高考物理極板運(yùn)動(dòng)可能涉及到的內(nèi)容有:
1. 電容器充電后與電源保持連接,然后將一塊極板移向另一塊極板,兩極板間距減小,電場強(qiáng)度E減小,極板所受電場力增大,極板將向電場力方向移動(dòng)。
2. 充電后電容器與電源斷開,極板上的電荷量保持不變,將一塊極板固定,另一塊極板靠近并接觸(不接地)另一塊極板,兩極板間距減小,根據(jù)電容的決定式C = εS/4πkd 可知,電容C增大,電容器的儲(chǔ)能也增大。由于兩極板間電勢差U = 0,所以系統(tǒng)將向電勢能最小處(即零電勢點(diǎn))運(yùn)動(dòng)。
此外,可能還會(huì)涉及到平行板電容器充電后,將其中一塊平行板固定接地,然后將另一塊平行板固定某帶電粒子(如電子)射入平行板電容器之間并被彈回,帶電粒子受到電場力作用,運(yùn)動(dòng)軌跡與極板的距離關(guān)系等。
以上內(nèi)容僅供參考,建議咨詢物理老師或者查閱物理書籍,以獲取更全面更準(zhǔn)確的信息。
題目:一個(gè)平行板電容器,電容為C,充電后將電源斷開。在兩極板間平行放置一塊金屬板,金屬板長度為L,寬度為W,厚度為d。求金屬板運(yùn)動(dòng)過程中的加速度a。
分析:
1. 極板運(yùn)動(dòng)是由于電場力的作用,金屬板受到的電場力等于電場強(qiáng)度與極板間電勢差的乘積。
2. 由于金屬板在電場中運(yùn)動(dòng),因此需要考慮電場的變化情況。
解題:
設(shè)金屬板的電荷量為q,電場強(qiáng)度為E,極板間電勢差為U。由于平行板電容器的電容為C,因此有:
C = εS / d (ε為介電常數(shù),S為極板面積)
根據(jù)電容的定義式C = Q / U,可得到電荷量Q:
Q = C × U
當(dāng)金屬板插入電容器后,極板間的電場強(qiáng)度E會(huì)發(fā)生改變。根據(jù)高斯定理,可以求出金屬板兩側(cè)的電場強(qiáng)度E:
E = (Q / 2S) / ε
由于金屬板在電場中受到的電場力F = qE,因此金屬板的加速度a可以通過牛頓第二定律求解:
F = ma
將上述公式代入已知量,可以得到金屬板的加速度a:
a = (Qd / 2md) × (1 / L) - (Q / 2C) × (1 / d) × (1 / L)2
其中d為金屬板的厚度,L為金屬板的長度。
答案:金屬板的加速度a為負(fù)值,表示金屬板在電場中受到向下的力,因此會(huì)向下運(yùn)動(dòng)。具體數(shù)值需要根據(jù)已知量代入求解。
總結(jié):這道例題主要考察了極板運(yùn)動(dòng)的基本概念和解題方法,包括電場強(qiáng)度、電荷量、電場力、牛頓第二定律等知識(shí)。通過這道題目的練習(xí),可以幫助你更好地理解極板運(yùn)動(dòng)的相關(guān)知識(shí)。