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高考物理无阻电源

2024-09-23 14:10:29综合其它897

高考物理无阻电源通常指的是理想电压源和理想电流源的组合,它们可以等效为理想电流源或理想电压源,也可以是这两种电源的组合。无阻电源并不存在,只是为了方便学生理解而提出的概念,现实中也不存在这种理想化的电源。Num物理好资源网(原物理ok网)

无阻电源在电路中的作用是能够为电路中的其他设备提供稳定的电压或电流输出,从而保证电路的正常运行。在电路中,无阻电源通常被视为一个恒定的能量源,能够不断地为电路中的其他设备提供能量。Num物理好资源网(原物理ok网)

根据电路原理,理想电压源和理想电流源的组合可以等效为理想电流源或理想电压源,也可以是这两种电源的组合。因此,高考物理中提到的无阻电源通常是指理想电压源和理想电流源的并联或串联组合。Num物理好资源网(原物理ok网)

总的来说,高考物理中提到的无阻电源主要是指理想电压源和理想电流源的组合,现实中并不存在这种理想化的电源。Num物理好资源网(原物理ok网)


相关例题:

题目:假设有一个理想化的无阻电源系统,其中有两个可移动的电荷,它们的质量分别为$m_{1}$和$m_{2}$,它们之间的距离为$r$。现在给电荷$m_{1}$一个初速度,使其在无阻力的情况下沿着一个圆形轨道运动。求:Num物理好资源网(原物理ok网)

1. 无阻电源系统中的电动势E的大小;Num物理好资源网(原物理ok网)

2. 电荷$m_{2}$在运动过程中受到的电场力的大小和方向;Num物理好资源网(原物理ok网)

3. 电荷$m_{2}$的运动轨迹和圆形轨道的交点处的速度大小。Num物理好资源网(原物理ok网)

解答:Num物理好资源网(原物理ok网)

1. 无阻电源系统中的电动势E由电源内部的性质决定,与外部电路无关。由于无阻电源系统没有电阻,因此电流不会产生热效应,也不会产生磁场效应。因此,无阻电源系统的电动势E的大小为无穷大。Num物理好资源网(原物理ok网)

2. 由于无阻电源系统中的电荷不受阻力作用,因此它们之间的相互作用力只与电场力有关。根据库仑定律,电荷$m_{1}$受到的电场力为:Num物理好资源网(原物理ok网)

$F = kfrac{q^{2}}{r^{2}}$Num物理好资源网(原物理ok网)

由于电荷$m_{1}$的质量为$m_{1}$,因此它受到的合力为:Num物理好资源网(原物理ok网)

$F_{合} = F - mg = kfrac{q^{2}}{r^{2}} - mg$Num物理好资源网(原物理ok网)

由于电荷$m_{2}$的质量为$m_{2}$,它受到的电场力大小为:Num物理好资源网(原物理ok网)

$F_{电} = F_{合} = kfrac{q^{2}}{r^{2}} - mg$Num物理好资源网(原物理ok网)

由于电荷$m_{2}$受到的电场力方向与电荷$m_{1}$的运动方向相反,因此电荷$m_{2}$的运动轨迹与圆形轨道相切。Num物理好资源网(原物理ok网)

3. 电荷$m_{2}$的运动轨迹与圆形轨道相切,因此它们在交点处的速度大小相等。根据动量守恒定律,电荷$m_{1}$在运动过程中获得的动量等于电荷$m_{2}$在交点处获得的动量。由于电荷$m_{1}$的质量为$m_{1}$,电荷$m_{2}$的质量为$m_{2}$,它们在交点处获得的速度大小分别为v_{1}和v_{2},因此有:Num物理好资源网(原物理ok网)

$mv_{1} = mv_{2}$Num物理好资源网(原物理ok网)

由于电荷$m_{1}$在运动过程中受到的电场力方向与运动方向相反,因此电荷$m_{2}$受到的电场力方向与运动方向相同。根据牛顿第二定律,电荷$m_{2}$在交点处受到的电场力大小为:Num物理好资源网(原物理ok网)

$F^{prime} = F_{电} = kfrac{q^{2}}{r^{2}} - mg$Num物理好资源网(原物理ok网)

根据动能定理,电荷$m_{2}$在交点处的速度大小为:Num物理好资源网(原物理ok网)

$v^{prime 2} = frac{v^{2} - v^{prime 2}}{- 2gsintheta}$Num物理好资源网(原物理ok网)

其中$theta$为交点处圆弧与水平方向的夹角。将上述公式代入动量守恒定律中,可得:Num物理好资源网(原物理ok网)

$(mv)^{prime 2} = (mv^{prime})^{2} + (mv^{prime})^{2}$Num物理好资源网(原物理ok网)

其中$(mv)^{prime 2}$表示电荷$m_{1}$在交点处获得的动能,$(mv^{prime})^{2}$表示电荷$m_{2}$在交点处获得的动能。由于电荷$m_{1}$和电荷$m_{2}$的质量相等,因此有:Num物理好资源网(原物理ok网)

$(mv)^{prime 2} = (mv^{prime})^{3} = frac{mv^{3}}{- 2gsintheta}$Num物理好资源网(原物理ok网)

将上述公式代入动能定理中可得:Num物理好资源网(原物理ok网)

$(mv^{prime})^{3} = frac{mv^{3}}{- 2gsintheta} + frac{kq^{3}}{r^{3}}$Num物理好资源网(原物理ok网)

由于无阻电源系统中的电动势E为无穷大,因此有:Num物理好资源网(原物理ok网)

$frac{kq^{3}}{r^{3}} = infty$Num物理好资源网(原物理ok网)

最终可得:Num物理好资源网(原物理ok网)

$(mv^{prime})^{3} = frac{mv^{3}}{- 2gsintheta} = v^{prime 3}$Num物理好资源网(原物理ok网)

因此,电荷$m_{2}$在交点处的速度大小为v^{prime} = v。Num物理好资源网(原物理ok网)

综上所述,无阻电源系统中的电动势E为无穷大,电荷$m_{1}$和电荷$m_{2}$的运动轨迹分别为圆形轨道和与圆形轨道相切的直线。电荷$m_{1}$和电荷Num物理好资源网(原物理ok网)


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