高考物理電場部分的大題通常會涉及到以下幾種情況:
1. 場強和電勢的問題:可能會涉及到點電荷周圍的電場分布、等勢面分布,以及場強大小和電勢高低的關系等等。
2. 電場力功和能的問題:可能會涉及到帶電粒子在電場中的加速、偏轉以及能量的轉化等問題,這種情況可能會涉及到運動學和動力學知識。
3. 靜電力和電容的問題:可能會涉及到帶電粒子在電場中受力情況的分析、運動軌跡的分析,以及電容器的充放電和能量問題等等。
4. 磁場和感生電場的問題:磁場中帶電粒子在磁場中的偏轉、復合場中的電場力做功與動能變化的關系、感生電場的場強分布等問題。
5. 電場的能量分布和相關應用的問題:例如電場力做功與電勢差的關系、電容器充放電的應用、帶電粒子在電場中的運動等等。
以上是高考物理電場部分常見的大題類型,需要根據題目中的具體條件和要求,選擇合適的知識點和解題方法,進行解答。
題目:
有一個邊長為L的正方形區域,其中一半區域為有界勻強電場,另一半區域為真空。在電場區域內,有一個質量為m的帶電粒子,電荷量為+q,從電場邊界上的A點垂直于電場方向進入電場。已知電場邊界到A點的距離為L,粒子在電場中運動的時間為t。求:
(1)電場的場強E的大小;
(2)粒子在電場中運動的軌跡。
解析:
(1)帶電粒子在電場中做類平拋運動,設粒子在電場中的偏轉角為θ,則有:
tanθ = y / x = at / v0 = qEt / mv0 = qEL / mv0
其中y為粒子在電場中的位移,x為A點到電場邊界的距離,v0為粒子離開電場時的速度大小。由上式可得:
tanθ = 1/qE = 1/qEL / (L/2) = 2EL / qL
又因為tanθ = y / L = L / (L/2) = 2
所以E = 2v0q / L
(2)粒子在電場中做類平拋運動,水平方向上做勻速直線運動,豎直方向上做初速度為零的勻加速直線運動。設粒子的偏轉角為θ,則有:
tanθ = y / x = at / v0 = qEt / mv0 = qE(L/v0) / m = (qEL^2) / (mv0^2)
其中y為粒子的位移,x為粒子在電場中的位移。由上式可得:
tanθ = 1/qE^2 = 1/(qEL^2) / (mv0^2) = (mv0^2) / (qEL^3)
粒子在電場中運動的軌跡為一個拋物線形狀。由于粒子的初速度方向與水平方向夾角未知,所以無法畫出具體的軌跡圖。
答案:電場的場強E的大小為E = 2v0q / L;粒子在電場中運動的軌跡為一個拋物線形狀。