带电粒子在电场中的运动问题

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带电粒子在电场中的运动问题

作者：王和平

来源：《新课程·下旬》2018年第06期

摘 要：带电粒子在电场中的运动问题作为高中物理学科的重点和难点，是很多教师开展物理教学工作的瓶颈，同时也是学生长时间不能攻克的壁垒，在很大程度上制约着高中物理教学质量和教学效率的提高。在参考前人研究结果的基础上，结合多年的教学经验，对高中物理学科中带电粒子在电场中运动问题的解题思路和解题方法进行了总结，并列举了相应的题目加以佐证，力求为高中学生解答此类题目提供可靠的参考依据。 关键词：高中物理；带电粒子；电场；运动问题

物理学科作为高中理科学生的考试科目之一，在培养学生实践能力和创新思维能力等方面都起到了至关重要的作用，而带电粒子在电场中的运动问题具有抽象性强、逻辑思维显著等特点，使得很多教师在开展该知识点的教学时，常常面临着教师难教、学生难学的现状。因此，如何提高该知识点的教学质量和教学效率，成为广大高中物理教师共同关注的问题。此外，很多学生自己解答与该知识点有关的题目时，常常会出现找不到解题思路和解题方法的情况，极大程度上阻碍了学生物理成绩的提高。综上所述，对本文进行深入的分析与研究具有十分重要的意义。

一、带电粒子在电场中直线运动 1.解题注意事项

在教授学生带电粒子在电场中加速运动的知识点时，我们应注意以下几个方面的问题：第一，使学生充分明白W=qU这一计算公式适用于匀强电场和非匀强电场，而W=qEd这一计算公式则只适用于匀强电场中，且需明确告知学生带电粒子在电场中直线运动时，应使用电势能转化为动能的思路解答题目。第二，当带电粒子从与电场线平行的方向进入匀强电场时，我们需要考虑电场力与带电粒子运动方式是否一致，从而判断该带电粒子是在做加速直线运动还是减速直线运动。第三，在使用功能的观点分析带电粒子的运动问题时，我们需要考虑粒子的初速度为零和初速度不为零这两种情况，当初速度为零时，我们可以使用qU=mv2/2，V=1/2af这一计算公式解答。而当初速度不为零时，我们则需要使用到qU=mv2/2-mv02/2，V=1/2af这一计算公式来解答。第四，运用牛顿运动定律和运动学公式分析带电粒子在电场中的运动问题时，如果带电粒子是平行电场线方向进入匀强电场的，那么该带电粒子则是在匀变速直线运动，我们则可以根据电场力算出加速度、末速度、位移以及时间等值。 2.例题解析