物理电势能知识点包括:
电势能是电荷在电场中某一点具有的势能,电势能与电荷的电性有关。
电荷在电场中某点的电势能,等于该电荷在电场中把电荷从这点移动到零势能位置时,电场力所做的功。
在电场中同一点,电势能增加时,电荷的电势能减小;电势能减少时,电荷的电势能增加。
静电力做的功等于电势能的减少量。
此外,还要理解电场力做功与电势差的关系:在匀强电场中,电场力做功与路径无关,只与初末位置的电势差有关。
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题目:
在匀强电场中,有一个带电粒子,质量为m,电量为q,从A点运动到B点,其运动轨迹为一抛物线。已知A、B两点间的距离为L,电势差为U,求带电粒子在B点的电势能。
知识点:
电势能:电荷在电场中某点的电势能等于静电力把它从该点移动到零势能位置时所做的功。
电势:电荷在电场中某点的电势大小等于单位电荷在该点所具有的电势能。
解题过程:
首先,我们需要知道带电粒子在电场中受到的电场力,以及其运动轨迹。由于题目中未给出具体运动轨迹,我们假设其为水平方向的抛物线。
根据牛顿第二定律和运动学公式,可得到带电粒子的速度和加速度:
v = sqrt(2aL) (a为加速度)
t = L/v (运动时间)
由于粒子在电场中受到的力是恒定的,所以其运动轨迹为抛物线。根据抛物线的性质,可知其运动到B点时,其速度方向与电场力的方向垂直。因此,可以求出电场力对粒子做的功:
W = qUcosθ (θ为粒子速度方向与电场力方向的夹角)
由于粒子的动能全部转化为电势能,所以可以求出粒子在B点的电势能:
E_p = (1/2)mv^2 - qU (假设粒子从A点运动到B点的过程中没有其他形式的能量损失)
带入数据后可得:E_p = (1/2)m(2aL)^2/L - qU = (1/2)mU - qU = (1/2)mU - qUL。
答案:(1/2)mU - qUL。