高考物理電場公式如下:
1. 電場力:F=qE
2. 電場強度:E=kQ/r^2
3. 電勢差:Uab=φa-φb
4. 電勢能:Epa=qφa
5. 電容的定義式:C=Q/U
6. 帶電粒子在勻強電場中的運動:
(1)動能定理:W=ΔEk
(2)電勢差和電場力做功與移動電荷量的關系:Wab=qUab=ΔEq
(3)類平拋運動: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部分的主要公式,供您參考。
題目:一個帶電粒子在電場中的運動。
已知:
電場強度E = 100V/m
帶電粒子質量m = 1g
帶電粒子電量q = 2C
帶電粒子初速度v0 = 0
求:
帶電粒子在電場中的運動軌跡。
解:
根據電場力公式 F = qE,帶電粒子受到的電場力為:
F = qE = 2 × 100N = 200N
根據牛頓第二定律,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中做曲線運動,因此需要使用運動的合成與分解的知識。將帶電粒子的運動分解為沿電場線方向的勻加速直線運動和垂直于電場線方向的勻速直線運動。
沿電場線方向的加速度為a' = a = 20m/s^2,根據勻加速直線運動的公式,可得到沿電場線方向上的位移為:
x = a't^2/2 = 20t^2/2m
垂直于電場線方向的位移為y = vt,其中v為粒子在垂直于電場線方向上的速度。
由于粒子在電場中做曲線運動,因此需要使用向心力的公式來求解粒子在垂直于電場線方向上的速度。根據向心力公式 F向 = mω^2r,可得到粒子在垂直于電場線方向上的角速度為:
ω = sqrt(F向/mr) = sqrt(qE/m)
將上述公式帶入垂直于電場線方向的位移公式中,可得到:
y = sqrt(qE/m)t vt = sqrt(qEt^3)
將上述兩個位移公式結合,可得到粒子在電場中的運動軌跡方程為:
x = a't^2/2 + sqrt(qEt^3)
y = vt - sqrt(qEt^3)
根據以上方程,可以畫出粒子的運動軌跡圖。由于題目中未給出時間t的具體值,因此需要使用初始條件來求解時間t的值。根據初始條件,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,粒子的運動軌跡方程為:x = mE/(qE)^3 t^3 - sqrt(mE/(qE)^3 t^3),其中t = sqrt(m/qE)。根據該方程,可以畫出粒子的運動軌跡圖。