基于 MAT LA B的带电粒子在电磁场中的运动模拟

带电粒子在电磁场中的运动是高中物理的重要内容. 文章利用 MAT LA BGU I图形处理窗口, 基于高 中物理教学要求, 分别模拟带电粒子在匀强电场、 匀强磁场以及复合场中的运动图像. 结合高中学生所学知识, 利 用形象化的场图使学生对这部分内容有较深的了解, 以提高学生对电磁场问题分析的能力. 同时, 借此实例让学生 真切地感受科学技术在物理中的应用     

带电粒子在匀强电场和匀强磁场中运动规律的研究

先通过牛顿运动第二定律推出带电粒子在匀强电场和匀强磁场中运动的微分方程组,再利用数学软件Maple解出方程组的解析解,对解析解的进一步分析证明带电粒子在运动过程中加速度大小不变,最后通过Maple对解析解进行数值模拟,得到了带电粒子在复合场中的5种常见的运动轨迹.     

离子漩涡--带电粒子在复合场中的运动

带电粒子在复合场中的运动在日常生活中学生难得一见;阴极射线管能很好地向学生展示电子在磁场和电场中的运动.但要演示电子在复合场中的运动时,阴极射线管在操作上存在困难.我们设计的这一实验操作简单、现象明显、说服力强,能很好地向学生展示带电粒子在复合场中的运动.     

圆周运动的一种特殊分解方法

高中阶段通常会用运动合成或分解的方法来处理匀变速直线运动、平抛运动、类平抛运动及一般的匀变速曲线运动,但能否用运动合成或分解的方法处理高中阶段另一种重要的运动——圆周运动呢?本文以带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动为例进行分析与验证,得出相关结论,并用这种方法分析两个具体的问题。     

离子旋涡——带电粒子在复合场中的运动

带电粒子在复合场中的运动在日常生活中学生难得一见；阴极射线管能很好地向学生展示电子在磁场和电场中的运动．但要演示电子在复合场中的运动时，阴极射线管在操作上存在困难，我们设计的这一实验操作简单、现象明显、说服力强，能很好地向学生展示带电粒子在复合场中的运动．     

谈2011年高考全国理综卷中的一道命题——带电粒子在复合场中的运动

带电粒子在电磁场中的运动是高考的一个重要内容,因为该理论经常被用到现代科技和生产生活中．高考试题主要考查学生对带电粒子在电场中和磁场中的受力分析及对物体运动情况的判断．试题经常以电场和磁场叠加的形式出现,也就是所谓的“复合场”．2011年普通高等学校招生全国统一考试理科综合能力测试Ⅱ卷第25题考查的就是带电粒子在复合场中的运动．但该题没有考虑清楚实际的物理情境,在电场的边界模型上出现了问题．     

用肥皂泡演示带电粒子在匀强电场中的偏转

带电粒子在匀强电场中的偏转,是“电场”一章教学的难点.我们在教学中用肥皂泡模拟带电粒子在匀强电场中的偏转实验,收到较好的效果。演示器由匀强电场和发泡器两部分组成.取两片25×40cm~2的铝网(可用收录机用的扬声器装饰网),将其四周边缘分别用火     

带电粒子在复合场中的运动分析

从运动的合成与分解的角度,运用初等数学方法,得出带电粒子以任意角度射入任意夹角的匀强电场和匀强磁场中的速度和位移的表达式,并讨论得出特殊情况下的类平抛运动、不等距螺旋运动、匀变速直线运动和速度选择器模型.     

例析有界磁场中的对称特性

带电粒子在有界匀强磁场中的运动是高中物理的难点,也是历年高考的重点和热点.带电粒子在磁场中的运动轨迹是圆周(或圆弧).圆是中心对称图形,因而,充分利用带电粒子运动轨迹的对称性解决此类问题,往往会收到事半功倍的效果.现将带电粒子在有界磁场中做匀速圆周运动的对称特性总结     

利用动态圆破解磁偏转极值(范围)问题——追忆2010年全国高考理综卷(Ⅰ)(Ⅱ)物理压卷题影踪

带电粒子在有界匀强磁场中运动,若其轨迹是一段圆弧,电磁学上则把这种运动称为磁偏转.磁偏转问题是高考的热点,可以很好地考查学生的理解能力、分析综合能力,特别是应用数学处理物理问题的能力,而其中极值(范围)问题又是这类问题中的难点.     

带电粒子在磁镜中的重力漂移运动模拟研究

基于电磁学基本原理讨论了由两个相互平行的载流圆环构造的简单磁镜场的场分布以及均匀磁场中粒子运动的磁通量守恒量关系式.通过理论分析和数值模拟研究了在弱非均匀磁镜场中带电粒子的重力漂移运动,并运用重力漂移速度公式验证模拟结果,二者符合得较好,结果表明弱磁场下带电粒子所受重力会破坏带电粒子在磁镜场中运动的磁通量守恒关系.     

高考中两种曲线运动的综合问题的分析

圆周运动和（类）平抛运动是高中物理中两种典型的曲线运动;前者为变速曲线运动,后者为匀变速曲线运动．在考题中往往把两种运动综合在一起形成较为复杂运动问题,以下举例分析,以便共同探讨．     

关于带电粒子在复合场中运动的题目误解分析

在物理课堂教学研究过程中,笔者发现部分教师和学生对带电粒子在复合场中运动的一类问题存在错误的理解和认识.下面就将这类问题分析如下.     

第十四章 带电粒子在电场和磁场中的运动

第十四章带电粒子在电场和磁场中的运动练习一带电粒子在电场中的运动一、判断题１．所有负二价的离子在匀强电场中通过相同的路径，它们动能的改变量相同，与离子的质量无关。（）２．电子和质子以相同的速率进入匀强电场，方向都与场强的方向相同，则任何时刻它们动能的...     

谈回旋加速器中带电粒子在磁场中运动轨迹的间距问题

我们都知道回旋加速器是用来加速带电粒子的装置,带电粒子在两个D型盒间的交变电场中做加速运动,在D型盒中的匀强磁场中做匀速圆周运动,各种教材都给出了带电粒子在回旋加速器中运动的图示.笔者研究了各种教材中所画的图示(图1).发     

带电粒子在相互垂直的匀强电场和磁场中的运动轨迹

推导出带电粒子在相互垂直的匀强电场和磁场中普遍情况下的运动方程,给出了几种典型情况下的轨迹,并对轨迹的形状和性质,结点的出现进行了讨论.     

运动的合成与分解在磁场章节中的应用

运动的合成与分解一般用于两个直线运动的合成和一般曲线运动的分解,但一道关于带电粒子在磁场中运动的高考模拟题却给人启示,带电粒子的圆周运动也可以分解与合成,有关习题除了用传统的几何关系求解外,也可以用运动的合成与分解知识求解.     

带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的单元教学思路与框架

立足于大概念教学理念,以培养学生的核心素养为目标,通过分析带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的规律,结合高考对这部分内容的考查特点,总结了带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的模型构建思路,绘制了以"弦"为分析问题核心和以"半径"为解决问题核心的框架,解决了带电粒子在匀强磁场中运动教学结构分散问题.用几道典型的题例证了用...     

带电粒子在交叉电磁场中运动的受力分析

在学习电磁学时,带电粒子在交叉电磁场中的运动是一个有趣的问题。这里所谓交叉电磁场,是指均匀恒定并且相互垂直的电场和磁场,假定粒子的速度与磁场垂直。初看起来,似乎带电粒子会在垂直于磁场的平面内作圆周运动,同时沿电场方向作匀加速运动,整个运动是这两种运动的合成。然而这种看法是错误的。通过解运动方程可以证明[1],实际的运动是垂直于磁场的平面上的圆周运动和垂直于(而不是平行于)电场的匀速(而不是匀加速)运动的合成。 为了深刻理解发生上述运动的物理原因,下面来进行这一问题的受力分析。 (一)受力分析 会磁场压指向S轴,(垂直…     

利用MATLAB模拟带电粒子在非匀强磁场中的运动

利用MALTLAB GUI设计开发实验仿真平台,对带电粒子在非匀强磁场中的运动轨迹进行模拟。在该平台上用户可以通过输入不同的参数来模拟不同情况下带电粒子在非匀强磁场中的运动,得到不同情况下带电粒子的运动轨迹,为大学物理教学提供了有效的辅助手段。