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带电粒子什么时候在电场中做类平抛运动?

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带电粒子在电场中做类平抛运动的条件是 初速度垂直于电场方向。当带电粒子以初速度 $v_0$ 垂直于场强方向进入匀强电场时,粒子将在电场中做类平抛运动。具体来说,带电粒子的运动可以分解为沿初速度方向的匀速直线运动和沿电场力方向的匀加速直线运动。

详细分析如下:

初速度垂直于电场方向:

当带电粒子垂直于电场方向进入匀强电场时,粒子受到的电场力垂直于初速度方向,这导致粒子在垂直于电场方向上的加速度恒定(等于电场强度 $E$)。

运动分解:

由于电场力垂直于初速度方向,粒子的运动可以分解为两个独立的部分:

沿初速度方向的匀速直线运动:粒子在垂直于电场方向上的速度保持不变,因此沿初速度方向做匀速直线运动。

沿电场力方向的匀加速直线运动:粒子在垂直于电场方向上受到恒定的电场力作用,因此沿电场力方向做匀加速直线运动。

这种运动形式类似于在重力场中的平抛运动,只是这里的加速度是电场强度 $E$ 而不是重力加速度 $g$。

总结:

带电粒子在电场中做类平抛运动的条件是 初速度垂直于电场方向。当满足这一条件时,粒子的运动可以分解为沿初速度方向的匀速直线运动和沿电场力方向的匀加速直线运动。