利用控制變量法解決復雜的質(zhì)譜儀類問題

摘 要：質(zhì)譜儀類問題近幾年頻繁地出現(xiàn)在各地高考試題中，是高考考查的熱點.學生在分析復雜的多變量臨界問題時往往缺乏有效的解題方法，本文筆者提出以理想化的質(zhì)譜儀模型的基本規(guī)律為基礎，以動態(tài)圓的分析方法為手段，利用控制變量思想逐步解決該類復雜問題.

關鍵詞：質(zhì)譜儀問題;控制變量;動態(tài)圓

中圖分類號：G632 ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：1008-0333（2021）22-0092-03

收稿日期：2021-05-05

作者簡介：陳喜（1985.7-），男，江西人，本科，中學一級教師，從事高中物理教學研究.

隨著國家新課程改革的推進，各地高考試題的問題情境都與生產(chǎn)生活、科技發(fā)展等緊密聯(lián)系，同時也越加強調(diào)對學生應用物理學知識綜合解決實際問題的能力.因此，質(zhì)譜儀作為高中生學習的科學儀器之一，近幾年頻繁地出現(xiàn)在各地高考試題中，是高考考查的熱點.

實際科學研究中，一束帶電粒子的速度、加速電壓、磁場磁感應強度等都可能在一定范圍內(nèi)取值，而且狹縫有一定寬度，粒子入射點位置也具有不確定性，另外粒子通過狹縫，由于波動性，其速度方向也在一定夾角范圍內(nèi)，因此粒子打在探測板上不是一個位置，而是在一段區(qū)域范圍內(nèi)，要區(qū)分不同比荷的粒子，必須使其擊中探測板的范圍不重疊.在高考試題命制時，命題者從實際問題出發(fā)，以質(zhì)譜儀為任務情境，根據(jù)考查難度要求，對實際模型做適當?shù)睦硐牖幚恚岢龅奈锢韱栴}往往分三個層次——理想化的質(zhì)譜儀模型、單變量的臨界問題、復雜的多變量的臨界問題，從不同緯度考查學生應用物理學知識綜合解決實際問題的能力.本文筆者從高考命題角度，總結(jié)解決質(zhì)譜儀類問題的知識與方法.

一、掌握理想化的質(zhì)譜儀模型的基本規(guī)律

理想化的質(zhì)譜儀模型為粒子在加速電場中做加速直線運動模型和粒子在勻強磁場中的勻速圓周運動模型的組合.要解決這類問題，我們必須能運用動能定理處理粒子在加速電場中做加速直線運動問題，會運用向心力公式計算粒子在勻強磁場中做圓周運動的半徑并規(guī)范、準確的作出粒子運動的軌跡圖.

參考文獻：

[1]常焱瑞.構(gòu)建模型，解決質(zhì)譜儀問題[J].課程教育研究，2016（06）：118-119.

[責任編輯：李 璟]