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这样的匀强电场可能存在吗?

———对２０２２届高三Ｔ８联考第１５题第二问可行性研究

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韩灿周家本姜付锦

(１.黄陂区第三中学ꎬ湖北武汉４３０３００ꎻ２.浙江省青田县中学ꎬ浙江青田３２３９００ꎻ

３.黄陂一中试题研究中心ꎬ湖北武汉４３０３００)

摘要:本文通过对２０２２届高三Ｔ８联考第１５题的理论分析与数值模拟发现ꎬ在题目中的匀

强电场中ꎬ两个粒子的动能关系和位移关系不能同时满足ꎬ所以原题中的物理情境是不能实现的.

关键词:匀强电场ꎻ可行性ꎻ数值模拟

中图分类号:Ｇ６３２文献标识码:Ａ文章编号:１００８－０３３３(２０２４)１６－０１０７－０３

匀强电场是高中物理一个非常重要的模型ꎬ在角形ꎬ且ｃ、ｄ在ｙ轴上ꎬｃｄ与ｃｆ长度之比为１∶２.在ｘ

各种高考题和调考试题中时常出现.在命制这类试轴下方加上平行于ｘＯｙ平面的匀强电场后ꎬ从磁场

题时一定要对其中的物理情境进行深入细致地理论中穿过ｘ轴进入电场的离子中ꎬ有一个离子经过ｃ、ｆ

和数值模拟ꎬ否则就可能出现数据不自洽的问点的动能分别为Ｅ和３Ｅꎬ另一个离子经过ｄ、ｆ点ｋｋ

[１－２]

题.的动能分别为１.５Ｅ和４.５Ｅ(Ｅ为未知)ꎬ求匀强ｋｋｋ

电场的方向.

１题目

如图１所示ꎬ在ｘ轴上方有垂直于ｘＯｙ平面向

外的匀强磁场.ｙ轴正半轴上距原点Ｌ处的ａ点有

一个离子源ꎬ可以向各方向发射质量为ｍ、带电量为

ｑ的负离子ꎬ所有离子初速度大小均为ｖ.在这些离

０

子穿过ｘ轴的位置中ꎬｂ点(未画出)离Ｏ点最远ꎬ已

图１题目图

２ｍｖ０解(１)带电粒子在磁场中做圆周运动ꎬ洛伦

知磁感应强度大小为Ｂ＝.

Ｌｑ２

ｖ

兹力提供向心力:Ｂｖｑ＝ｍ０

(１)求ｂ点的坐标ꎻ０ｒ１

(２)ｘ轴下方的ｃ、ｄ、ｆ三个点构成一个直角三

收稿日期:２０２４－０３－０５

作者简介:韩灿(１９９３.４—)ꎬ男ꎬ湖北省武汉人ꎬ本科ꎬ中学一级教师ꎬ从事高中物理教学研究ꎻ

周家本(１９７９.１１—)ꎬ男ꎬ浙江省青田人ꎬ本科ꎬ中学高级教师ꎬ从事高中物理教学研究ꎻ

姜付锦(１９７８.９—)ꎬ男ꎬ湖北省武汉人ꎬ本科ꎬ中学高级教师ꎬ从事高中物理教学研究.

基金项目:２０２１年武汉市教育科学规划重点课题“基于新课程标准的高中情境化命题实践研究”(课题

编号:２０２１Ａ０５１).

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２ｍｖ０２Ｌ由粒子的末动能得:

由于Ｂ＝得:ｒ＝

Ｌｑ１２２