构造速度法巧解一类竞赛题

有一类竞赛题：带电粒子在匀强磁场、匀强电场和重力场中运动，所受的洛伦兹力大小和方向随时间而变化，运动过程复杂，常规解法难于求解此类问题。因该类问题中带电粒子所受的重力或电场力是恒力，故可以采用构造速度的方法来巧妙地解答该类问题。构造速度法就是根据带电粒子所受重力或电场力的情况，     

巧用“配对速度法”求解一类自主招生及高考难题

近几年的自主招生及高考试题中屡次出现了这样一类考题,这类题以带电粒子在洛伦兹力与恒力（重力或匀强电场力）作用下所做的曲线运动为背景,考查学生运用规律分析问题、解决问题的能力,如果用常规思维求解该类问题,显得步骤冗长,过程繁琐,甚至不能运用高中阶段必备的基本方法求出结果。而“配对速度法”正是快速求解此类问题的一把金钥匙,运用配速法解题思路清晰,步骤简便,且便于理解和掌握。配速法就是根据带电粒子所受重力或电场力为恒力的特点,在某一方向或几个方向构造1对或几对等大反向的速度,让带电粒子以其中1个或几个速度运动时所受的洛伦兹力与其所受的重力或电场力相平衡,这样就可以将粒子所做的复杂运动看成是由1个或几个匀速直线运动以及以其余分速度的合速度做匀速圆周运动的合运动,现举例说明。     

构造速度法解带电粒子复杂运动

有一类竞赛题，带电粒子在匀强磁场、匀强电场和重力场中运动，所受的洛伦兹力大小和方向随时问而变化，运动过程复杂，常见的方法难于求解此类问题．因该类问题中带电粒子所受的重力或电场力是恒力，故可以采用构造速度的方法来巧妙地解答该类问题．     

带电粒子在复合场中的直线运动(高二、高三)

带电粒子在复合场中做直线运动,若粒子所受合外力为零,将做匀速直线运动;若粒子所受合外力与运动方向在同一直线上,将做变速直线运动. 1.磁场 电场这类问题一般明确指出不计带电粒子的重力.在分析受力时,要注意: (1)电场力的大小和方向与粒子的速度无关.而洛仑兹力的大小和方向与粒子速度的大小和方向均有关,当粒子的速度方向与磁场方向在同一直线上时,不受洛仑兹力作用. (2)电场力的方向与电场的方向或相同、     

用“配对速度”的方法解决带电粒子在复合场中的运动问题——兼谈2008年高考试题（江苏卷）第14题的另一种解法

在磁场中运动的带电粒子若同时受到匀强电场和重力场的作用,往往给带电粒子配一对大小相等、方向相反的速度,这既不影响带电粒子的运动,又可使配给的一对速度中一个速度所对应的洛伦兹力与电场力或重力平衡,从而可使问题简化．下面举几个典型的例子加以比较说明．     

带电粒子在电场中的匀速圆周运动

不计重力的带电粒子在电场力作用下,有直线运动,如在匀强电场中的匀加速运动和非匀强场中的变加速运动;有曲线运动,如在匀强电场中的类似平抛的运动.这两种运动形式同学们比较熟悉.还有一类特殊运动,即带电粒子只在电场力作用下所做的匀速圆周运动,类似电子绕原子核所做的运动,这部分内容也是带电粒子运动类问题的难点所在。     

从物理竞赛迁移到高考的应用——“配速法”

不计重力的带电粒子沿垂直匀强磁场方向运动时将受到洛伦兹力的作用做匀速圆周运动,这是常见问题。若粒子除受洛伦兹力外还受到其他力,则高中学生能处理的问题无非是洛伦兹力与其他力平衡做匀速直线运动或所有其他力平衡后合力为洛伦兹力做匀速圆周运动两种情况。若是出现复杂的曲线运动时,由于速度的大小和方向时刻在改变,洛伦兹力就时刻改变,要求解此类问题的运动情况,高中阶段几乎没有办法解决。但在物理竞赛中,经常会碰到这种题型,处理方法是为带电粒子配上一对大小相等方向相反的速度(其实合速度等于零)或对带电粒子的初速度进行分解,把复杂的曲线运动分解为匀速直线运动和匀速圆周运动的合成,这两种运动是高中生所熟知的。这实际上是借助等效原理和运动的合成分解原理,在全新的数理模型基础上简化了问题,这种方法常称为"配速法"。     

圆周运动的轻绳模型在匀强电场中的应用

通过受力分析,轻绳模型在匀强电场要受恒定的电场力,电场力可以与重力同向、反向,或与重力方向垂直,因此小球的运动与只在重力场当中的不完全一样。在匀强电场中,小球可做非匀速圆周运动或匀速圆周运动,做圆周运动的临界速度可在最高点、最低点或其他位置。     

带电粒子在电磁场中的运动图形赏析

带电粒子在匀强电场和匀强磁场中运动分别要受到电场力和洛伦兹力的作用,电场力会改变粒子的速度大小,而洛伦兹力只能改变速度的方向．由于所受力及初始条件的不同,带电粒子在电磁场中形成不同的图形．这些图形具有和谐、对称、统一的美,同时图形也反映了有关带电粒子在电磁场中运动时的不同特性．研究这些图形,可以直观地得到解题思路和方法,给人以美的享受、美的启迪,能使学生体会到物理学的美．现以例题形式解析在电磁场中几种常见的图形．     

类平抛运动在电场中的应用

带电粒子以某一速度垂直于电场线方向飞人匀强电场时,将受到与初速度方向垂直的恒定的电场力作用而做类似平抛的匀变速曲线运动．我们把曲线运动进行分解为沿初速度方向做匀速直线运动和沿电场力方向做初速度为零的匀加速直线运动．     

复合场中带电粒子运动模型

解决复合场问题要清楚;带电粒子所受合外力为零时所处运动状态(静止或匀速直线运动):合力只充当向心力时运动状态(匀速圆周运动)带电粒子所受合外力变化,且和速度方向不在同一直线上时的运动状态(粒子的曲线运动),把运动模型建立起来之后,再把复杂运动进行分解,就使得一个难题变简单了.     

2011年福建高考理综物理压轴题的另类解法

带电粒子在匀强磁场、匀强电场和重力场中的运动,所受的洛伦兹力大小和方向随时间而变化．若其运动既非类平抛运动,又非圆周运动,而是复杂的曲线运动,这类运动问题既涉及到力学中的物体受力分析、力和运动、运动的合成与分解、功能关系等概念和规律,又涉及到电磁学中电场力、电场力做功等知识内容,问题综合性强,思维能力要求高,常规解法难于求解此类问题．     

带电粒子在电场中的运动

1　带电粒子在电场中的运动情况1)带电粒子在电场中所受合力为零时 ,即∑F =0时 ,粒子将保持静止状态或匀速直线运动状态 .例 1　如右图 ,带电粒子在电场中处于静止状态 ,该粒子带正电还是负电 ?分析　带电粒子处于静止状态 ,∑F =0 ,即mg =EQ ,因为所受重力竖直向下 ,所以所受电场力必为竖直向上 .又因场强方向竖直向下 ,所以带电体带负电 .2 )若∑F≠ 0 ,且与初速度方向在同一直线上 ,带电粒子将做加速或减速直线运动 .当打入正电荷时 ,将做匀加速直线运动 ;当打入负电荷时 ,将做匀减速直线运动 .3 )若∑F≠ 0 ,且与初速度方向有夹角(…     

带电粒子在相邻不同电场中的运动规律

在匀强电场中,不考虑重力作用时,带电粒子受到大小恒定、方向不变的电场力作用,粒子的运动情形与重力场中物体只受重力作用时的运动情形类似——初始速度与电场方向不共线时,运动轨迹为抛物线,抛物线的开口方向朝向带电粒子的受力方向。由于所有抛物线都是相似图形,所以,当带电粒子在相邻不同电场中运动时,粒子的运动轨迹会＂表现＂出一定的周期性变化规律。看其中的一个例子。图1例题。     

带电粒子在正交匀强电磁场中运动的轨迹和摆线

高中物理中介绍了速度选择器 ,速度选择器两极板间有正交的匀强电场和匀强磁场 ,带电粒子在速度选择器中的运动实际上是在正交的匀强电场和匀强磁场中的运动 .带电粒子垂直匀强电场和匀强磁场方向进入速度选择器 ,且速度大小等于电场强度 E跟磁感强度 B之比 EB(称 EB为选择速度 ,用 veb表示 ) ,将做匀速直线运动 .如果带电粒子的速度大小不等于选择速度或偏离垂直匀强电场和匀强磁场方向进入速度选择器 ,将做什么运动 ,其运动轨迹怎样 ?一、带电粒子在正交的匀强电磁场中的运动方程设空间有正交的匀强电场和匀强磁场 (下称电磁场 ) ,电场…     

带电粒子在有界匀强磁场中的运动研究

带电粒子以一定速度垂直射入匀强磁场时,由于洛伦兹力提供向心力,带电粒子将做匀速圆周运动.对于有界磁场问题,因速度大小、方向或磁场边界的不同,粒子运动的轨迹圆区域也各不相同,此类问题能较好地考查考生的示图能力、运用数学知识解决物理问题的能力,它是高考中的重点和热点     

速度选择器模型全攻略

一 速度选择器的工作原理 例1 带正电粒子q以速度v垂直进入匀强电场,受电场力作用,运动方向将发生偏转,如图1所示.若在匀强电场范围内再加一个匀强磁场,使该带电粒子的运动不偏转,求所加匀强磁场的方向和磁感应强度的大小.     

巧用几何关系解答带电粒子在匀强磁场中运动的时间极值问题

正带电粒子在匀强磁场中运动的问题是高中物理电学部分的一个重点及难点,而带电粒子在匀强磁场中运动的时间极值问题,不容易找到突破口,尤其是对于所作图形中不易找到圆周运动的圆弧所对应的圆心角的临界问题,更是感觉无处下手.下面就此问题给出解答技巧,希望能起到一定的启迪作用.首先明确以下几个结论.结论 1带电粒子在磁场中做匀速圆周运动时,洛仑兹力提供向心力,则qvB=mv2r,得半径公式r=mv qB,则速度大小相同且比荷也相同的带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的     

用"动圆法"分析带电粒子在磁场中的运动问题

质量为m带电量为 q的粒子(不计重力),垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场,将做匀速圆周运动.若带电粒子以大小相同而方向不同的速度射入磁场时,带电粒子做半径相同而轨迹不同的圆周运动.如图1所示,带电粒子分别以V1、V2、V3三个不同的方向射入磁场,它们将分别沿轨迹圆1、2、3做匀速圆周运动;若带电粒子以三个大小不同而方向相同的速度射入磁场,带电粒子做半径不同而相切于射入点的匀速圆周运动,如图2所示.如果将带电粒子轨迹的这两种变化连续起来看,就会发现前者是以射入点为轴心的转动圆,后者是以射入点为切点半径不断增大或减小的伸缩圆.…     

电偏转与磁偏转

1．受力特征在电偏转中,带电粒子（电荷量为q,质量为m）以速度v垂直于电场方向射人匀强电场中,电场的场强为E,带电粒子所受的电场力F=qE征与运动状态无关．即使带电粒子在电场中处于静止状态,速度为零,所受的电场力仍为qE．