高三物理中常見(jiàn)的帶電粒子包括:
1. 電子:帶負(fù)電的粒子,是輕核,是最常見(jiàn)的帶電粒子。
2. 質(zhì)子:帶正電的粒子,由兩個(gè)中子和電子組成。
3. 離子:帶電的原子或原子團(tuán),通常是由化學(xué)作用或電離而產(chǎn)生的。
4. 離子團(tuán):如銨根離子、碳酸根離子等,是離子組成的粒子團(tuán)。
5. 原子:原子核及核外電子,常見(jiàn)于氣體和液體物質(zhì)中,作為構(gòu)成物質(zhì)的基本粒子。
6. 分子:由原子組成的粒子團(tuán),如水分子、二氧化碳分子等。
7. 原子團(tuán):由原子組成的復(fù)合粒子,如硫酸根離子、氫氧根離子等。
此外,還有一些特殊情況,如人工制造的粒子、光子、介子、中微子、反粒子等,這些在特殊情況下也會(huì)成為帶電粒子。
題目:一個(gè)帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)軌跡為一條曲線。已知粒子的質(zhì)量為m,電量為q,初速度為v_{0},電場(chǎng)強(qiáng)度為E,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。求該粒子在曲線上的最大速度v_{m}。
【分析】
根據(jù)粒子在電場(chǎng)中的加速和在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn),可以列出運(yùn)動(dòng)方程,解方程即可求得最大速度v_{m}。
【解答】
設(shè)粒子在電場(chǎng)中加速的時(shí)間為t_{1},在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的角度為θ,偏轉(zhuǎn)的距離為d,最大速度為v_{m}。
根據(jù)動(dòng)能定理可得:Eqt_{1} = \frac{1}{2}mv^{2} - \frac{1}{2}mv_{0}^{2}
根據(jù)洛倫茲力提供向心力可得:BIdt = m\frac{v^{2}}{r}
其中r為粒子在磁場(chǎng)中的軌道半徑,根據(jù)幾何關(guān)系可得:r = \frac{L}{\sin\theta}
其中L為粒子在電場(chǎng)中的加速距離。
將上述三個(gè)式子聯(lián)立可得:v_{m} = \sqrt{\frac{2qEL}{mB\sin\theta}}
其中θ為粒子在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的角度。
【說(shuō)明】
本題是一道較為典型的帶電粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的綜合問(wèn)題,需要運(yùn)用動(dòng)能定理、洛倫茲力提供向心力和幾何關(guān)系等多個(gè)知識(shí)點(diǎn)來(lái)求解。解題的關(guān)鍵在于正確分析粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡和受力情況,并靈活運(yùn)用相關(guān)公式進(jìn)行求解。