- 必修二物理静电场
必修二物理静电场的内容包括:电场力、电场线和等势面之间的关系。具体来说,电场力是电荷在电场中受到的力,与电荷量和电场强度有关;电场线则用来描述电场强度的方向和强度,它们可以是直线或曲线,也可以是弯曲的;等势面则反映了各点电势相等的特征,它们也是曲线。
此外,学生还会学到电势能和电荷在电场中移动等内容,这些都是静电场的重要组成部分。通过这些学习,学生可以更好地理解电场的基本性质和电荷在电场中运动的基本规律。
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。求该粒子的速度和动能。
分析:
根据题意,粒子在匀强电场中受到电场力的作用,其方向与电场强度方向相同。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。
根据类平抛运动的规律,粒子在垂直于电场方向做匀速直线运动,其速度大小为:
v_{0} = sqrt{2gh} = sqrt{2 times 10 times 10^{- 2} times 1} = 1m/s
在平行于电场方向上,粒子受到电场力的作用而做加速运动,其加速度为:
a = frac{E}{m} = frac{20}{9.1 × 10^{- 30}} = 2.2 × 10^{6} m/s^{2}
根据速度时间关系公式,可求得粒子的速度:
v = at = 2.2 × 10^{6} × t × 1 = 2.2 × 10^{6}t m/s
由于粒子在垂直于电场方向上做匀速直线运动,因此其动能只与平行于电场方向上的速度有关。根据动能定理,可求得粒子的动能:
E_{k} = frac{1}{2}mv^{2} = frac{1}{2} × (2.2 × 10^{6}t)^{2} = 9.9 × 10^{5}t^{2} J
解得:t = 0.5 s时,粒子的速度为v = 1 m/s,动能E_{k} = 4.95 × 10^{4} J。
总结:
该粒子在匀强电场中做类平抛运动,其速度大小为1 m/s,动能约为4.95 × 10^{4} J。需要注意的是,由于题目中未给出粒子的质量,因此无法准确求出粒子的具体动能。
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