高二物理选修3-1包括以下内容:
第一章:静电场。
第二章:恒定电流。
第三章:磁场。
第四章:电磁感应。
第五章:交变电流。
此外,可能还包括目录以外的部分章节,如电路的暂态研究、磁介质、交流发电机、传感器等。这些内容与高中物理必修1、2的内容一起构成了高中物理课程的基础部分。具体内容会根据不同版本教材有所变化。
问题:一个带电粒子在匀强电场中的运动。
场景:一个带电粒子(如电子)被加速电场加速后,进入一个水平方向的匀强电场。加速电场的电压为U1,匀强电场的电压为U2,两电场的宽度均为d,粒子的初速度为v0。
分析:
1. 粒子在加速电场中受到电场力作用而加速,速度增加。
2. 粒子进入水平电场时,受到水平方向上的电场力作用而做类似匀速直线运动。
3. 粒子的运动轨迹是抛物线,其运动方程为:y = at + vt0 = kv0t + kv0t0 = kv0(t-t0)
讨论:
1. 粒子的加速度是多少?
答:粒子的加速度为a = kv2 / m,其中k是静电力常数,v是粒子的速度,m是粒子的质量。
2. 如何求出粒子的最大位移?
答:粒子的最大位移为d,此时粒子在竖直方向上的速度变为零。
3. 如何求出粒子在水平方向上的位移?
答:粒子在水平方向上的位移为x = d - kv0at,其中a是粒子的加速度,t是粒子在水平方向上运动的时间。
结论:
粒子的总位移为x+d,其能量转换关系为动能转换为重力势能和电势能。
这道例题涵盖了匀强电场、带电粒子运动的基本概念和规律,以及能量转换关系,适合用于高二物理课程的课堂讲解或课后练习。