趙楠
【摘要】“加零法”巧妙地加一對(duì)等大反向的速度,使一個(gè)洛侖力與重力、電場(chǎng)力等恒力平衡,利用運(yùn)動(dòng)的合成和分解的思想,把復(fù)合場(chǎng)中帶電粒子的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題簡(jiǎn)化為勻速度圓周運(yùn)動(dòng)和勻速直線運(yùn)動(dòng),大大降低了解題的難度,并突出了物理的思想方法,“加零法”不失為一種巧妙的解題方法。
【關(guān)鍵詞】加零法 圓周運(yùn)動(dòng) 解題方法
【中圖分類號(hào)】G633.7 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089(2014)11-0182-01
復(fù)合場(chǎng)中的帶電粒子因其除受到洛侖茲力外,還受到重力、電場(chǎng)力、彈力和摩擦力作用,做復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng),對(duì)此類問(wèn)題的解答學(xué)生往往顯得相當(dāng)困難,教師用初等方法大都也顯得力不從心,對(duì)于除受洛侖茲力外,還受恒定的電場(chǎng)力或重力作用的這類問(wèn)題,筆者通過(guò)理論推導(dǎo)和等效處理多種方法進(jìn)行嘗試、對(duì)比,發(fā)現(xiàn)“加零法”不失為解法此類問(wèn)題最有效的方法,例析如下:
例1:在某空間有一范圍足 夠大的磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直紙面向里,如圖所示,在O點(diǎn)有一個(gè)質(zhì)量為m,帶電為+q的小球,由靜止釋放,試求小球向下運(yùn)動(dòng)的最大位移?
解法一:過(guò)O點(diǎn)以水平向右為x軸,豎直向下為y軸建立直角坐標(biāo)系,釋放后經(jīng)過(guò)時(shí)間t的位置坐標(biāo)為(x,y),速度為v,其分速度分別為vx、vy,由牛頓第二定律可得
由上述解法可以看出,可以在帶電粒子上加“0”,即一對(duì)大小相等,方向沿+x軸方向和-x軸方向的一對(duì)特定速度,+x軸方向的速度所受的洛侖茲力與重力平衡,Bqv特=mg,-x方向的速度在洛侖力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng),不仿把這種方法叫加零法。
例2:如圖所示,在空間有一個(gè)方向與水平面平行,且垂直紙面向里的足夠的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感強(qiáng)度為B,該區(qū)域中有a、b兩點(diǎn),相距為s,ab連線水平且與B垂直。一質(zhì)量為m,帶電量為+q的微粒從a點(diǎn)以v0的水平速度對(duì)著b點(diǎn)射入磁場(chǎng),為使微粒能經(jīng)過(guò)b點(diǎn),試問(wèn)v0可取的數(shù)值?