高三下學期物理電磁加場的知識點包括:電場、電勢、等量同種電荷、電場線、電勢差、磁場、磁感線、帶電粒子在磁場中的運動等。
請注意,以上只是部分知識點,建議請教老師或查閱相關書籍,以獲取更全面和準確的信息。同時,這些知識點需要結合具體題目進行理解和應用,因此建議多做相關練習題以鞏固和加深對這些知識點的理解和掌握。
問題:一個質量為m的帶電粒子以速度v垂直射入一個勻強電場中,已知該粒子電量為q,電場強度為E。求該粒子在電場中的運動軌跡。
解答:
粒子在電場中的運動可以分解為垂直電場方向上的勻速直線運動和平行電場方向上的加速運動。
垂直電場方向上,粒子做勻速直線運動,其運動軌跡為一條直線。該直線與電場線垂直,且粒子的速度方向與電場線方向相同。
平行電場方向上,粒子做初速度為零的勻加速直線運動,其加速度為qE/m。根據運動學公式,可求得粒子在平行電場方向上的位移:
x = 1/2at2 = 1/2(qE/m)t2
其中,t為粒子在平行電場方向上的運動時間。由于粒子垂直射入電場,所以粒子在垂直電場方向上的位移為零。因此,粒子的總位移為:
y = x + v·t
其中,y為粒子的總位移,v為粒子的速度大小。將上述公式代入已知條件中,可得:
y = 1/2(qE/m)t2 + vt
接下來,我們需要求解粒子在平行電場方向上的運動時間t。根據粒子在平行電場方向上的加速度和初速度為零的條件,可得出時間公式:
t = (2y/v)·√(1 - (v2/E2))
將上述公式代入總位移公式中,可得:
y = (qE/m)·(2y/v)·√(1 - (v2/E2)) + v·(qE/m)·(2y/v)·√(1 - (v2/E2))2 + v·√(1 - (v2/E2))
化簡后可得:
y = (qE2 - mE2)/2mv2 + v·√(E2 - v2)
因此,粒子的運動軌跡為一條拋物線,其對稱軸為垂直于初速度方向的直線。軌跡的形狀取決于粒子的質量和電量以及電場強度的大小和方向。
總結:該粒子在電場中的運動軌跡是一條拋物線,其對稱軸為垂直于初速度方向的直線。軌跡的形狀取決于粒子的質量和電量以及電場強度的大小和方向。