- 物理静电场专题
物理静电场专题包括以下内容:
1. 电场和电场强度:介绍电场和电场强度的概念,以及电场强度的计算方法。
2. 静电力和库仑定律:介绍静电力和库仑定律的概念,以及利用该定律计算两个点电荷之间的相互作用力。
3. 电势和电势差:介绍电势和电势差的概念,以及利用电势和电势差的概念计算电荷在电场中的运动轨迹。
4. 电势能和电场力做功:介绍电势能的概念,以及电场力做功的计算方法。
5. 电荷在电场中的运动:介绍电荷在电场中的运动规律,包括运动的加速度、速度、位移等随时间的变化关系。
6. 静电屏蔽:介绍静电屏蔽的概念和原理,以及在实际应用中的静电屏蔽现象。
7. 导体和电容器的电容:介绍导体和电容器的概念,以及电容器的电容和电压之间的关系。
8. 静电感应和静电平衡:介绍静电感应的现象和原理,以及物体达到静电平衡的条件和特点。
9. 感生电动势和涡旋电场:介绍感生电动势的概念和原理,以及涡旋电场的性质和计算方法。
以上是静电场专题的主要内容,还包括了许多具体的知识点和技能,需要在学习中逐步掌握。
相关例题:
题目:
一个半径为R的绝缘光滑圆环轨道处在匀强电场中,电场方向与环的竖直平面平行。已知在圆环的最低点处放置一个质量为m的带负电荷的小球,小球受到的电场力大小为小球重力的3/4倍,求:
(1)小球运动到圆环轨道最高点时对轨道的压力;
(2)小球在最低点处的电势能。
解析:
(1)小球在最低点受到电场力和重力的共同作用,根据牛顿第二定律可得:
$F_{电} - mg = 3/4mg = ma$
解得:$a = 1/4g$
小球运动到圆环轨道最高点时,由牛顿第二定律可得:
$F_{压} - mg = ma^{\prime}$
解得:$F_{压} = 5/4mg$
由于小球在最高点时只受到重力和轨道的支持力作用,所以根据牛顿第三定律可得小球对轨道的压力为:$F_{压}^{\prime} = 5/4mg$。
(2)小球在最低点时,电场力对小球做的功为:
$W_{电} = F_{电} \times 2R = 3/4mg \times 2R = 3/2mgR$
根据能量守恒定律可得:$E_{p} + W_{电} = E_{k}$
其中E_{p}为小球在最低点的电势能,E_{k}为小球在最高点的动能。所以有:
$E_{p} = - (3/2mgR - E_{k})$
由于小球在最高点的速度未知,所以无法求出E_{k}的值。但是可以知道小球在最低点的电势能等于电场力对小球做的功减去小球动能的变化量。
答案:
(1)小球运动到圆环轨道最高点时对轨道的压力为$5/4mg$。
(2)小球在最低点的电势能为$- (3/2mgR - E_{k})$,其中E_{k}为未知量。
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