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        對一道多考查點習(xí)題的解析

        2011-01-24 02:45:08張繼琛
        物理通報 2011年4期
        關(guān)鍵詞:熒光屏帶電粒子電場

        張繼琛

        (會寧縣第四中學(xué) 甘肅 會寧 730700)

        圖1

        【例題】如圖1所示,在寬L=10 cm的有界區(qū)域里存在相互正交的勻強電場和磁場.MN為與電場線平行,距電磁場右側(cè)邊界d=15 cm的熒光屏.一束帶正電的離子以垂直電磁場的速度射入場中時不改變方向,打在熒光屏上的O點.當(dāng)去掉電場時離子越過磁場時偏離原方向,偏離距離s′=5 cm.則

        (1)求離子打在熒光屏上的點距O點多遠.

        (2)如果去掉磁場,求離子越過電場偏離原方向多遠,最后打在熒光屏上的點距O點多遠.

        (3)求離子分別穿過電場和磁場的時間比(不計離子重力).

        解析:(1)電場、磁場共存,有

        qE=qvB

        對于這種情況,需要對齒輪箱輸出軸的扭矩載荷進行監(jiān)測,檢查并消除造成扭矩載荷過大的原因。根據(jù)風(fēng)電機組的運行經(jīng)驗,造成齒輪箱扭矩載荷過大的主要原因有機組控制不穩(wěn)定造成的轉(zhuǎn)矩大幅度波動、發(fā)電機短路等。

        (1)

        如圖2所示,去電場留磁場,粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動,洛倫茲力提供向心力.設(shè)運動半徑為R.則

        (2)

        粒子出磁場后做勻速直線運動.由幾何關(guān)系得

        R2=L2+(R-s′)2

        (3)

        (4)

        由(3)式得

        R=12.5 cm

        將R和s′代入(4)式得

        y′=20 cm

        所以

        y=s′+y′=25 cm

        圖2

        圖3

        (5)

        聯(lián)立(1)、(2)、(5) 式得

        設(shè)離子打在熒光屏上的Q點,由幾何關(guān)系

        (6)

        (7)

        解(1)、(2)、(6)、(7)式得

        (3)穿過電場時間為

        (8)

        穿過磁場時間為

        (9)

        (10)

        解(8)、(9)、(10)式得

        考查點一:速度選擇器

        圖4

        考查點二:帶電粒子在磁場中的偏轉(zhuǎn)

        圖5

        考查點三:帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)

        圖6

        如圖6所示,帶電粒子垂直電場線進入勻強電場(不計重力),受電場力F電=Eq,大小、方向不變,與初速度方向垂直;粒子做類平拋運動.

        tanφ=2tanθ

        通過以上分析發(fā)現(xiàn)例題的考查點雖然多,但都是以課本中的基本知識、基本定律、基本模型為基礎(chǔ)的.教學(xué)中要秉承以課本為主的前提,把問題轉(zhuǎn)移到課本上來,讓學(xué)生把書本知識掌握的更扎實,讓課堂的教學(xué)輔導(dǎo)更有效果,更精彩.

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