数μ隐含条件小球最大速度时做匀速直线运动关键字眼最大速度,电场方向和磁场方向相互垂直待求量加速度a、速度v的变化和最大速度vmax

2) 与待求量和已知量有关的知识点.

已知或待求量名称相关知识点已知量匀强电场E电场力F=EQ已知量匀强磁场BF洛=QvB已知量质量m重力mg已知量动摩擦因数μ滑动摩擦力Ff=μFN待求量速度v匀变速运动v=at待求量加速度aa=F合m和a=ΔvΔt

图2

3) 思维展示图.

a) 受力分析图,如图2.

b) 猜想摸索图,如图3.

c) 过程分析图，如图4.

图3

图4

4) 设计解题方案.

在竖直方向应用牛顿第二定律和受力平衡;在水平方向应用受力平衡.

5) 解题过程(略).

6) 解后反思.a) 带电粒子在复合场中有约束情况下的运动,注意结合运动情况进行受力分析,特别要注意洛伦兹力和摩擦力的作用．b) 分析思路:v变化→Ff变化→ 带电粒子受力变化→a变化→v变化,直至达到动态平衡收尾速度．这类问题一般是加速度越来越小的加速运动,可由牛顿第二定律列方程,加速度为0时的速度即为收尾速度．c) 抓住题目中的不变量,寻找变化量,以变量为分析问题的入手点.

(作者单位：山东省昌邑市文山中学)