(一)場強、電勢的概念
1、電場強度E
①定義:放入電場中某點的電荷受的電場力F與它的電量q的比值叫做該點的電場強度。
②數(shù)學(xué)表達式:E=F/q,單位:V/m
、垭妶鰪姸菶是矢量,規(guī)定正電荷在電場中某點所受電場力的方向即為該點的電場強度的方向。
2、電勢、電勢差和電勢能
①定義:
電勢:在電場中某點放一個檢驗電荷q,若它具有的電勢能為E,則該點的電勢為電勢能與電荷的比值。電場中某點的電勢在數(shù)值上等于單位正電荷由該點移到零電勢點時電場力所做的功。也等于該點相對零電勢點的電勢差。
電勢差:電荷在電場中由一點A移到另一點B時,電場力做功WAB與電荷電量q的比值,稱為AB兩點間的電勢差,也叫電壓。
電勢能:電荷在電場中所具有的勢能:在數(shù)值上等于將電荷從這一點移到電勢能為零處電場力所做的功。
、诙x式:單位:V Ea=q單位:J
、壅f明:Ⅰ電勢具有相對性,與零電勢的選擇有關(guān),一般以大地或無窮遠處電勢為零。Ⅱ電勢是標量,有正負,其正負表示該的電勢與零電勢的比較是高還是低。Ⅲ電勢是描述電場能的物理量。
(二)靜電場中的平衡問題
電場力(庫侖力)雖然在本質(zhì)上不同于重力、彈力、摩擦力,但是產(chǎn)生的效果是服從牛頓力學(xué)中的所有規(guī)律,所以在計算其大小、方向時應(yīng)按電場的規(guī)律,而在分析力產(chǎn)生的效果時,應(yīng)根據(jù)力學(xué)中解題思路進行分析處理。對于靜電場中的“平衡”問題,是指帶電體的加速度為零的靜止或勻速直線運動狀態(tài),屬于“靜力學(xué)”的范疇,只是分析帶電體受的外力時除重力、彈力、摩擦力等等,還需多一種電場力而已。解題的一般思維程序為:
、倜鞔_研究對象
、趯⒀芯繉ο蟾綦x出來,分析其所受的全部外力,其中電場力,要根據(jù)電荷的正負及電場的方向來判斷。
③根據(jù)平衡條件∑F=0或∑Fx=0,∑Fy=0列出方程
、芙獬龇匠,求出結(jié)果。
。ㄈ╇娂铀俸碗娖D(zhuǎn)
1、帶電粒子在電場中的加速
在勻強電場中的加速問題一般屬于物體受恒力(重力一般不計)作用運動問題。處理的方法有兩種:
、俑鶕(jù)牛頓第二定律和運動學(xué)公式結(jié)合求解
、诟鶕(jù)動能定理與電場力做功,運動學(xué)公式結(jié)合求解
基本方法:在非勻強電場中的加速問題一般屬于物體受變力作用運動問題。處理的方法只能根據(jù)動能定理與電場力做功,運動學(xué)公式結(jié)合求解。
基本方程:
2、帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn):設(shè)極板間的電壓為U,兩極板間的距離為d,極板長度為L。
運動狀態(tài)分析:帶電粒子垂直于勻強電場的場強方向進入電場后,受到恒定的電場力作用,且與初速度方向垂直,因而做勻變速曲線運動??類似平拋運動如圖所示。
運動特點分析:在垂直電場方向做勻速直線運動
在平行電場方向,做初速度為零的勻加速直線運動
粒子通過電場區(qū)的側(cè)移距離;
粒子通過電場區(qū)偏轉(zhuǎn)角:帶電粒子從極板的中線射入勻強電場,其出射時速度方向的反向延長線交于入射線的中點。
。ㄋ模⿴щ娏W釉趧驈姶艌龅倪\動
1、帶電粒子在勻強磁場中運動規(guī)律
初速度的特點與運動規(guī)律
、賤0= 0 f洛=0為靜止狀態(tài)
、趘‖B f洛=0則粒子做勻速直線運動
、踲⊥B f洛=Bqv,則粒子做勻速圓周運動,其基本公式為:
向心力公式:Bvq=mv2/r 運動軌道半徑公式:r=mv/Bq
運動周期公式:T=2∏m/Bq
2、解題思路及方法
圓運動的圓心的確定:
、倮寐鍋銎澚Φ姆较蛴肋h指向圓心的特點,只要找到圓運動兩上點上的洛侖茲力的方向,其延長線的交點必為圓心。
、诶脠A上弦的中垂線必過圓心的特點找圓心
。ㄎ澹┝W釉诮蛔冸妶鲋械耐鶑(fù)運動
當電場強度發(fā)生變化時,由于帶電粒子在電場中的受力將發(fā)生變化,從而使粒子的運動狀態(tài)發(fā)生相應(yīng)的變化,粒子表現(xiàn)出來的運動形式可能是單向變速直線運動,也可能是變速往復(fù)運動。
帶電粒子是做單向變速直線運動,還是做變速往復(fù)運動主要由粒子的初始狀態(tài)與電場的變化規(guī)律(受力特點)的形式有關(guān)。
。┝W釉趶(fù)合場中運動
1、在運動的各種方式中,最為熟悉的是以垂直電磁場的方向射入的帶電粒子,它將在電磁場中做勻速直線運動,那么,初速v0的大小必為E/B,這就是速度選擇器模型,關(guān)于這一模型,我們必須清楚,它只能選擇速度,而不能選擇帶電的多少和帶電的正負,這在歷年高考中都是一個重要方面。
2、帶電物體在復(fù)合場中的受力分析:帶電物體在重力場、電場、磁場中運動時,其運動狀態(tài)的改變由其受到的合力決定,因此,對運動物體進行受力分析時必須注意以下幾點:
、偈芰Ψ治龅捻樞颍合葓隽Γòㄖ亓、電場力、磁場力)、后彈力、再摩擦力等。
、谥亓、電場力與物體運動速度無關(guān),由物體的質(zhì)量決定重力大小,由電場強決定電場力大小;但洛侖茲力的大小與粒子速度有關(guān),方向還與電荷的性質(zhì)有關(guān)。所以必須充分注意到這一點才能正確分析其受力情況,從而正確確定物體運動情況。
3、帶電物體在復(fù)合場的運動類型:
、賱蛩龠\動或靜止狀態(tài):當帶電物體所受的合外力為零時
、趧蛩賵A周運動:當帶電物體所受的合外力充當向心力時
、鄯莿蜃兯偾運動:當帶電物體所受的合力變化且和速度不在一條直線上時
來源:物理天地之間的博客
本文來自:逍遙右腦記憶 http://yy-art.cn/gaozhong/321337.html
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