高中物理電場公式如下:
1. 電場力做功:W = qU ,其中U是兩點間的電勢差。
2. 電場強度:E = kQ/r^2 ,其中Q是源電荷量,r是某點到源電荷的距離。
3. 電勢能:E = qφ ,其中φ是某點的電勢。
4. 電勢差:U = φ1 - φ2 。
5. 電勢分布:在勻強電場中,E = U/d ,其中d是兩點間的沿電場線方向的距離。
6. 電容器的電容:C = Q/U ,其中Q是極板帶電量,U是加在兩極板間的電壓。
7. 帶電粒子在電場中的運動:
(1)加速:W = qU ,a = qE ,v0 方向與E同向。
(2)偏轉:側移量y = at2/2 ,v2y = 2(qU/m)t ,Fy = ma = qE 。
以上就是高中物理電場部分的主要公式,希望對你有所幫助。請注意,公式中的符號和單位要準確把握。
題目:電場強度與電勢差的關系
一、公式:
E = kQ/r2 (電場強度)
U = Ed (電勢差)
二、例題解答:
假設有一個半徑為R的金屬球,其電量為Q,放置在空氣中,其電場強度E與電勢差U的關系如何?
1. 根據公式E = kQ/r2,我們可以知道,當金屬球的電量為Q時,其電場強度E與半徑r的平方成反比。
2. 空氣是良好的電介質,其介電常數ε可以視為無窮大。因此,我們可以將空氣視為真空,將金屬球視為一個點電荷,忽略其周圍空間的電荷分布。
3. 根據公式U = Ed,我們可以知道,當金屬球放置在空氣中時,其電勢差U與電場強度E成正比。
E = kQ/R2
同時,其電勢差U為:
U = E × d = kQ × (R/ε) = kQ × R × (1/ε)
其中d為金屬球到觀察點的距離。由于空氣的介電常數ε通常很大(例如空氣的介電常數約為ε = 1.0005),所以電勢差通常很小。因此在實際應用中,我們通常不需要考慮空氣介電常數的因素。
綜上所述,當金屬球的電量為Q時,其半徑為R的金屬球在空氣中產生的電場強度E與電勢差U的關系為:E = kQ/R2,其中k為靜電力常量。