高考物理電場(chǎng)公式如下:
1. 電場(chǎng)力:F=qE
2. 電場(chǎng)強(qiáng)度:E=kQ/r^2
3. 電勢(shì)差:Uab=φa-φb
4. 電勢(shì)能:Epa=qφa
5. 電容的定義式:C=Q/U
6. 帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng):
(1)動(dòng)能定理:W=ΔEk
(2)電勢(shì)差和電場(chǎng)力做功與移動(dòng)電荷量的關(guān)系:Wab=qUab=ΔEq
(3)類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng):tanθ=at/v0,t=Ls/v0tanθ,水平方向:L=v0t,豎直方向:a=qE/m,v0^2=2aL
以上就是高考物理電場(chǎng)部分的主要公式,供您參考。
題目:一個(gè)帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)。
已知:
電場(chǎng)強(qiáng)度E = 100V/m
帶電粒子質(zhì)量m = 1g
帶電粒子電量q = 2C
帶電粒子初速度v0 = 0
求:
帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡。
解:
根據(jù)電場(chǎng)力公式 F = qE,帶電粒子受到的電場(chǎng)力為:
F = qE = 2 × 100N = 200N
根據(jù)牛頓第二定律,帶電粒子的加速度為:
a = F/m = 200/1g = 20m/s^2
由于帶電粒子在電場(chǎng)中做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),因此需要使用運(yùn)動(dòng)的合成與分解的知識(shí)。將帶電粒子的運(yùn)動(dòng)分解為沿電場(chǎng)線(xiàn)方向的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)和垂直于電場(chǎng)線(xiàn)方向的勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。
沿電場(chǎng)線(xiàn)方向的加速度為a' = a = 20m/s^2,根據(jù)勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的公式,可得到沿電場(chǎng)線(xiàn)方向上的位移為:
x = a't^2/2 = 20t^2/2m
垂直于電場(chǎng)線(xiàn)方向的位移為y = vt,其中v為粒子在垂直于電場(chǎng)線(xiàn)方向上的速度。
由于粒子在電場(chǎng)中做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),因此需要使用向心力的公式來(lái)求解粒子在垂直于電場(chǎng)線(xiàn)方向上的速度。根據(jù)向心力公式 F向 = mω^2r,可得到粒子在垂直于電場(chǎng)線(xiàn)方向上的角速度為:
ω = sqrt(F向/mr) = sqrt(qE/m)
將上述公式帶入垂直于電場(chǎng)線(xiàn)方向的位移公式中,可得到:
y = sqrt(qE/m)t vt = sqrt(qEt^3)
將上述兩個(gè)位移公式結(jié)合,可得到粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡方程為:
x = a't^2/2 + sqrt(qEt^3)
y = vt - sqrt(qEt^3)
根據(jù)以上方程,可以畫(huà)出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡圖。由于題目中未給出時(shí)間t的具體值,因此需要使用初始條件來(lái)求解時(shí)間t的值。根據(jù)初始條件,可以列出方程組:x(t=0) = 0,y(t=0) = 0,帶入上述方程組中,可得到t的解為t = sqrt(m/qE)。此時(shí),粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡方程為:x = mE/(qE)^3 t^3 - sqrt(mE/(qE)^3 t^3),其中t = sqrt(m/qE)。根據(jù)該方程,可以畫(huà)出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡圖。