高三物理带电粒子在电场中的公式推导主要包括以下几个内容:
1. 粒子在匀强电场中的运动规律:速度时间公式、位移时间公式和速度位移公式,这些公式可以推导出其他相关公式。
2. 两个重要公式的推导:动能定理和电场力做功与电势能的关系。动能定理可以通过牛顿第二定律和运动学公式推导,电场力做功与电势能的关系可以通过牛顿第二定律和动能定理推导。
3. 粒子在点电荷电场中的运动规律:通过等效的思想,将点电荷电场等效为多个匀强电场的矢量和,从而推导出粒子在等效电场中的运动规律。
此外,还有粒子在复合场中的运动规律、带电粒子在磁场中的运动规律等。具体推导过程需要结合相关概念、定理和公式进行详细分析和计算。
以上内容仅供参考,建议查阅专业教辅书籍或者咨询专业教师。
题目:一个带电粒子在匀强电场中运动,初速度为v0,方向为x轴正向,经过时间t,到达位置(x,y)。求该带电粒子的电荷量、电性和所受电场力。
1) 匀变速直线运动公式:x = v0t + 1/2at^2
2) 粒子在y方向做匀变速运动,加速度为a:a = qE/m
3) 粒子在电场中受到的电场力与初速度方向垂直,因此做类似抛体运动,水平方向为匀速直线运动,垂直于初速度方向为类平抛运动。
将以上三个方程代入可得:
x = v0t + 1/2qEt^2 / m
y = qEtt / m
由于已知位置(x,y),可以解出时间t:
t = (2xy - x^2m/qE)^(1/2)
将t代入y的表达式中,可得:
y = (qEx^2 - m^2y^2)/(qEx)
由于已知初速度v0和位置(x,y),可以求出粒子的电荷量和电性:
q = (y - v0t)/E
正负号可以根据粒子的运动轨迹来判断。
例如,如果粒子向下偏转,则电荷量为负;如果粒子向上偏转,则电荷量为正。