电磁复合场中的配速法教学动画
带电粒子在正交电磁场中的摆线运动与速度分解
粒子运动模拟
时间: 0.0 秒
粒子位置: (0.0, 0.0)
初速度大小: 5.0 m/s
分速度 v₁: 5.0 m/s
分速度 v₂: 0.0 m/s
圆周运动半径: 0.0 米
粒子带电量: -1.0 C
参数控制
显示选项
配速法原理
配速法是解决带电粒子在正交电磁场中运动问题的有效方法。当粒子同时受到电场力（FE = qE）和洛伦兹力（FB = qv×B）作用时，其运动轨迹为摆线（旋轮线）。
v = v1 + v2
其中 v1 = E/B，使 qE = qv1B
其中 v1 = E/B，使 qE = qv1B
配速法的核心思想是将粒子的初速度分解为两个分量：
- v1 = E/B：使电场力与洛伦兹力平衡，粒子以此速度做匀速直线运动
- v2 = v - v1：粒子以此速度在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动
这两个运动的合成即为粒子的实际运动轨迹——摆线。在上面的动画中，您可以看到一个圆在X轴上水平运动，粒子在这个圆上做圆周运动，直观展示了配速法的合成原理。
关键要点：
- 当 v = E/B 时，粒子做匀速直线运动
- 当 v = 0 时，粒子做摆线运动，轨迹为普通旋轮线
- 当 0 < v < E/B 时，粒子做短幅摆线运动
- 当 v > E/B 时，粒子做长幅摆线运动
- 圆周运动的半径 R = mv2/(qB)，角速度 ω = qB/m
- 粒子带电量符号决定圆周运动的方向