- 高三物理带电粒子电场公式
高三物理带电粒子在电场中的公式包括:
1. 电场力:F=qE,其中q为电荷量,E为电场强度。
2. 牛顿第二定律:F=ma,可以推导出F电=maE,即带电粒子在匀强电场中所受的电场力等于该带电粒子质量与电场强度的乘积。
3. 运动学公式:x=v0t+1/2at^2,v=v0+at,其中v0为初速度,t为时间,a为加速度。这些公式可以用来描述带电粒子在电场中的运动。
4. 能量守恒定律:E=ΔK+Q,其中E为能量,ΔK为体系内部能量的变化量,Q为与外界交换的能量。这个公式可以用来求解带电粒子在电场中电势能和动能的转化关系。
此外,还有带电粒子在点电荷电场中的受力、运动和能量关系等公式。具体使用哪个公式,需要根据题目所给的条件和要求来选择。
相关例题:
题目:一个带电粒子在电场中运动,初速度为零,经过时间$t$到达A点,经过时间$2t$到达B点,求A、B两点间的电势差。
【分析】
根据粒子在电场中的运动情况,可以判断出粒子做初速度为零的匀加速直线运动。根据匀加速直线运动的特点,在相等的时间内通过的位移之比等于1:3,因此A、B两点间的距离为$x_{AB} = 5x_{A}$。
【公式应用】
根据动能定理,粒子在电场中受到的电场力做功等于粒子动能的增量,即:
$W = \Delta E_{k}$
根据牛顿第二定律,粒子受到的电场力为:
$F = ma$
根据匀加速直线运动的速度公式,粒子在任意时间内的速度变化量为:
$\Delta v = at$
因此,粒子在A、B两点间的电势差为:
$U_{AB} = \frac{W}{q} = \frac{Fx_{AB}}{q} = \frac{ma \cdot x_{AB}}{q} = \frac{ma \cdot 5x_{A}}{q}$
【答案】
根据上述公式,带入已知量可得:
$U_{AB} = \frac{1}{q} \times 5 \times \frac{1}{2}gt^{2} = \frac{5}{2q}g \times t$
因此,A、B两点间的电势差为:$\frac{5}{2q}g \times t$。
【解释】
在这个问题中,我们利用了动能定理和牛顿第二定律来求解电势差。通过分析粒子的运动情况,我们可以得到粒子做初速度为零的匀加速直线运动,因此可以利用匀加速直线运动的特点来求解A、B两点间的距离。最后,将已知量带入公式求解即可。
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