- 有关物理静电场
物理静电场包括以下几个部分:
1. 电场强度(E):描述电场强弱的物理量,其大小表示单位正电荷在电场中某点受到的电场力,方向与正电荷受到的电场力方向相同。
2. 电势(φ):描述电场能量多寡的物理量,其高低反映电势能的大小。在电场中某点,试探电荷+q所具有的电势能E与它的电荷量q的比值定义为该点的电势,表示为ε=qφ。
3. 电势差(U):电场中两点之间电势之差。电压也被称为电位差。
4. 静电屏蔽:在静电平衡状态下,一个接地的导体是一个等电位体,它表面的电势处处相等,电荷也不会在导体表面以外的地方进行重新分布,因此外电场对它不起作用。
5. 静电感应:如果将一个不带电的导体和一个带电导体放在一起,并且带电导体能够吸引轻小物体,那么这个不带电的导体就会带上与带电体异号的电荷。
6. 库仑定律:描述带电物体之间作用力的公式。
7. 高斯定律:描述静电场环路定理和库仑定律的数学表达式,是静电学的普遍规律,适用于任意形状的带电体。
以上是物理静电场中的一些基本概念和规律,它们在静电学中具有重要意义。
相关例题:
题目:一个带电的球体在电场中受到电场力作用,求其运动轨迹。
假设电场为一个固定的点电荷,球体带电量为Q,质量为m。求球体在电场中的运动轨迹。
首先,我们需要知道球体在电场中的受力情况。根据库仑定律,球体受到的电场力为:
F = kQq / r^2
其中,k是静电力常量,Q是球体的带电量,q是点电荷的带电量,r是球体与点电荷之间的距离。
由于球体受到的电场力与它的质量成正比,因此我们可以将球体视为质点,忽略其大小和形状对运动轨迹的影响。
接下来,我们需要考虑球体的初始速度和初始位置。假设初始速度为v0,初始位置为x0。由于球体受到电场力和重力共同作用,因此它的运动轨迹为:
x = x0 + v0t + 1/2at^2
y = y0 + gt^2
其中x和y是球体的位置坐标,t是时间。a是加速度,可以通过牛顿第二定律求得:
a = F / m = kQq / (mv)^2
其中(mv)是球体的动量。
将上述方程代入运动轨迹的表达式中,可以得到:
x = x0 + v0(t - v0/a) + 1/2a(t - v0/a)^2
y = y0 + gt^2
x = x0 + v0t + 1/2at^2
y = y0 + gt^2
综上所述,当一个带电的球体在电场中受到电场力作用时,其运动轨迹是一条直线。这个例子可以帮助我们理解静电场的性质和规律。
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