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摘要：電磁偏轉(zhuǎn)作為高中物理重點(diǎn)內(nèi)容，在高考考試中占據(jù)較大的比重，如不能較好的區(qū)別、掌握兩種問題的解題思路和規(guī)律，易出現(xiàn)知識點(diǎn)混淆，導(dǎo)致丟分。因此，針對電偏轉(zhuǎn)和磁偏轉(zhuǎn)問題的差異進(jìn)行深入探討，具有其相應(yīng)的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：高中物理；靜電場；磁場；

粒子運(yùn)動問題靜電場和磁場相關(guān)內(nèi)容是高中物理的考試重點(diǎn)，通常以探討帶電粒子在靜電場或磁場中運(yùn)動軌跡的形式出現(xiàn)，分別對應(yīng)電偏轉(zhuǎn)和磁偏轉(zhuǎn)相關(guān)教學(xué)內(nèi)容的應(yīng)用。由于討論對象均為帶電粒子，且兩種偏轉(zhuǎn)在形式上具有較高的相似度，如在實(shí)際解題過程中，不能較好的掌握兩種運(yùn)動的一般規(guī)律及相應(yīng)的解題思路，易出現(xiàn)知識點(diǎn)混淆問題導(dǎo)致丟分。事實(shí)上，兩種偏轉(zhuǎn)在物理規(guī)律、運(yùn)動軌跡等方面存在較為明顯的差異，只要細(xì)致、系統(tǒng)地對比其差異，即可有效提高該部分內(nèi)容的解題效率和準(zhǔn)確性。

一、電偏轉(zhuǎn)已知有一勻強(qiáng)電場，現(xiàn)有一帶電粒子垂直射入該電場，帶電粒子會在電場力的作用下，發(fā)生運(yùn)行偏轉(zhuǎn)，即電偏轉(zhuǎn)，具體過程如圖一所示。圖中有兩長為

l、間距為d的平行金屬板，兩金屬板帶有穩(wěn)定電壓U。有一帶電粒子，帶電量為+q，質(zhì)量為m，從兩金屬板中間以初速度v0平行于金屬板射入，射出時在垂直板面方向發(fā)生偏移，距離y，偏轉(zhuǎn)角為θ。對于帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動，可類比平拋運(yùn)動進(jìn)行討論，水平方向做勻速直線運(yùn)動，豎直方向在電場力（等同于重力）作用下做勻加速運(yùn)動，其運(yùn)動軌跡為拋物線，各點(diǎn)速度符合三角函數(shù)關(guān)系。通過分析帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動特性，可進(jìn)一步總結(jié)以下兩點(diǎn)結(jié)論：

1.對于不同初速度進(jìn)入同一運(yùn)強(qiáng)電場的帶電粒子，其偏轉(zhuǎn)角不同，初速度相對較大的帶電粒子，偏轉(zhuǎn)角相對較?。?/p>

2.帶電粒子本身質(zhì)量及帶電量并不會影響其偏轉(zhuǎn)距離及偏轉(zhuǎn)角，偏轉(zhuǎn)距離和偏轉(zhuǎn)角僅受偏轉(zhuǎn)電場及加速電場影響。應(yīng)用帶電粒子的以上特性，可進(jìn)一步制成示波器等設(shè)備。在實(shí)際解決電偏轉(zhuǎn)物理問題時，通常按照以下步驟進(jìn)行：1.對帶電粒子進(jìn)行受力分析，尤其注意電場力變化情況；2.分析帶電粒子初始運(yùn)動狀態(tài)及相關(guān)基礎(chǔ)條件，進(jìn)一步明確粒子運(yùn)動狀態(tài)和軌跡；

3.合理建立物理模型，如題目給出相應(yīng)的模型，合理利用模型優(yōu)勢理解題意；

4.聯(lián)系物體運(yùn)動規(guī)律及其他一般規(guī)律，找出已知物理量和求量間的關(guān)系，建立方程組，最終求取答案。例某一帶電粒子在電勢差為U1的加速電場中由靜止開始運(yùn)動，隨后進(jìn)入電勢差為U2的帶電平行板電場中，進(jìn)入方向與極板平行，整個系統(tǒng)忽略重力影響，在保障帶電粒子可以射出平行板區(qū)域前提下，肯定可以使其偏轉(zhuǎn)角增大的是（）A.U1變大、U2變大；B.U1變小、U2變??；C.U1變大、U2變?。籇.U1變小、U2變大；本題是考核對于電壓與偏轉(zhuǎn)角關(guān)系的例題，首先分析帶電粒子受力情況，忽略重力，即僅受電場力作用，初速度mv02/2，結(jié)合動能定理可得eU1=mv02/2，進(jìn)而可知tanθ=eU2l/mdmv02,因此本題選D

二、磁偏轉(zhuǎn)已知有一勻強(qiáng)磁場，現(xiàn)有一帶電粒子垂直射入該磁場，帶電粒子會在洛倫茲力的作用下，發(fā)生運(yùn)行偏轉(zhuǎn)，即磁偏轉(zhuǎn)，具體過程如圖二所示。

當(dāng)帶電粒子（帶電量為+q，質(zhì)量為m）垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場，進(jìn)入速度為v，磁場強(qiáng)度為B，忽略重力影響，則有帶電粒子在洛倫茲力作用下，進(jìn)行勻速圓周運(yùn)動，該段運(yùn)動的軌跡為圓弧。圖二帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動軌跡示意圖假設(shè)這一運(yùn)動過程中帶電粒子實(shí)際偏移量為y、水平位移距離為l、偏轉(zhuǎn)角為θ、周期為T、半徑記為r、角速度記為w，運(yùn)動時間記為t，則各物理量滿足下述關(guān)系：qvB=mv2/r=mw2r=m(2π/T)2rr=mv/qBw=v/r=qB/mt=Tθ/2π=θm/qBT=2πr/v=2πn/qB磁偏轉(zhuǎn)相關(guān)問題實(shí)際分析過程并不復(fù)雜，但綜合考察做題者對于圓形平面幾何知識的掌握，導(dǎo)致做題難度的提升。在實(shí)際解決磁偏轉(zhuǎn)問題時，可依照確定軌跡、尋找聯(lián)系、結(jié)合規(guī)律的步驟進(jìn)行例題分析，以提高做題效率和準(zhǔn)確度。確定軌跡是指結(jié)合題意，確定帶電粒子圓周運(yùn)動的半徑和圓心，常見例題類型包含以下兩種：

1.提出給出軌跡中任意兩點(diǎn)位置，及一點(diǎn)的方向。這種情況，可通過連接兩點(diǎn)作中垂線的辦法確定圓心；

2.題目給出粒子運(yùn)動軌跡上一點(diǎn)位置，和兩點(diǎn)速度方向。這種情況，可通過作角平分線找交點(diǎn)的方式，確定圓心；尋找聯(lián)系主要包含三部分內(nèi)容，分別是軌道半徑與線速度的關(guān)系、圓心角與已知角間的聯(lián)系、以及周期與時間的關(guān)系，不同的物理量間的聯(lián)系特征較為明顯，如軌道半徑與線速度的聯(lián)系，通常表示為某種三角函數(shù)關(guān)系，借助特殊的平面位置構(gòu)成直角三角形聯(lián)系，將兩個物理量聯(lián)系起來。再比如圓心角與已知角之間的聯(lián)系通常表現(xiàn)為相等或互補(bǔ)等，掌握這些聯(lián)系即可快速完成題意分析；磁偏轉(zhuǎn)問題相關(guān)解題思路、過程具有較為鮮明的特點(diǎn)，結(jié)合特點(diǎn)解題，可有效提高解題速率和準(zhǔn)確率。綜上所述，電偏轉(zhuǎn)和磁偏轉(zhuǎn)問題，雖然在形式存在一定的相似性，但其運(yùn)動本質(zhì)不同，只要仔細(xì)審題，結(jié)合不同問題的解題要點(diǎn)，就可以有效提高相關(guān)問題的解題速率和準(zhǔn)確率

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[3]吳思遠(yuǎn).高中物理的電磁偏轉(zhuǎn)探討[J]大科技,2015(03)淺談高中物理中的電磁偏轉(zhuǎn)問題王怡寧（天津市武清區(qū)黃花店中學(xué)，天津市301708）

作者：王怡寧 單位：武清區(qū)黃花店中學(xué)