负电荷在电场中受力方向
我们在学习初中物理时,就会接触到电荷的概念。在高中物理必修三的第一节,也会学习到电荷。判断电荷在电场中的受力一直以来都是中学阶段物理的重要考点。
负电荷在电场中受力方向
在负电荷产生的电场中,负电荷受力方向与电场强度方向相反。简单来说,负电荷会受到同性相斥的力。这种力是与电场强度方向相反的。
什么是负电荷
负电荷一般而言就是电子,与毛皮摩擦后的琥珀所带的电称为负电,一个电子带一个单位的负电荷。
自然界中只有这样两种电荷,美国科学家富兰克林对这两种电荷做出规定:绸子摩擦过的玻璃棒所带电荷叫做正电荷,毛皮摩擦过的橡胶棒所带电荷叫做负电荷。1、电荷之间相互作用规律:同性相斥,异性相吸,大小用库仑定律来计算。2、点电荷作用力为一对相互作用力,遵循牛顿第三定律。3、库仑定律的适用条件:真空中静止点电荷间的相互作用力(均匀带电体间、均匀带电球壳间也可)。
电荷间的相互作用
(1)丝绸摩擦玻璃棒:玻璃棒带的电荷叫正电荷;丝绸带的电荷叫负电荷。
(2)毛皮摩擦橡胶棒:橡胶棒带的电荷叫负电荷;毛皮带的电荷叫正电荷。
(3)电荷间的基本性质:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
电荷在电场中的运动有哪些?
一、加速电场
电量为q的带电粒子由静止经过电势差为U的电场加速后,根据动能定理及电场力做功公式qU=½mv²,可求得带电粒子加速后的速度大小为v=根号下(2qU/m)。这往往是题目构造中的第一问或者第一步,没有难度,大家一定要熟练掌握。
二、偏转电场
质量为m的负电荷-q以初速度v0平行两金属板进入电场。设两板间的电势差为U,板长为L,板间距离为d。则带电粒子在电场中所做的是类平抛的运动。
(1)带电粒子经过电场所需时间t=L/v0。(分运动与合运动的等时性)
(2)带电粒子的加速度a=F/m=qE/m=qU/md。(牛二定律在电场中的应用)
(3)离开电场时在垂直金属板方向的分速度v1=at=qUL/mdv0。
(4)电荷离开电场时在垂直金属板方向的偏移量△y=½at²=½(qU/md)(L/v0)²。
(5)电荷离开电场时偏转角度的正切值tanφ=v1/v0=qUL/mdv0²。
和平抛比起来,也就是加速度改变引起的一系列变化。