馬素貞
從近年高考試題看,電磁場知識是歷年高考試題中考點(diǎn)分布的重點(diǎn)區(qū)域,預(yù)計(jì)2014年高考占分比例仍在25%左右,計(jì)算題一般考查綜合運(yùn)用能力,知識覆蓋面廣,綜合性強(qiáng),多為綜合場中帶電粒子的運(yùn)動問題。
一、三種場力的特點(diǎn)
1.重力的大小為mg,方向豎直向下,重力做功與路徑無關(guān),其數(shù)值除與帶電粒子的質(zhì)量有關(guān)外,還與初、末位置的高度差有關(guān)。
2.電場力的大小為qE,方向與電場強(qiáng)度E及帶電粒子所帶電荷的性質(zhì)有關(guān),電場力做功與路徑無關(guān),其數(shù)值除與帶電粒子的電荷量有關(guān)外,還與初、末位置的電勢差有關(guān)。
3.洛倫茲力的大小跟速度與磁場方向的夾角有關(guān),當(dāng)帶電粒子的速度與磁場方向平行時(shí),f=0;當(dāng)帶電粒子的速度與磁場方向垂直時(shí),f=qvB;洛倫茲力的方向垂直于速度v和磁感應(yīng)強(qiáng)度B所決定的平面,無論帶電粒子做什么運(yùn)動,洛倫茲力都不做功。
二、解題方法及關(guān)鍵
1.尋找突破口(程序法:順藤摸瓜;逆向思維法:反其道而行之;中間處理法:打蛇要打七寸,處理帶電粒子在電場、磁場中的運(yùn)動,還應(yīng)畫好示意圖,在畫圖的基礎(chǔ)上特別注意運(yùn)用幾何知識尋找關(guān)系,特別要注意訓(xùn)練“三維”圖的識別.)
2.正確分析帶電粒子的受力及運(yùn)動特征是解決問題的前提
(1)帶電粒子在復(fù)合場中做什么運(yùn)動,取決于帶電粒子所受的合外力及其初始狀態(tài)的速度,因此,應(yīng)把帶電粒子的運(yùn)動情況和受力情況結(jié)合起來進(jìn)行分析,當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場中所受合外力為零時(shí),做勻速直線運(yùn)動(如,速度選擇器)。
(2)當(dāng)帶電粒子所受的重力與電場力等值反向,洛倫茲力提供向心力時(shí),帶電粒子在垂直于磁場的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動。
(3)當(dāng)帶電粒子所受的合外力是變力,且與初速度方向不在一條直線上時(shí),粒子做非勻變速曲線運(yùn)動,這時(shí)粒子的運(yùn)動軌跡既不是圓弧,又不是拋物線。
3.靈活選用力學(xué)規(guī)律是解決問題的關(guān)鍵
(1)當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場中做勻速運(yùn)動時(shí),應(yīng)根據(jù)平衡條件列方程求解。
(2)當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場中做勻速圓周運(yùn)動時(shí),往往應(yīng)用牛頓第二定律和平衡條件列方程聯(lián)立求解。
(3)當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場中做非勻變速曲線運(yùn)動時(shí),應(yīng)選用動能定理或能量守恒定律列方程求解。
說明:由于帶電粒子在復(fù)合場中受力情況復(fù)雜,運(yùn)動情況多變,應(yīng)以題目中的“恰好”“最大”“最高”“至少”等詞語為突破口。
綜上所述,我們在解題時(shí),應(yīng)根據(jù)題目情景正確地進(jìn)行受力分析和過程分析,建立正確的運(yùn)動模型,依據(jù)各運(yùn)動過程的特點(diǎn)選擇不同的解決方法,從而正確解題。
(作者單位 青海省湟源縣二中)
編輯 王團(tuán)蘭