带电粒子在电场中的运动(带电粒子在电场中运动的综合解释)
带电粒子在电场中的运动是高考中的高频考点。原因是引力场的运动大家都很熟悉,所以和电场打包在一起往往能让知识点更加准确。本期我们来看看带电粒子在电场中的运动。
首先,加速电场
一个带电量Q的带电粒子被一个离静止电位差为U的电场加速后,根据动能定理和电场力做功公式qU= mv,可以发现被加速的带电粒子的速度为v=根号(2qU/m)。这往往是题目构建的第一个问题或第一步。没有难度,大家一定要熟练掌握。
第二,偏转电场
质量为m的负电荷-q以初速度v0平行于两块金属板进入电场。设两块板的电位差为u,板长为l,板间距离为d,那么带电粒子在电场中做的是平抛运动。
(1)带电粒子通过电场所需的时间为t=L/v0。(分割运动和组合运动的同步性)
(2)带电粒子的加速度a = f/m = qe/m = qu/md .(牛二定律在电场中的应用)
(3)离开电场时,垂直于金属板方向的分速度v1 = at = qul/MDV 0。
(4)电荷离开电场时垂直于金属板方向的偏移量△ y = at = (qu/md) (l/v0)。
(5)电荷离开电场时偏转角的正切tan φ = v1/v0 = qul/mdv0。
和平比,也就是加速度变化引起的一系列变化。
三。突出
(1)两个重要结论:第一,当不同的带电粒子被同一电场U1从静止加速,然后从同一偏转电场U2发射时,偏移量和偏转角总是相同的。根据△ y = at = (qu2/MD) (l/v0)和qU1= mv0可知△ y = u2l/4u1d。同理,tan φ = v1/v0 = qu2l/mdv0 = u2l/2u1d。你最好把这两个公式记清楚。第二,粒子被电场偏转后,合成速度的反向延长线与初速度延长线的交点O就是粒子的水平位移,即偏转电极的中点。
(2)加速电场和偏转电场后,粒子的合成速度可用动能定理求解,即Qu1+Qu2 = MV。
(三)不管是在加速场还是偏转场中,一定要清楚是否考虑重力。一般区分为三种情况: ①对电子、质子、原子核、(正、负)离子等带电粒子均不考虑重力的影响; ②根据题中给出的数据,先估算重力mg和电场力qE的值,若mg
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