- 高一下物理静电场
高一下物理静电场的内容包括:电场,电势,电势能,电势差,电容,带电粒子在电场中的运动等。
相关例题:
题目:
一个带电粒子在静电场中的运动
问题:
一个质量为 m 的带电粒子,电荷量为 q,以速度 v 进入一个平行板电容器间的静电场中。已知平行板电容器两极板间的距离为 d,极板面积为 S,电势差为 U。求带电粒子在电场中的运动轨迹。
分析:
带电粒子在电场中受到电场力作用,其运动轨迹取决于电场力的方向和大小。根据电场力公式 F = qE,其中 E 为电场强度,可以求出粒子所受的电场力。同时,根据牛顿第二定律 F = ma,可以求出粒子的加速度。
解:
根据题意,平行板电容器两极板间的电场强度 E = \frac{U}{d},粒子所受的电场力 F = qE = q \cdot \frac{U}{d}。
粒子的加速度 a = \frac{F}{m} = \frac{qU}{md}。
粒子的运动轨迹为抛物线,其运动时间为 t = \frac{d}{v}。
根据能量守恒定律,粒子的动能与势能之和保持不变,即:
\begin{aligned}
& \frac{1}{2}mv^{2} + qU = \frac{1}{2}mv_{f}^{2} \\
& v_{f} = \sqrt{v^{2} + \frac{2qU}{m}} \\
\end{aligned}
其中 v_{f} 为粒子最终的速度。
根据上述公式,可以求出粒子的最终速度 v_{f} 和运动时间 t。
答案:
最终速度 v_{f} = \sqrt{v^{2} + \frac{2qU}{m}}。
运动时间 t = \frac{d}{\sqrt{v^{2} + \frac{2qU}{m}}}。
总结:
本题主要考察了静电场的基本概念和计算方法,包括电场强度、电场力、牛顿第二定律、能量守恒定律等。通过求解带电粒子的运动轨迹和最终速度,可以加深对静电场的理解。
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