- 高考物理电粒子轨迹
高考物理电粒子在电场中的轨迹有以下几种情况:
1. 带电粒子加速:带电粒子从静止开始受到电场力的作用时,由于电场力是恒力,因此粒子做匀加速运动。
2. 带电粒子匀速直线运动:这种情况有两种。一种是粒子在匀强电场中运动,受到的电场力和粒子的重力相等,因此粒子做匀速直线运动;另一种是粒子进入匀强磁场时,受到洛伦兹力而做匀速直线运动。
3. 带电粒子在复合场中的运动:带电粒子在重力、电场力和洛伦兹力共同作用下,可能做匀速直线运动、匀速圆周运动,或抛体运动。
此外,带电粒子在磁场中可能发生偏转(即出现类似曲线或折线轨迹),如带正电的粒子垂直射入匀强磁场,做匀速圆周运动;带电粒子从一端射入电场,在另一侧射出,轨迹为抛物线。
以上信息仅供参考,建议咨询高中物理老师或查阅高中物理教材获取更准确的信息。
相关例题:
题目:
在垂直纸面内,一束速率相同的电子以不同的半径做匀速圆周运动。在图示的坐标系中,$xOy$平面是直角平面,$y$轴是纸面与电子运动轨迹的交线,$x$轴是电子运动的径向平面。已知电子的质量为$m$,电量为$e$,电子运动轨迹的半径为$R_{1}$和$R_{2}$,圆心分别为$O_{1}$和$O_{2}$。求:
(1)电子在$O_{1}$和$O_{2}$处受到的洛伦兹力的大小;
(2)电子在$O_{1}$和$O_{2}$处的动能大小;
(3)若电子运动轨迹的半径为$R = 2R_{1}$,求电子运动周期。
答案:
(1)根据洛伦兹力提供向心力有:$evB = m\frac{v^{2}}{R}$,解得:$F = \frac{evBR}{m}$
(2)根据动能定理有:$e\frac{v^{2}}{2} = \frac{1}{2}mv^{2} - 0$,解得:$E_{k} = \frac{ev^{2}}{2}$
(3)根据周期公式有:$T = \frac{2\pi R}{v}$,解得:$T = \frac{2\pi m}{eB}$
解析:
本题考查了带电粒子在磁场中的运动,根据洛伦兹力提供向心力列式求解即可。
【分析】
(1)根据洛伦兹力提供向心力列式求解;
(2)根据动能定理列式求解;
(3)根据周期公式列式求解。
【解答】
(1)电子在$O_{1}$和$O_{2}$处受到的洛伦兹力的大小相等,大小均为:F = \frac{evBR}{m};
(2)电子在$O_{1}$和$O_{2}$处的动能大小相等,大小均为:E_{k} = \frac{ev^{2}}{2};
(3)电子运动周期为:T = \frac{2\pi m}{eB}。
当半径为$R = 2R_{1}$时,周期为:T = \frac{4\pi m}{eB}。
【例题答案】
(1)相等;
(2)相等;
(3)$T = \frac{4\pi m}{eB}$。
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