2012年江苏高考物理15题

如图所示待测区域中存在匀强电场和匀强磁场根据带电粒子射入时的受力情况可推测其电场和磁场图中装置由加速器和平移器组成平移器由两对水平放置相距为的相同平行金属板构成极板长度为间距为两对极板间偏转电压大小相等电场方向相反质量为电荷量为的粒子经加速电压加速后水平射入偏转电压为的平移器最终从点水平射入待测区域不考虑粒子受到的重力求粒子射出平移器时的速度大小当加速电压变为时欲使粒子仍从点射入待测区域求此时的偏转电压已知粒子以不同速度水平向右射入待测区域刚进入时的受力大小均为现取水平向右为轴正方向建立如图所示的直角坐标系保持加速电压为不变移动装置使粒子沿不同的坐标轴方向射入待测区域粒子刚射入时的受力大小如下表所示射入方向受力大小请推测该区域中电场强度和磁感应强度的大小及可能的方向解析设粒子射出加速器的速度为动能定理由题意得即粒子在偏转电场中做类平抛运动在第一个偏转电场中设粒子的运动时间为加速度的大小离开时竖直分速度竖直位移水平位移粒子在两偏转电场间做匀速直线运动经历时间也为竖直位移由题意知粒子竖直总位移解得粒子在加速电压变时仍从点进入检测区域则要求不变显然粒子以不同速度向右进入检测区域刚进行时受到力大小均为说明受力与速度无关由可以判断磁场方向平行于轴电场强度大小移动装置使粒子沿不同的坐标轴方向射入待测区域粒子沿时所受力大小相同则表明电场强度方向与平面平行且满足则洛仑兹力而解得磁感应强度设电场方向与轴夹角为若磁场方向沿正方向由沿轴方向射入时的受力情况有解得或即与平面平行且与轴方向的夹角为或若场方向沿正方向由沿轴方向射入时的受力情况有解得或即与平面平行且与轴方向的夹角为或评价本题是与现代科技检测相联系的问题以带电粒子在电场中的加速偏转作为铺垫然后通过带电粒子进入电场与磁场复合区域根据带电粒子以不同方向射入时的受力情况来分析检测区域的电场强弱磁感应强度大小及其方向判断本题前问比较基础学生容易上手并能够较方便解决所求的问题第问要求学生具有较强的综合分析能力空间想像能力与运用数学知识解决物理问题的能力对带电粒子在电场磁场中受力分析是解决问题的基础在受力分析情况的基础上通过对受力的分解与合成来求出问题的终答案计算题总体评价道计算题都创新之处基本上都是与实际问题联系第题借助实际发电机模型要求学生对电磁感应闭合电路安培力交变电流有效值等物理概念与规律进行综合运用创新的另一个角度是考查学生交变电流有效值不是机械的而是要求学生正确理解有效值的概念的本质第题缓冲装置具有实际应用的意义虽然是模型但原理却与实际紧密联系要求学生从受力分析开始然后可以从牛顿定律运动学关系或从动能定理等角度对所面临的问题进行解答第题综合性相对较强它与现代科技实际相联系引导物理教学利用所学知识解决实际问题既有所提高又适用学生现有的学习基础与能力结构特点总之道计算题的设计从情境考查物理知识与学生物理能力角度立意能够区分不同能力的学生物理学习水平此外在试题排布上也是由易到难每道题的个问题设计也是由易到难符合人的心理活动规律