- 物理静电场内容
物理静电场的内容主要包括电场强度、电势、静电力的计算以及电容和能量等内容。静电场是静止的电荷所产生的电场,研究静电场需要运用数学工具来描述其特性,例如使用场强和电势的概念来描述电荷分布和电场分布。此外,静电场还涉及到电荷守恒定律、高斯定律等物理定律。
相关例题:
题目:
在静电场中,一个带电粒子在电场力的作用下,从A点运动到B点,粒子的电荷量为q,质量为m,求:
(1)如果A点的电势高于B点的电势,则带电粒子在A点的加速度是多少?
(2)如果A点的电势高于B点的电势,带电粒子在A点的速度为vA,则带电粒子在B点的速度是多少?
答案:
(1)根据电场力做功与电势能的关系,有:
WAB = q(UAB)
其中,WAB为带电粒子从A到B的电场力做的功,q为带电粒子的电荷量,UAB为AB两点间的电势差。
又因为带电粒子从A点运动到B点时,有:
a = F/m = Eq = Uq/d
其中,d为AB两点间的距离。
因此,如果A点的电势高于B点的电势,带电粒子在A点的加速度为:
a = qU/d
(2)根据动能定理,有:
WAB = △Ek
其中,WAB为带电粒子从A到B的电场力做的功,△Ek为带电粒子的动能变化量。
又因为带电粒子从A点运动到B点时,有:
△Ek = 1/2mv² - 1/2mv²A
因此,如果A点的电势高于B点的电势,且带电粒子在A点的速度为vA,则带电粒子在B点的速度为:
vB = √(v²A + 2qU)
解析:
本题主要考查了静电场中的基本概念和公式,包括电势、电势能、电场力做功、动能定理等。解题的关键在于理解这些概念和公式的含义,并能根据题目所给的条件进行求解。
首先根据题目所给的条件,建立与物理量相关的数学表达式。在本题中,我们根据电场力做功与电势能的关系、加速度的定义式和动能定理,建立了三个数学表达式。然后根据这些表达式,结合题目所给的条件进行求解。在本题中,我们已知带电粒子的电荷量和质量,以及AB两点间的电势差和距离,因此可以求出带电粒子在A点和B点的加速度、速度等物理量。
解题时需要注意单位的换算和计算结果的准确性。在本题中,我们需要注意电荷量的单位是库仑,质量单位是千克,加速度单位是米每二次方秒等。同时,在计算过程中也要注意避免出现数值错误或计算失误等问题。
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