- 高三物理带电粒子怎么求
高三物理中涉及的带电粒子种类很多,主要包括:
1. 电子:是一种带有负电荷的基本粒子,是构成原子的一部分。
2. 质子:是一种带有正电荷的基本粒子,是原子核的一部分。
3. 离子:由于各种原因(例如摩擦、辐射、化学反应等)带电的原子或分子。
4. 离子束:由离子组成的粒子流。
5. 离子炮:一种发射离子的装置,可以作为武器或驱动其他装置。
6. 光电子:光子激发出的电子,也就是光电效应中释放出来的电子。
7. 库仑粒子:在电磁学中,带电粒子之间通过库仑力相互作用。
8. 自由电子:在固体或气体中,没有被束缚的电子。
9. 注入粒子:在加速器中注入的粒子,如氢原子核对离子进行散射实验时使用的注入质子。
此外,还有一些虚构中的带电粒子,如魔法粒子、能量子等。具体求解哪种粒子的运动状态需要根据具体物理情境和题目要求来定。
相关例题:
问题:一个带电粒子(质量为$m$,电荷量为$q$),从坐标原点$O$处以速度$v_{0}$沿$x$轴正方向射出,并恰好从$x = 2a$处的点电荷$Q$的正上方通过。已知点电荷$Q$的电性为正,离原点的距离为$d$,求该带电粒子在电场中的运动时间。
【分析】
1.首先根据题意画出示意图,确定粒子的运动轨迹。
2.根据带电粒子的受力情况,确定粒子的运动性质(如匀速直线运动、匀变速直线运动或类平抛运动等)。
3.根据运动学公式和牛顿第二定律求解相关物理量。
【解答】
设粒子在电场中的运动时间为$t$,初速度为$v_{0}$,末速度为$v$,加速度大小为$a$。
1.根据题意,粒子在电场中做类平抛运动,水平方向上做匀速直线运动,竖直方向上做匀加速直线运动。
由题意可知,粒子在电场中运动的位移为:
$x = v_{0}t = 2a$
由匀变速直线运动的公式可得:
$v^{2} - v_{0}^{2} = 2ax = 4a^{2}$
解得:$v = sqrt{v_{0}^{2} + 4a^{2}}$
由牛顿第二定律可得:
$qE = ma Rightarrow E = frac{ma}{q}$
将加速度带入上式可得:
$v^{2} - v_{0}^{2} = frac{2mdv_{0}^{2}}{q}$
解得:$t = frac{v_{0}}{a} = frac{sqrt{v_{0}^{2} - 4a^{2}}}{a}$
【说明】
本题是一个典型的带电粒子在电场中运动的题目,需要结合牛顿第二定律和运动学公式求解。解题的关键是要正确画出粒子的运动轨迹,并根据受力情况确定粒子的运动性质。同时要注意题目中的约束条件,如本题中的粒子恰好从点电荷上方通过。
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