- 物理静电场内容
物理静电场的内容主要包括电场强度、电势、静电力的计算以及电容和能量等内容。静电场是静止的电荷所产生的电场,研究静电场需要运用数学工具来描述其特性,例如使用场的概念和电位函数等。此外,静电场还涉及到电荷守恒等物理定律,以及库仑定律等。
相关例题:
题目:
在静电场中,一个带电粒子在电场力的作用下,从A点运动到B点,粒子的电荷量为q,质量为m,求:
(1)如果A点的电势高于B点的电势,则带电粒子在A点的加速度是多少?
(2)如果带电粒子从A点运动到B点的过程中,电场力对带电粒子做了多少功?
(3)如果带电粒子从A点运动到B点的过程中,克服电场力做了多少功?
答案:
(1)根据电势差与电场力的关系,有:$U_{AB} = \frac{W_{AB}}{q}$
又根据牛顿第二定律,有:$F = qE$
其中$E$为该点的电场强度。
所以有:$a = \frac{F}{m} = \frac{qE}{m}$
又因为$E = \frac{U}{d}$
所以有:$a = \frac{qU}{md}$
由于A点的电势高于B点的电势,所以有$U_{AB} > 0$
所以带电粒子在A点的加速度为:$a_{A} = \frac{qU_{AB}}{md} > 0$
(2)如果带电粒子从A点运动到B点的过程中,电场力对带电粒子做的功为:$W_{AB} = qU_{AB}$
由于A点的电势高于B点的电势,所以有$U_{AB} > 0$
所以电场力对带电粒子做了正功。
(3)如果带电粒子从A点运动到B点的过程中,克服电场力做的功为:$W_{AB}^{\prime} = - W_{AB} = - qU_{AB}$
由于A点的电势高于B点的电势,所以有$U_{AB} > 0$
所以克服电场力做了正功。
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