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磁吸附式“动态圆”演示圆盘的制作和使用方法

作者/来源:网友提供   发表时间:2021-02-28 22:04:26

  

◆摘 要:“旋转动态圆”是高中物理磁场这一章的重要题型,由于这类问题比较抽象,所以它也是教学的难点。为了帮助学生更好的理解这类粒子的运动特点,帮助老师快速作图,提高课堂效率,所以我设计并制作了一种辅助教具,此教具不但能帮助学生理解动态过程,还能吸附在黑板上,方便教师作图,提高课堂效率。

◆关键词:磁场;
“动态圆”;
自制教具

在高中物理磁场这一章有一类很重要的题型——“旋转动态圆”。例如:如图1所示,真空室内存在匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度的大小B=0.60T,磁场内有一块平面感光板ab,板面与磁场方向平行,在距ab的距离l=16cm处,有一个点状的α放射源S,它向各个方向发射α粒子,α粒子的速度都是v=3.0×106m/s,已知α粒子的电荷与质量之比q/m=5.0×107C/kg,现只考虑在图纸平面中运动的α粒子,且打在感光板上的粒子被吸收。求ab上被α粒子打中的区域的长度?

由于这类题目涉及到多个粒子的运动,问题又比较抽象,学生很难理解粒子的运动特点。在实际的教学过程中,老师需要作出多个粒子的运动轨迹,来帮助学生理解粒子的运动特点。然而,老师作出的图像依然是静态的,有些学生还是不能很好的理解不同粒子的运动特点,并且,现有的作图方法很耗时间,课堂效率低下。为了让轨迹圆能够真正动起来,帮助学生理解这类粒子的运动特点,帮助老师快速作图,提高课堂效率,所以我设计并制作了一种辅助教具,此教具不但能帮助学生理解动态过程,还能吸附在黑板上,方便教师作图,在课堂教学中取得了良好的效果。下面介绍一下这种教具的制作和使用方法。

一、材料准备

高透明圆形亚克力板1块(直径300mm,厚度5mm),圆柱形强力磁铁8个(直径4mm,高度6mm),红色和黑色的水彩笔各1支,废旧文件夹1个,螺丝钉1个(直径3mm,长度6mm)。

二、制作方法

1.先找出圆形亚克力板的圆心,再作两条相互垂直的直径A和B,在A、B直径上距离圆心分别40mm和120mm的地方打8个直径为4mm的小孔,然后把之前准备好的磁铁插入小孔。

2.从废旧文件夹上剪下一段长150mm,宽10mm的小条,用红色水彩笔在小条上画上箭头表示速度方向,并用之前准备好的螺丝钉将小条的一端固定于圆盘边缘与直径A的一个交点上。

3.用红色的水彩笔给圆盘边缘涂上颜色,用黑色水彩笔把直径A涂黑。

三、成品照片

四、使用方法

1.作图时需根据题目数据,结合圆盘的大小确定粒子源和磁场边界的位置。

2.调整小条方向(速度方向),让小条与直径A垂直。

3.讓螺丝钉与粒子源的位置重合,小条指向表示其中一个粒子的速度方向,此时圆的边缘就表示该粒子的轨迹。

4.按住有螺丝的一端,将另一端微微抬起,并旋转圆盘就可以得到不同粒子的运动轨迹。

五、演示效果照片

作者简介

屈川(1984.10—),民族:汉;
籍贯:重庆云阳;
职称:中教二级;
学位:学士;
单位:成都树德中学;
研究方向:实验教学、自制教具。

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