高考物理一轮复习课件课后限时作业电容器带电粒子在电场中的运动

高考物理一轮复习课件课后限时作业电容器带电粒子在电场中的运动汇报人：XX20XX-01-21contents目录电容器基本概念与性质带电粒子在电场中受力与运动规律电容器充放电过程及能量转化问题contents目录带电粒子在复合场中运动问题实验：研究平行板电容器特性及带电粒子在其中的运动电容器基本概念与性质01电容器是一种能够储存电荷的装置，由两个相互靠近的导体中间夹一层不导电的绝缘介质构成。定义根据电容器的工作原理和结构特点，可将其分为固定电容器、可变电容器和微调电容器三类。分类电容器定义及分类C=Q/U，其中C为电容，Q为电荷量，U为两极板间的电势差。电容的大小与两极板间的距离、正对面积以及电介质的性质有关。距离越小、正对面积越大、电介质常数越大，则电容越大。电容计算公式及影响因素影响因素电容计算公式

平行板电容器特性分析平行板电容器的电容平行板电容器的电容与极板间的距离成反比，与极板的正对面积成正比，即C=εS/4πkd。平行板电容器的电场强度平行板电容器内的电场强度与极板间的电势差成正比，与极板间的距离成反比，即E=U/d。平行板电容器的电势能平行板电容器储存的电势能与其电容和电荷量的平方成正比，即W=1/2CU^2。例题1：一平行板电容器充电后与电源断开，然后将两极板间的距离逐渐增大，则在此过程中（）典型例题解析A.电容逐渐变小B.两极板间的场强逐渐变小C.两极板间的电势差保持不变典型例题解析平行板电容器充电后与电源断开，其带电量保持不变。当两极板间的距离逐渐增大时，根据C=εS/4πkd可知，电容逐渐变小；根据E=U/d和C=Q/U可知，两极板间的场强逐渐变小；根据U=Ed可知，两极板间的电势差逐渐增大。故选项A、B正确。解析一平行板电容器充电后与电源断开，然后使两极板间充满相对介电常数为εr的电介质，则两极板间的电势差变为原来的（）例题2典型例题解析A.εr倍B.1/εr倍C.√εr倍D.1/√εr倍解析：平行板电容器充电后与电源断开，其带电量保持不变。当两极板间充满相对介电常数为εr的电介质时，根据C=εS/4πkd和C=Q/U可知，两极板间的电势差变为原来的1/√εr倍。故选项D正确。典型例题解析带电粒子在电场中受力与运动规律02电场强度表示电场的强弱和方向的物理量，与试探电荷所受的电场力成正比，与其电荷量成反比。库仑定律与电场强度的关系通过库仑定律可以推导出电场强度的表达式，电场强度也可以理解为单位电荷在电场中所受的力。库仑定律描述真空中两个点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们之间的距离的平方成反比。库仑定律与电场强度关系匀强电场电场中各点的电场强度大小相等、方向相同的电场。带电粒子在匀强电场中的运动规律带电粒子在匀强电场中受到恒定的电场力作用，做匀变速直线运动或类平抛运动，其运动轨迹为抛物线。带电粒子在匀强电场中运动规律非匀强电场电场中各点的电场强度大小或方向不相等的电场。带电粒子在非匀强电场中的运动规律带电粒子在非匀强电场中受到的电场力随位置变化，因此其运动轨迹不再是规则的抛物线，而是复杂的曲线。需要根据具体情况进行分析和求解。带电粒子在非匀强电场中运动规律例题1一带电粒子在匀强电场中从A点运动到B点，已知A、B两点的电势差为U，带电粒子的电荷量为q，质量为m，求带电粒子从A点运动到B点的过程中电场力所做的功。例题2一带电粒子在非匀强电场中从O点以初速度v0射出，已知电场的分布情况和带电粒子的电荷量、质量，求带电粒子的运动轨迹和最终位置。解析由于非匀强电场的分布情况复杂，无法直接求出带电粒子的运动轨迹和最终位置。需要根据具体情况进行分析和求解，例如采用数值计算或近似方法等。解析根据电场力做功的公式W=qU，可以直接求出带电粒子从A点运动到B点的过程中电场力所做的功为W=qU。典型例题解析电容器充放电过程及能量转化问题03

充电过程中能量转化和储存电源将其他形式的能转化为电场能储存于电容器中。充电过程中，随着电容器两极板上电荷量的积累，电容器两极板间的电势差逐渐增大，电场能也逐渐增大。充电结束后，电容器两极板间的电势差等于电源的电动势，电场能达到最大值。放电过程中，随着电容器两极板上电荷量的减少，两极板间的电势差逐渐减小，电场能也逐渐减小。放电结束后，电容器两极板间的电势差为零，电场能全部释放。电容器放电时，将储存的电场能转化为其他形式的能。放电过程中能量释放和应用充放电过程中能量守恒定律应用在电容器充放电过程中，电源提供的能量与电容器储存的能量以及电路中消耗的能量之间的关系遵循能量守恒定律。通过分析充放电过程中的能量转化和守恒关系，可以求解相关物理量，如电源提供的能量、电容器储存的能量以及电路中消耗的能量等。例题1：一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地。在两极板间有一正电荷（电量很小）固定在P点，以E表示两极板间的场强，U表示电容器的电压，W表示正电荷在P点的电势能。若保持两极板间的距离不变，将正极板移到图中虚线所示的位置，则（）典型例题解析A.U变小，E不变B.E变大，W变大C.U变小，W不变典型例题解析D.U不变，W不变解析：平行板电容器充电后与电源断开，其带电量Q保持不变。将正极板移到图中虚线所示的位置时，d增大，由$C=frac{ɛS}{4pikd}$可知C变小。由$C=frac{Q}{U}$可知U变大。由$E=frac{U}{d}=frac{4pikQ}{epsilonS}$可知E不变。因为负极板接地，所以P点的电势$varphi_{P}=Ed_{P}$不变（$d_{P}$为P点到负极板的距离），由$E_{P}=qvarphi_{P}$可知$W$不变。故选项C正确。典型例题解析带电粒子在复合场中运动问题04根据初始速度和受力情况，分析带电粒子在重力、电场力共同作用下的运动轨迹，可能是直线、抛物线或复杂曲线。运动轨迹分析通过比较重力与电场力的大小关系，判断带电粒子的运动性质，如匀速、匀变速或变加速运动。运动性质判断分析带电粒子在运动过程中的能量转化情况，利用能量守恒定律解决问题。能量转化与守恒重力、电场力共同作用下运动问题当带电粒子进入磁场时，会受到洛伦兹力的作用，其大小与粒子速度、电荷量及磁感应强度有关。洛伦兹力作用运动轨迹与半径周期与频率根据洛伦兹力和初速度的方向关系，确定带电粒子的运动轨迹和半径，进而求解相关问题。分析带电粒子在磁场中的运动周期和频率，与电场中的运动特性进行比较。030201磁场、电场共同作用下运动问题在复合场中，带电粒子同时受到重力、电场力和洛伦兹力的作用，需进行详细的受力分析。受力分析根据受力情况，建立带电粒子的运动方程，包括牛顿第二定律、动量定理等。运动方程建立通过解运动方程，求得带电粒子的运动轨迹，可能是直线、圆弧、螺旋线等。轨迹求解复合场中轨迹分析和计算方法例题二探讨带电粒子在磁场中的圆周运动问题，利用洛伦兹力公式和圆周运动规律进行求解。例题一解析带电粒子在重力、电场力共同作用下的直线运动问题，运用运动学公式和能量守恒定律求解。例题三分析带电粒子在复合场中的复杂运动问题，综合运用受力分析、运动方程建立和轨迹求解等方法进行解析。典型例题解析实验：研究平行板电容器特性及带电粒子在其中的运动05010405060302实验目的探究平行板电容器的电容与板间距离、正对面积的关系。研究带电粒子在电场中的运动规律，如偏转、加速等。实验原理平行板电容器原理：当两个平行金属板分别带上等量异种电荷时，它们之间的电场是匀强电场。带电粒子在电场中受到电场力的作用，根据粒子所带电荷的正负和电场的方向，可以确定电场力的方向。实验目的和原理介绍实验器材平行板电容器电源实验器材准备和操作步骤电荷计带电粒子源（如电子枪）示波器实验器材准备和操作步骤031.连接电路：将平行板电容器、电源、电荷计等按照实验要求连接好电路。01测量尺02操作步骤实验器材准备和操作步骤2.给电容器充电闭合开关，使电容器充电至所需电压。3.释放带电粒子打开带电粒子源，使粒子垂直射入平行板电容器间的电场。4.观察并记录通过示波器观察粒子的运动轨迹，并记录相关数据。实验器材准备和操作步骤数据处理方法和结果分析数据处理方法测量并记录粒子的入射速度、出射速度、偏转角等参数。根据实验数据计算电容器的电容，并分析其与板间距离、正对面积的关系。通过对比实验数据，验证平行板电容器电容与板间距离、正对面积的理论关系。分析带电粒子在电场中的运动规律，如偏转角度与粒子电荷量、电场强度的关系等。结