对一道多考查点习题的解析

张继琛

(会宁县第四中学 甘肃 会宁 730700)

图1

【例题】如图1所示，在宽L=10 cm的有界区域里存在相互正交的匀强电场和磁场.MN为与电场线平行，距电磁场右侧边界d=15 cm的荧光屏.一束带正电的离子以垂直电磁场的速度射入场中时不改变方向，打在荧光屏上的O点.当去掉电场时离子越过磁场时偏离原方向,偏离距离s′=5 cm.则

(1)求离子打在荧光屏上的点距O点多远.

(2)如果去掉磁场，求离子越过电场偏离原方向多远,最后打在荧光屏上的点距O点多远.

(3)求离子分别穿过电场和磁场的时间比(不计离子重力).

解析：(1)电场、磁场共存,有

qE=qvB

对于这种情况，需要对齿轮箱输出轴的扭矩载荷进行监测，检查并消除造成扭矩载荷过大的原因。根据风电机组的运行经验，造成齿轮箱扭矩载荷过大的主要原因有机组控制不稳定造成的转矩大幅度波动、发电机短路等。

(1)

如图2所示，去电场留磁场，粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力.设运动半径为R.则

(2)

粒子出磁场后做匀速直线运动.由几何关系得

R2=L2+(R-s′)2

(3)

(4)

由(3)式得

R=12.5 cm

将R和s′代入(4)式得

y′=20 cm

所以

y=s′+y′=25 cm

图2

图3

(5)

联立(1)、(2)、(5) 式得

设离子打在荧光屏上的Q点，由几何关系

(6)

(7)

解(1)、(2)、(6)、(7)式得

(3)穿过电场时间为

(8)

穿过磁场时间为

(9)

(10)

解(8)、(9)、(10)式得

考查点一：速度选择器

图4

考查点二：带电粒子在磁场中的偏转

图5

考查点三：带电粒子在电场中的偏转

图6

如图6所示,带电粒子垂直电场线进入匀强电场(不计重力),受电场力F电=Eq，大小、方向不变，与初速度方向垂直;粒子做类平抛运动.

tanφ=2tanθ

通过以上分析发现例题的考查点虽然多，但都是以课本中的基本知识、基本定律、基本模型为基础的.教学中要秉承以课本为主的前提，把问题转移到课本上来，让学生把书本知识掌握的更扎实，让课堂的教学辅导更有效果，更精彩.