應(yīng)用錯(cuò)誤解析 探究一題多問(wèn)

王 曄

(四川省成都市航天中學(xué)校)

我們?cè)谧鳂I(yè)、訓(xùn)練、測(cè)試中,常會(huì)出現(xiàn)一些物理題的錯(cuò)誤答案或錯(cuò)誤解析。我們要利用這些“錯(cuò)誤”,深入分析錯(cuò)誤所在的原因;要應(yīng)用“錯(cuò)誤”,將問(wèn)題進(jìn)行深入探究,拓展學(xué)生知識(shí)的廣度和深度,做到一題多問(wèn),加深學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解和應(yīng)用。

一、原題呈現(xiàn)

【題1】如圖1所示,S為一離子源,MN為長(zhǎng)熒光屏,S到MN的距離為L(zhǎng),整個(gè)裝置處在范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。某時(shí)刻離子源S一次性沿平行紙面的各個(gè)方向均勻地射出大量的正離子,各離子的質(zhì)量m,電荷量q,速率v均相同,不計(jì)離子的重力及離子間的相互作用力,則 ( )

圖1

本題考查了帶電離子在磁場(chǎng)中受洛倫茲力作用在紙面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)問(wèn)題。分析清楚離子運(yùn)動(dòng)過(guò)程和離子在磁場(chǎng)中臨界問(wèn)題是解題的關(guān)鍵。

很多資料及網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)都引用了該題,大部分參考答案是AC。

二、錯(cuò)誤解析

對(duì)于CD選項(xiàng)分析

解得R=L

離子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖2所示,離子能打到熒光屏的范圍是AC。

圖2

由幾何知識(shí)得PA=R=L

三、正解分析

圖3

離子速度沿“1”方向時(shí),離子從上側(cè)回旋,剛好和熒光屏上部相切于M點(diǎn);

離子速度沿“2”方向時(shí),離子從下側(cè)回旋,剛好和熒光屏下部相切于Q點(diǎn);

離子速度沿“3”方向時(shí),離子從下側(cè)回旋,與MN相交于N點(diǎn),其中SN為運(yùn)動(dòng)軌跡的直徑。這是離子經(jīng)過(guò)MN下端的最遠(yuǎn)處;

離子速度沿“4”方向時(shí),離子從下側(cè)回旋,與MN相交于P點(diǎn),P點(diǎn)位于QN之間。

四、錯(cuò)因辨析

從【題1】對(duì)CD選項(xiàng)解析過(guò)程與下面一個(gè)常見(jiàn)題【題2】的解析雷同。……