前言:
全國理綜試卷由物理、化學、生物三科組成,共300分,物理學科分值比重最大,佔110分,而物理試題考查的知識點比較豐富、廣泛,並且難度比較大,對一般學生來說不易得高分;而且物理學科屬於難度大的學科,很多學生對物理「愛恨交加」;最近就有學生問老師:「帶電粒子在勻強電場、磁場中運動的題型該怎麼做?」這道題型是每年高考常出題型,不僅選擇題有並且解答題也有,難度適中,卻難得滿分,今天老師就詳細講解粒子在勻強電場、磁場運動的題型考查知識點和做題技巧。
高考題型分析:
老師查了近兩年全國理綜卷高考試題,在物理試卷中「粒子在勻強電場、磁場運動」的題型是常出題型,2018年全國1卷是物理試卷第12題分值是20分,2019年全國1卷物理試卷第24題分值是12分,雖然2019年粒子題型分值比2018年下降了8分,但題型卻是相似,都是考查粒子在勻強電場、磁場的運動軌跡而解答相關問題,我們先看看考查的知識點有哪些?
判斷粒子(帶電粒子正或負)在勻強電場中運動
粒子在勻強電場是做自由落體運動或平拋運動
粒子在勻強電場運動軌跡及時間或與原點的位移
粒子進入磁場時與X軸的位置及角度
粒子在磁場受力情況
粒子在磁場運動軌跡、時間、與圓點的距離
計算磁場的磁感應強度大小
一般粒子在「粒子在勻強電場、磁場運動」的題型考查以上7點內容,然後通過粒子在勻強電場的速度、磁場中運動軌跡而解答出所有答題,因此如果能把電場、磁場的性質掌握了,這類題型就迎刃而解了,並且這類題型在5年前都是作為物理試題的壓軸題出現,近兩年試題難度稍微簡單點,非常容易做對。
考查知識點解析:
粒子在勻強電場、磁場運動題型,主要考查知識點可分為對粒子帶電性質的掌握、電場性質、磁場性質的掌握,而粒子帶電量性質根據題意就輕鬆掌握了(一般題型不計粒子重力),但電場力、磁場力涉及公式較多並不容易掌握。
(1)粒子:
對於帶電粒子我們先要判斷它的電量是多少(一般用q表示),然後看看是正電子還是負電子,因為正、負電子不一樣,電場、磁場對它的受力方向不一樣,所以解題的關鍵點就是我們要看清楚題意,理解粒子的性質是什麼,只要認真審題,記清楚電量q和電子正負,這一點是十分簡單的。
(2)電場:
電場涉及到知識點特別多,比如電場分為勻強電場和不均勻電場,電場線、電場力、電場強度等相關知識點,但勻強電場知識點比較好掌握,電場線是均衡的相等的,電勢是相等的,而且要牢記兩個非常重要的公式:勻強電場場強公式E=U/D,電場強度的比值定義公式E=F/Q。
電場強度公式E=F/Q,在勻強電場中這個公式是非常關鍵的,並且是解答重要的公式,一般粒子在勻強電場會受到兩個力的用,一是電場力F=EQ做勻加速運動,二是受重力影響;根據電場力與重力大小不同,會出現四種情況,第一種:重力與電場力方向是同方向則加速度a=(電場力F+重力G)/質量m;第二種:兩者力的方向相反,力的大小是相同,粒子就靜止或勻速運動;第三種:兩個力方向相反,誰的力大,粒子就向誰那邊運動;第四種:重力與電場力是垂直關係,則是粒子做平拋運動;而高考試題中粒子在電場、磁場中運動多半是做平拋運動,這一點學生們要牢記。
平拋運動的知識點主要就是橫向是勻速直線運動,縱向是做自由落體運動,H=1/2gt ,v=at,老師為什麼要提到「平拋運動」,因為在粒子從電場進入磁場時會有個速度,這個速度就需要用到平拋運動的勾股定理求得,所以平拋運動的知識點大家要明白。(再著重強調一點,平拋運動會有實驗題,也是高考常考知識點)
(3)磁場
磁場的知識點比較好掌握,運動電荷在磁場中所受的力就是洛侖磁力,所以首先一點就是要知道如何判定洛侖磁力的方向和大小,這就需要用到「左手定則」:將左手掌攤平,讓磁力線從手掌心穿過,四指指向正電粒子運動方向(如果是負電粒子,四指指向粒子運動的反方向即可),大拇指指向就是洛侖磁力的方向;左手定則與安培定則正好相反,安培定則是用右手,這是常考知識點,要牢記,而且要特別牢記,不論粒子如何在磁場中運動,洛侖磁力總是垂直於粒子運動方向與磁場方向的。
粒子在磁場中有多種運動軌跡,在磁場中,我們常見的就是勻速圓周運動,而且洛侖磁力只改變粒子速度的方向,不改變速度的大小,所以洛侖磁力對粒子不做功的,這個知識點在物理選擇題比較常出。
關於洛侖磁力相關的公式大家要牢記:洛倫力F=Bqv,做勻速圓周運動時,由向心力F=mv /r,可以計算出半徑,再由T=2πm/Bq,可以計算粒子在磁場中運動的時間,然後利用粒子進入磁場的角度等公式解答相應的問題。
如何輕鬆做「粒子在勻強電場、磁場運動」題型
粒子性質、電場場強、洛侖磁力是「粒子在勻強電場、磁場運動」題型的關鍵知識點,尤其粒子在磁場運動軌跡更要畫出幾何圖形,便於分析解題,老師也對知識點進行了詳細分析,那麼接下來就是突破這道題型了,老師強調三個學習方法。
1、加強基礎知識點掌握
萬丈高樓平地起,基礎是關鍵,任何學科的學習都離不開紮實基礎,尤其物理學科概念多、公式多,更需要夯實基礎,所以想把粒子在電場、磁場運動題型完美解答,就需要掌握電場相關公式、磁場相關公式,尤其粒子經過電壓加速,更要理解動能守恆定律,比如2019年試題中就用到了Uq=1/2mv 來求出粒子的速度進行解答,所以基礎知識是關鍵,要加強掌握。
2、加強專題突破
粒子在勻強電場、磁場運動題型,說實話,大家翻翻近10年高考試題,它成了高考常出題型了,並且都是以物理解答題為主,分值在12分以上,可以說是物理高考「必考」題,如果你對這道題型不懂或題型知識點較薄弱,老師建議學生們多做專題訓練進行突破,把這12分拿到手。
3、加強題型、知識點總結
掌握基礎知識點,加強做題訓練,定期總結更是少不一點,尤其對薄弱科目和題型,更是要通過做題找出不足點,然後通過分析錯題進行總結,總結可分為三個方面,第一是找出考查知識點、公式便於加強記憶;第二點是找出做錯的原因,進行查漏補缺提升自己的學習能力;第三就是總結出題規律、解題技巧,便於以「題型」破解千題,並且在高三學習,定期總結是學習的好習慣,學生們儘量保持。
以上是老師對「粒子在勻強電場、磁場運動」題型的全面講解,希望學生們能有所啟思吧;對於物理這門學科,其實難度並不大,很多學生認為物理難,僅是我們沒有對基礎知識的掌握,沒有深入的了解基礎概念及公式,希望大家保持對物理的熱愛,高考能考出優異成績,如果喜歡我的文章,可以關注我,老師會定期分享高中學習技巧、高考志願填報。