- 高三物理偏转时间问题
高三物理偏转时间问题通常涉及到带电粒子在电场中的运动。以下是一些常见的问题类型和相应的解题方法:
1. 粒子在电场中加速:带电粒子(如电子、质子等)进入电场,受到电场力的作用而获得速度,这就是加速。要解决加速问题,需要知道粒子的电荷量、质量、电场强度和电压等参数。通过运动学公式或能量守恒定律,可以求出粒子离开电场时的速度、位移等参数。
2. 粒子在匀强电场中的偏转:当带电粒子进入匀强电场后,不仅会受到电场力的加速作用,还会受到电场力的偏转作用。解决这类问题时,需要知道粒子的电荷量、质量、电压和偏转角度等参数。通过运动学公式和动能定理,可以求出粒子离开偏转电场时的速度、位移、偏转距离等参数。
3. 粒子在复合电场中的运动:在实际的物理问题中,常常会涉及到多个电场的复合作用。解决这类问题时,需要将复合电场分解成若干个匀强电场,分别考虑每个电场的作用,再综合运用运动学公式和动能定理等知识求解。
此外,还有一些常见的问题类型如粒子在磁场中的运动、电磁感应等,也涉及到偏转时间问题。解题时需要掌握相应的物理规律和公式,并结合实际情况进行分析。
相关例题:
例题:
在电场中某点,电荷量为$q$的粒子受到的电场力$F$与该点场强$E$的关系如图所示。若将一个电子从该电场中的A点移到无穷远处,已知电子的电量为$e$,质量为$m$,不计电子的重力,求电子从A点运动到B点所需的时间。
【分析】
根据电场力做功与电势差的关系求出电子从A到B电势能的改变量,再根据动能定理求出电子从A到B的速度变化量,从而得出加速度,再根据牛顿第二定律求出电子在电场中的加速度,再根据运动学公式求出电子从A到B所需的时间。
【解答】
解:由图可知,从A到B电场力做正功,电势能减小,由动能定理得:
$W_{AB} = Delta E_{P} = 0 - frac{1}{2}mv^{2}$
解得:$Delta E_{P} = frac{1}{2}mv^{2}$
由电场力做功与电势差的关系得:
$W_{AB} = qU_{AB}$
解得:$U_{AB} = frac{W_{AB}}{q} = frac{frac{1}{2}mv^{2}}{q}$
由牛顿第二定律得:$a = frac{F}{m}$
解得:$a = frac{qE}{m}$
由运动学公式得:$t = frac{v}{a} = frac{mv}{qE}$。
答:电子从A点运动到B点所需的时间为$frac{mv}{qE}$。
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