利用“仿真物理实验室”突破习题教学难点 ①

王劲存 董芳芳

(1. 江苏省盐城市龙冈中学，江苏 盐城 224011；2. 江苏省盐城市亭湖高级中学，江苏 盐城 224000)

1 引言

在高中物理习题教学中会遇到一些运动过程较为复杂的题目，尤其是带电粒子在复合场中运动的题目。这类题目研究对象多、运动过程具有周期性，对学生的空间想象能力要求很高。由于缺少物理过程的形象展示与描述，教师讲解时常感语言苍白无力，学生对这类复杂的问题就会见而畏之，敬而远之。在进行此类习题讲解时，可以利用“仿真物理实验室”软件，按照题目条件构建相应的物理模型，呈现粒子运动的物理场景，过程逼真，可帮助学生理解整个运动过程，学生反馈良好。笔者以2021年江苏新高考适应性考试第16题为例，展示仿真实验课件的制作过程，供同行参考。

2 原题呈现

跑道式回旋加速器的工作原理如图1所示。两个匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ的边界平行，相距为L，磁感应强度大小相等、方向垂直纸面向里。P、Q之间存在匀强加速电场，电场强度为E，方向与磁场边界垂直。质量为m、电荷量为+q的粒子从P飘入电场，多次经过电场加速和磁场偏转后，从位于边界上的出射口K引出，引出时的动能为EK。已知K、Q的距离为d。

图1

(1) 求粒子出射前经过加速电场的次数N；

(2) 求磁场的磁感应强度大小B；

(3) 如果在Δt时间内有一束该种粒子从P点连续飘入电场，粒子在射出K之前都未相互碰撞，求Δt的范围。

3 仿真实验课件制作

本题为复合场问题，可以使用“仿真物理实验室”软件，根据题目情境创建匀强电场和匀强磁场，用不考虑重力的带电小球模拟带电粒子。……