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題目:一個帶電粒子在電場中只受電場力作用,從A點運動到B點,在此過程中粒子的速度發生變化,請分析可能的原因。
答案:
分析:
1. 電場力做正功,粒子的動能增加,速度增大。
2. 電場力做負功,粒子的動能減少,速度減小。
3. 電場力與速度方向垂直時,粒子將做勻速圓周運動,粒子的速度大小不變,方向不斷變化。
解答:
1. 如果電場力對粒子做正功,則粒子的動能增加,速度增大。根據動能定理,有:
W = ΔE
其中W為電場力做的功,ΔE為粒子動能的增加量。由于粒子只受電場力作用,因此電場力對粒子做正功時,粒子的速度增大。
2. 如果電場力對粒子做負功,則粒子的動能減少,速度減小。根據動能定理,有:
W = -ΔE'
其中W為電場力做的功,ΔE'為粒子動能減少量。由于粒子只受電場力作用,因此電場力對粒子做負功時,粒子的速度減小。
3. 如果電場力和速度方向垂直時,粒子將做勻速圓周運動。此時粒子受到的電場力提供向心力,粒子的速度大小不變,方向不斷變化。
綜上所述,帶電粒子在電場中只受電場力作用時,從A點運動到B點的過程中,如果電場力對粒子做正功或做負功或與速度方向垂直時,粒子的速度都會發生變化。