高中物理电场相关例题如下:
1. 有一个电量为Q的点电荷,在某点施加一个外力F使物体保持静止状态,求该点的电场强度E。
2. 一个带电小球在匀强电场中运动时,受到的电场力为2N,方向水平向右,小球在电场中做直线运动,速度方向与电场力的方向相同,求小球的初速度和电场强度E的大小。
3. 两个点电荷相距为r,它们之间的作用力为F,若把每个点电荷的电荷量都变为原来的两倍,同时增大两点电荷之间的距离为原来的两倍,则它们之间的作用力变为原来的几倍?
4. 两个点电荷相距为L,它们之间的作用力为F,若保持距离不变,其中一个点电荷的电荷量变为原来的四倍,另一个点电荷的电荷量变为原来的多少倍才能使作用力变为原来的四倍?
解题步骤:
1. 根据电场强度的定义式E=F/q,可求出该点的电场强度E=F/Q。
2. 根据牛顿第二定律和运动学公式可求出小球的初速度和电场强度E的大小。
3. 根据库仑定律可得:$F = k\frac{Qq}{r^{2}}$,把每个点电荷的电荷量都变为原来的两倍,同时增大两点电荷之间的距离为原来的两倍,则作用力变为原来的4倍。
4. 根据库仑定律可得:$F = k\frac{Q_{1}Q_{2}}{L^{2}}$,若保持距离不变,其中一个点电荷的电荷量变为原来的四倍,另一个点电荷的电荷量变为原来的2倍才能使作用力变为原来的四倍。
答案:
1. 该点的电场强度E=F/Q=F/Q。
2. 设小球的初速度为v_{0},方向与电场力的方向相同,根据牛顿第二定律和运动学公式可得:$F_{电}=ma$,$v^{2}-v_{0}^{2}=2ax$,解得v_{0} = \sqrt{2aL}。根据库仑定律可得:$F_{电}=k\frac{q^{2}}{r^{2}}$,解得E = \frac{kq}{r^{2}}。
3. 作用力变为原来的4倍。
4. 另一个点电荷的电荷量变为原来的2倍。
以上就是高中物理电场相关例题的解答过程,希望可以帮助到你。
高中物理电场相关例题:
小明在某次电学实验中发现电流表读数异常,于是他决定检查电路,当断开所有导线后,发现两个电表指针正常,但闭合开关后,两个电表指针反而反向偏转,电流表读数几乎为零,电压表读数较大,由此可以判断故障的原因是:
A. 某处发生了短路
B. 某处发生了断路
C. 电压表内部短路
D. 电流表内部短路
解析:断开所有导线后,两个电表指针正常,说明电源、导线等部分正常;闭合开关后,两个电表指针反向偏转,说明电流表与电压表串联在一起,电流表读数几乎为零,电压表读数较大,说明电压表分走大量电流,而电压表电阻较大,因此故障原因是某处发生了断路。
答案:B。
高中物理电场部分常见问题
一、电场强度
1. 电场强度与电场力的关系:电场强度是描述电场强弱的物理量,其大小取决于电场本身,与有无试探电荷无关。电场力是试探电荷在电场中受到的力,其大小取决于电荷本身和电场本身。因此,只要知道电场强度的大小和方向,就可以确定电荷在电场中所受的电场力的大小和方向。
2. 电场强度的单位:在国际单位制中,电场强度的单位是牛/库(N/C),简称牛·米/库(N·m/C),常用符号“E”表示。
二、电势差
1. 电势差与电势的关系:电势差是指电荷在电场中移动时,电场力做的功与电荷量的比值。因此,电势差与电势的关系可以用公式U=W/q来表示。其中,U表示电势差,W表示电场力做的功,q表示电荷量。
2. 电势差的单位:在国际单位制中,电势差的单位是伏特(V),简称伏(V)。
三、带电粒子在电场中的运动
1. 电场力做功与带电粒子动能的关系:带电粒子在电场中受到的电场力做正功,带电粒子的动能增加;反之,动能减少。因此,可以根据带电粒子在电场中移动后动能的变化情况,判断电场力做功的情况。
2. 电势能与带电粒子重力势能的区别:带电粒子在电场中受到的电场力相当于重力对物体运动的影响,因此可以将带电粒子的电势能类比为物体在重力场中的重力势能。
以上是高中物理电场部分的一些常见问题,通过掌握这些基本概念和规律,可以更好地理解和应用电场知识。
例题:一个质量为m的带正电荷q的粒子(不计重力),从A点开始只在电场力的作用下运动,初速度与电场线平行。在它经过B点时,速度方向变为与电场线成90度角并指向C点。已知A、B两点间的距离为L,求该带电粒子从A到C点运动过程中克服电场力所做的功。
分析:根据题意可知,带电粒子在运动过程中受到的电场力与初速度方向相反且垂直于AB方向的分量相等。因此,可以求出粒子在AB段和BC段所受的电场力大小相等且方向相反。根据动能定理可求出粒子在AB段和BC段克服电场力所做的功之和。
解:根据题意可知,粒子在AB段和BC段所受的电场力大小相等且方向相反。根据动能定理可知,粒子在AB段和BC段克服电场力所做的功之和等于粒子动能的增量。
设粒子在AB段和BC段的加速度分别为a1和a2,则有:a1 = qE/m ①
a2 = 0 ②
根据运动学公式可知,粒子在AB段和BC段的位移分别为:s1 = L ③
s2 = √(L^2 + x^2) ④
其中x为粒子从B点到C点沿AC方向的距离。根据动能定理可得:W1 = (1/2)mv^2 - (1/2)mv1^2 ⑤
W2 = (1/2)mv^2 - (1/2)mv2^2 ⑥
其中v为粒子经过B点时的速度;v1为粒子经过B点沿AC方向的速度;v2为粒子经过C点沿AC方向的速度;x为粒子从B点到C点沿AC方向的距离。将②③④代入⑤⑥可得:W1 = qEL - qx ⑦
W2 = 0 ⑧
由于W1 + W2 = 0,所以克服电场力所做的功为:W = W1 + W2 = qEL - qx ⑨
其中x为粒子从B点到C点沿AC方向的距离。因此,该带电粒子从A到C点运动过程中克服电场力所做的功为qEL - qx。
