- 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}。
根据动能定理,粒子在电场中受到的电场力做的功等于粒子动能的增量:W = \frac{1}{2}mv^{2} - 0。
将粒子的运动轨迹代入动能定理公式中,可得:W = qS \cdot \frac{U}{v^{2}}。
因此,带电粒子在电场中的运动轨迹为:
y = \frac{Ud}{2v^{2}}x^{2} + Cx + D,其中 C 和 D 为常数。
答案:
带电粒子在电场中的运动轨迹为抛物线,其运动时间为 t = \frac{d}{v}。粒子的加速度为 a = \frac{qU}{md},运动轨迹方程为 y = \frac{Ud}{2v^{2}}x^{2} + Cx + D。其中 C 和 D 为常数。
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