高三物理加速偏轉有三種類型:
1. 電子在加速電場中的偏轉:電子在加速電場中先加速后偏轉,要掌握偏轉距離和偏轉角度的求解方法。
2. 帶電粒子在重力場中的偏轉:掌握帶電粒子在偏轉電場中運動規律,通過類平拋運動的分析,建立合適的坐標系,運用數學知識求解偏移距離和運動時間。
3. 電磁偏轉:了解帶電粒子在勻強電場中的勻速圓周運動和在磁場中的運動,掌握偏轉方向和速度方向之間的關系。
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題目:一個帶電粒子在勻強電場中做加速運動,已知該粒子質量為m,電量為q,初速度為v_{0},加速電壓為U_{1},偏轉極板的長度為L,間距為d,極板間的距離為d_{0},求該粒子打在極板上時的動能。
【分析】
帶電粒子在加速電場中做勻加速運動,根據動能定理可求得粒子的動能。在偏轉電場中做類平拋運動,根據運動學公式和動能定理可求得粒子打在極板上時的動能。
【解答】
解:粒子在加速電場中做勻加速運動,由動能定理得:
$qU_{1} = \frac{1}{2}mv^{2} - \frac{1}{2}mv_{0}^{2}$
粒子進入偏轉電場后做類平拋運動,沿初速度方向做勻速直線運動,有:
$L = v_{x}t$
沿電場力方向做勻加速直線運動,有:
$a = \frac{qE}{m}$
由運動學公式得:
$v_{y}^{2} = 2aL$
由動能定理得:
$qEd_{y} = \frac{1}{2}mv_{y}^{2}$
聯立以上各式得:
$E = \frac{U_{1}}{d_{0}}$
打在極板上的動能:
E_{k} = \frac{1}{2}mv^{2} - \frac{1}{2}mv_{0}^{2} + qEd_{y} = \frac{qU_{1}}{d_{0}}L + \frac{q^{2}d_{y}}{2m} - \frac{mv_{0}^{2}}{2}
【說明】
本題主要考查了帶電粒子在加速電場和偏轉電場中的運動規律和動能定理的應用,難度適中。
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