高三物理中的絕緣體包括:玻璃、陶瓷、橡膠、塑料、空氣、油、云母、塑料等。這些物質不容易導電,是絕緣體。
題目:絕緣體在電場中的行為
【問題背景】
在高三物理學習中,我們了解到絕緣體是一種不導電的物質,它在電場中保持穩定狀態。然而,絕緣體在電場中的行為是怎樣的呢?本題將探討絕緣體在電場中的運動情況。
【問題描述】
給定一個絕緣體小球,放置在一個電場強度為E的勻強電場中。小球在電場中的運動軌跡是怎樣的?
【解題過程】
設定小球帶正電荷,電場方向豎直向下。小球在電場中的運動可分解為水平和豎直兩個方向的分運動。
1. 小球在水平方向上不受力,保持靜止狀態,即水平方向的軌跡為一條與電場線平行的直線。
2. 小球在豎直方向上受到重力和電場力的共同作用。由于小球是絕緣體,它對電場力沒有反應,因此電場力只是改變小球的運動方向,而不會改變小球的運動速度。
根據牛頓第二定律,小球受到的電場力為Eq,方向豎直向上。由于小球帶正電荷,因此小球受到的重力方向豎直向下,兩者合力方向與運動方向垂直,不會改變小球的運動速度,只會改變小球的軌跡。
因此,小球在電場中的運動軌跡是一條拋物線,其開口向上,且水平方向的分運動是一條直線。
【答案】
絕緣體小球在電場中的運動軌跡是一條拋物線,其開口向上,且水平方向的分運動是一條直線。
【解釋】
絕緣體在電場中保持穩定狀態,不受電場力的影響。因此,小球在豎直方向上的運動只受重力的影響,其運動軌跡為拋物線。同時,由于小球在水平方向上不受力,其水平方向的軌跡為一條與電場線平行的直線。