http://lab.physicalw.com/expt/2/25/109


仿真逻辑:
D型盒区域:粒子受洛伦兹力作用,做匀速圆周运动。程序严格按照 F=qvB 的公式计算向心加速度。
盒缝区域:粒子受电场力作用加速。电场方向随交流电周期 Tac 改变。
同步原理:只有当 Tac=T粒子=2πm/qB 时,粒子才能在每次经过缝隙时都获得加速。
交互设计:
一键匹配:点击“一键同步”,程序会根据当前设置的磁场 B 和粒子荷质比,自动计算理论周期并填入交流电周期,实现稳定加速。
受力分析:勾选后,绿色箭头代表洛伦兹力(始终指向圆心),紫色箭头代表电场力。
参数实时生效:拖动电压、磁场、半径等滑块时,仿真状态会实时变化,方便演示“磁场增强导致半径减小”等物理规律。
教学演示建议:
场景1:失调演示。让学生随意调节交流电周期,观察粒子在缝隙中可能被减速甚至往返运动,理解同步的重要性。
场景2:最大能量探讨。增加盒子的半径 R,观察粒子在射出时的速度和能量,
场景3:极性切换。改变磁场 B 的正负(方向),观察粒子旋转方向的改变(顺时针与逆时针)。