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初中物理高一物理两极间电压考点

更新时间:2024-08-07 文章作者: 信息来源: 阅读次数:

高中物理中提到的两极间电压通常是指物理学中的静电场中的概念,即两个带电物体之间的电势差。具体来说,它通常指的是两个带电的金属板或极性分子之间的电场强度。这个电压可以是正的(带正电荷的物体对带负电荷物体的电压)或负的(带负电荷的物体对带正电荷物体的电压)。kiZ物理好资源网(原物理ok网)

在物理学中,两极间电压的产生是由于电荷在电场中的移动。在电容器中,当两个金属板之间插入绝缘物质时,就会形成一个电场。在这个电场中,正负电荷被吸引到不同的板子上,从而产生电势差,也就是我们所说的两极间电压。kiZ物理好资源网(原物理ok网)

此外,在物理学中,超导体中的相干长度也可以产生类似的两极间电压。这是由于超导材料中的电流在受到外部磁场作用时,会在超导体中产生一个磁场,从而形成一个电场,并产生两极间电压。kiZ物理好资源网(原物理ok网)

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相关例题:

题目:在地球的两极,地磁场与地面垂直,地球自转一周耗时一周,已知地球质量为M,半径为R,地球自转周期为T,求两极间电压。kiZ物理好资源网(原物理ok网)

解答:kiZ物理好资源网(原物理ok网)

根据题意,地球自转一周耗时一周,即2πR/v = T,其中v为地球自转速度。kiZ物理好资源网(原物理ok网)

又因为地磁场与地面垂直,所以地磁场的磁感应强度B与地球表面距离h的关系为B = μH,其中μ为磁导率,H为磁场强度。kiZ物理好资源网(原物理ok网)

由于两极间没有其他物体,所以可以认为地球是一个理想的导体球,其表面电荷分布均匀。根据高斯定理,在地球表面任意一点,电荷产生的电场强度E与该点处单位面积上的电荷量成正比。kiZ物理好资源网(原物理ok网)

由于地球自转一周耗时一周,所以地球表面任意一点处的电荷量q = 4πR^2/T。kiZ物理好资源网(原物理ok网)

由于地磁场与地面垂直,所以磁感应强度B与电场强度E的关系为B = E/μH。kiZ物理好资源网(原物理ok网)

将上述关系代入高斯定理中的电场强度表达式中,可得E = μqR^2/T。kiZ物理好资源网(原物理ok网)

由于地球是一个理想的导体球,所以两极间的电场强度E与距离r的关系为E = kq/r^2,其中k为静电力常量。kiZ物理好资源网(原物理ok网)

将上述关系代入电场强度表达式中,可得E = μqR^2/T = kq(4πR^2/T)/r^2。kiZ物理好资源网(原物理ok网)

由于两极间距离为d = 2R,所以两极间的电压U = Ed = 2kqR^3/(TμR^2)。kiZ物理好资源网(原物理ok网)

因此,两极间的电压为:U = 2kMR^3/(TμR^2)。kiZ物理好资源网(原物理ok网)

总结:本题通过地球自转速度、地磁场、电荷分布均匀的理想导体球和高斯定理等知识点,求解了两极间的电压。解题过程中需要用到高斯定理和静电力常量k等物理公式。kiZ物理好资源网(原物理ok网)


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