高考物理電粒子在電場中的軌跡有以下幾種情況:
1. 帶電粒子加速:帶電粒子從靜止開始受到電場力的作用時,由于電場力是恒力,因此粒子做勻加速運動。
2. 帶電粒子勻速直線運動:這種情況有兩種。一種是粒子在勻強電場中運動,受到的電場力和粒子的重力相等,因此粒子做勻速直線運動;另一種是粒子進入勻強磁場時,受到洛倫茲力而做勻速直線運動。
3. 帶電粒子在復合場中的運動:帶電粒子在重力、電場力、洛倫茲力等復合場中可能做勻速直線運動、勻速圓周運動(或螺旋線運動),也可能做非勻變速運動。
4. 帶電粒子在點電荷電場中的運動:當帶電粒子的速度方向與點電荷電場方向平行時,帶電粒子將做勻速直線運動;當帶電粒子的速度方向與點電荷電場方向垂直時,帶電粒子將做類平拋運動。
以上就是高考物理電粒子在電場中的幾種軌跡情況,希望對你有所幫助。
題目:
在垂直紙面內,一束速率相同的電子以不同的半徑做勻速圓周運動。在圖示的坐標系中,$xOy$平面是直角平面,$y$軸是紙面與圓形軌道的交線,$x$軸是圓形軌道的直徑。已知圓形軌道的半徑為$R$,電子質量為$m$,電子的電量為e。
(1)求電子在$y$軸上的射出點位置;
(2)求電子在$x$軸上的射出點位置;
(3)若電子從坐標原點O沿$x$軸正方向射入圓形軌道,求電子在圓形軌道最高點的速度大小。
答案:
(1)電子在$y$軸上的射出點位置為$(0,R)$。
(2)電子在$x$軸上的射出點位置為$(2\pi R,0)$。
(3)電子在圓形軌道最高點的速度大小為$\sqrt{2}v_{0}$。
解析:
(1)設電子在圓形軌道最高點的速度大小為$v_{0}$,根據動能定理得:$- m\frac{v_{0}^{2}}{R} = 0 - \frac{1}{2}mv_{0}^{2}$,解得:$v_{0} = \sqrt{\frac{2mR}{e}}$。設電子在圓形軌道最高點時的速度方向沿$x$軸正方向,則電子在$y$軸上的射出點位置為$(0,R)$。
(2)設電子在圓形軌道最高點時的速度方向沿$y$軸負方向,則電子在$x$軸上的射出點位置為$(2\pi R,0)$。
(3)若電子從坐標原點O沿$x$軸正方向射入圓形軌道,根據幾何關系可知,電子在圓形軌道最高點的速度大小為$\sqrt{2}v_{0}$。