高三物理電場公式有以下幾個:
1. 電場強度E:E=F/q (定義式)
2. 電場力F:F=qE (庫侖力)
3. 電勢差U:U=W/q (定義式)
4. 電勢能E:E=qU (電勢能與電勢差的關系)
5. 電勢的定義式:φ=E/q,電勢等于單位正電荷所具有的電勢能。
6. 電勢分布Φ:Φ隨r均勻變化,r趨近于無窮大時,電勢趨近于無窮遠處。
7. 電場強度與電勢差的關系:E=U/d(勻強電場中的關系)。
此外,還有電場力做功與電勢差的關系:WAB = qUAB。以上公式可以用于描述高中物理電場中的基本現象和計算。
題目:一個帶電粒子在電場中的運動。
假設一個帶電粒子(質量為m,電荷量為q)進入到一個沿水平方向勻強電場中,粒子的初速度為v0。試求該粒子在電場中的運動軌跡。
公式:
Eqx = ma (牛頓第二定律)
Eq = kQq/r^2 (庫侖定律)
Eq = F (電場強度定義)
解:
根據牛頓第二定律,粒子受到的電場力等于其加速度:Eqx = ma
又因為電場力等于電荷受到的庫侖力,即Eq = kQq/r^2,其中Q為場源電荷,r為粒子到場源電荷的距離。
同時,粒子受到的合力等于其合外力,即Eqx = F合。
由于粒子在水平方向做勻加速直線運動,所以其合外力等于水平方向的分力,即F合 = macosθ,其中θ為粒子速度與電場力的夾角。
將上述公式帶入到初始條件中,可得:Eqx = Eqcosθ = kQq/(r^2cosθ)
解得:Eq = kQq/(Eqxcosθ + r^2)
其中Eqx為粒子的電場強度。
例題過程:
假設一個帶電量為+q的粒子在電場中運動,電場強度E=Eq=kq/(r^2cosθ)。已知電場方向與水平方向成30°角,粒子的初速度為v0=10m/s,粒子的質量為m=1kg。求粒子的加速度和粒子的運動時間。
解:根據上述公式,可得Eqx = kq/(r^2cosθ),代入數據可得Eqx=Eq=Eqx=kq/(√3/4)。根據牛頓第二定律,可得加速度a=Eqx/m=Eq/(mcosθ)=kq/(√3/4)/1(√3/2)=√3kq/4m。時間t=v0/a=10/(√3kq/4m)=4.7m/(√3kq)。
希望這個例子可以幫助你理解電場中的物理公式如何應用。