- 必修二物理静电场
必修二物理静电场的内容包括：点电荷、库仑定律、静电场中的导体、电势、电势能、电容器以及带电粒子在匀强电场中的运动。
相关例题：
题目：
一个带电粒子在静电场中的运动
问题：
一个带电量为+2.0 × 10^-8 C的粒子，在电场强度大小为20 N/C的匀强电场中运动，粒子运动方向与电场强度方向垂直。求该粒子的速度大小和方向。
分析：
根据电场力公式 F = qE，粒子受到的电场力为 F = 2.0 × 10^-8 C × 20 N/C = 4.0 × 10^-7 N。由于粒子运动方向与电场强度方向垂直，因此粒子做类平抛运动，其运动轨迹为抛物线。
根据牛顿第二定律，粒子受到的电场力等于其加速度，即 a = F/m = 4.0 × 10^-7 N/(2.0 × 10^-8 kg) = 20 m/s^2。由于粒子做匀变速运动，其速度大小和方向满足匀变速直线运动的规律。
解法：
根据匀变速直线运动的速度公式 v = v0 + at，其中初速度 v0 = 0，加速度 a = 20 m/s^2，时间 t = 粒子运动时间，可求得粒子的速度大小为：
v = at = 20 × t m/s
由于粒子运动轨迹为抛物线，其速度方向与水平方向夹角的正切值等于其竖直分速度与水平分速度的比值，即 tanθ = vy/v0 = at/v0 = t/v
因此，粒子的速度方向与水平方向的夹角为 θ，可表示为：
tanθ = t/v
将已知量代入可得：tanθ = tanθ = t/(2.0 × 10^-8) s/(2.0 × 10^-8) m/s = 5.7 × 10^6 s-1
由于粒子做匀变速运动，其速度方向与电场强度方向垂直，因此粒子的速度方向与水平方向的夹角为 θ = arc tan(5.7 × 10^6) = π/3 (约60度)。
答案：该粒子的速度大小为 v = 4.0 × 10^3 m/s，方向与水平方向的夹角为 θ = π/3 (约60度)。
总结：本题通过求解带电粒子在匀强电场中的运动速度和方向，帮助你更好地理解静电场的基本概念和计算方法。希望对你有所帮助！
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