高考物理一輪復(fù)習(xí)課件課后限時(shí)作業(yè)電容器帶電粒子在電場中的運(yùn)動

高考物理一輪復(fù)習(xí)課件課后限時(shí)作業(yè)電容器帶電粒子在電場中的運(yùn)動匯報(bào)人：XX20XX-01-21contents目錄電容器基本概念與性質(zhì)帶電粒子在電場中受力與運(yùn)動規(guī)律電容器充放電過程及能量轉(zhuǎn)化問題contents目錄帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動問題實(shí)驗(yàn)：研究平行板電容器特性及帶電粒子在其中的運(yùn)動電容器基本概念與性質(zhì)01電容器是一種能夠儲存電荷的裝置，由兩個(gè)相互靠近的導(dǎo)體中間夾一層不導(dǎo)電的絕緣介質(zhì)構(gòu)成。定義根據(jù)電容器的工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可將其分為固定電容器、可變電容器和微調(diào)電容器三類。分類電容器定義及分類C=Q/U，其中C為電容，Q為電荷量，U為兩極板間的電勢差。電容的大小與兩極板間的距離、正對面積以及電介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)。距離越小、正對面積越大、電介質(zhì)常數(shù)越大，則電容越大。電容計(jì)算公式及影響因素影響因素電容計(jì)算公式

平行板電容器特性分析平行板電容器的電容平行板電容器的電容與極板間的距離成反比，與極板的正對面積成正比，即C=εS/4πkd。平行板電容器的電場強(qiáng)度平行板電容器內(nèi)的電場強(qiáng)度與極板間的電勢差成正比，與極板間的距離成反比，即E=U/d。平行板電容器的電勢能平行板電容器儲存的電勢能與其電容和電荷量的平方成正比，即W=1/2CU^2。例題1：一平行板電容器充電后與電源斷開，然后將兩極板間的距離逐漸增大，則在此過程中（）典型例題解析A.電容逐漸變小B.兩極板間的場強(qiáng)逐漸變小C.兩極板間的電勢差保持不變典型例題解析平行板電容器充電后與電源斷開，其帶電量保持不變。當(dāng)兩極板間的距離逐漸增大時(shí)，根據(jù)C=εS/4πkd可知，電容逐漸變??；根據(jù)E=U/d和C=Q/U可知，兩極板間的場強(qiáng)逐漸變??；根據(jù)U=Ed可知，兩極板間的電勢差逐漸增大。故選項(xiàng)A、B正確。解析一平行板電容器充電后與電源斷開，然后使兩極板間充滿相對介電常數(shù)為εr的電介質(zhì)，則兩極板間的電勢差變?yōu)樵瓉淼模ǎ├}2典型例題解析A.εr倍B.1/εr倍C.√εr倍D.1/√εr倍解析：平行板電容器充電后與電源斷開，其帶電量保持不變。當(dāng)兩極板間充滿相對介電常數(shù)為εr的電介質(zhì)時(shí)，根據(jù)C=εS/4πkd和C=Q/U可知，兩極板間的電勢差變?yōu)樵瓉淼?/√εr倍。故選項(xiàng)D正確。典型例題解析帶電粒子在電場中受力與運(yùn)動規(guī)律02電場強(qiáng)度表示電場的強(qiáng)弱和方向的物理量，與試探電荷所受的電場力成正比，與其電荷量成反比。庫侖定律與電場強(qiáng)度的關(guān)系通過庫侖定律可以推導(dǎo)出電場強(qiáng)度的表達(dá)式，電場強(qiáng)度也可以理解為單位電荷在電場中所受的力。庫侖定律描述真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們之間的距離的平方成反比。庫侖定律與電場強(qiáng)度關(guān)系勻強(qiáng)電場電場中各點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等、方向相同的電場。帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動規(guī)律帶電粒子在勻強(qiáng)電場中受到恒定的電場力作用，做勻變速直線運(yùn)動或類平拋運(yùn)動，其運(yùn)動軌跡為拋物線。帶電粒子在勻強(qiáng)電場中運(yùn)動規(guī)律非勻強(qiáng)電場電場中各點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小或方向不相等的電場。帶電粒子在非勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動規(guī)律帶電粒子在非勻強(qiáng)電場中受到的電場力隨位置變化，因此其運(yùn)動軌跡不再是規(guī)則的拋物線，而是復(fù)雜的曲線。需要根據(jù)具體情況進(jìn)行分析和求解。帶電粒子在非勻強(qiáng)電場中運(yùn)動規(guī)律例題1一帶電粒子在勻強(qiáng)電場中從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)，已知A、B兩點(diǎn)的電勢差為U，帶電粒子的電荷量為q，質(zhì)量為m，求帶電粒子從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)的過程中電場力所做的功。例題2一帶電粒子在非勻強(qiáng)電場中從O點(diǎn)以初速度v0射出，已知電場的分布情況和帶電粒子的電荷量、質(zhì)量，求帶電粒子的運(yùn)動軌跡和最終位置。解析由于非勻強(qiáng)電場的分布情況復(fù)雜，無法直接求出帶電粒子的運(yùn)動軌跡和最終位置。需要根據(jù)具體情況進(jìn)行分析和求解，例如采用數(shù)值計(jì)算或近似方法等。解析根據(jù)電場力做功的公式W=qU，可以直接求出帶電粒子從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)的過程中電場力所做的功為W=qU。典型例題解析電容器充放電過程及能量轉(zhuǎn)化問題03

充電過程中能量轉(zhuǎn)化和儲存電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電場能儲存于電容器中。充電過程中，隨著電容器兩極板上電荷量的積累，電容器兩極板間的電勢差逐漸增大，電場能也逐漸增大。充電結(jié)束后，電容器兩極板間的電勢差等于電源的電動勢，電場能達(dá)到最大值。放電過程中，隨著電容器兩極板上電荷量的減少，兩極板間的電勢差逐漸減小，電場能也逐漸減小。放電結(jié)束后，電容器兩極板間的電勢差為零，電場能全部釋放。電容器放電時(shí)，將儲存的電場能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。放電過程中能量釋放和應(yīng)用充放電過程中能量守恒定律應(yīng)用在電容器充放電過程中，電源提供的能量與電容器儲存的能量以及電路中消耗的能量之間的關(guān)系遵循能量守恒定律。通過分析充放電過程中的能量轉(zhuǎn)化和守恒關(guān)系，可以求解相關(guān)物理量，如電源提供的能量、電容器儲存的能量以及電路中消耗的能量等。例題1：一平行板電容器充電后與電源斷開，負(fù)極板接地。在兩極板間有一正電荷（電量很?。┕潭ㄔ赑點(diǎn)，以E表示兩極板間的場強(qiáng)，U表示電容器的電壓，W表示正電荷在P點(diǎn)的電勢能。若保持兩極板間的距離不變，將正極板移到圖中虛線所示的位置，則（）典型例題解析A.U變小，E不變B.E變大，W變大C.U變小，W不變典型例題解析D.U不變，W不變解析：平行板電容器充電后與電源斷開，其帶電量Q保持不變。將正極板移到圖中虛線所示的位置時(shí)，d增大，由$C=frac{?S}{4pikd}$可知C變小。由$C=frac{Q}{U}$可知U變大。由$E=frac{U}xr1nljt=frac{4pikQ}{epsilonS}$可知E不變。因?yàn)樨?fù)極板接地，所以P點(diǎn)的電勢$varphi_{P}=Ed_{P}$不變（$d_{P}$為P點(diǎn)到負(fù)極板的距離），由$E_{P}=qvarphi_{P}$可知$W$不變。故選項(xiàng)C正確。典型例題解析帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動問題04根據(jù)初始速度和受力情況，分析帶電粒子在重力、電場力共同作用下的運(yùn)動軌跡，可能是直線、拋物線或復(fù)雜曲線。運(yùn)動軌跡分析通過比較重力與電場力的大小關(guān)系，判斷帶電粒子的運(yùn)動性質(zhì)，如勻速、勻變速或變加速運(yùn)動。運(yùn)動性質(zhì)判斷分析帶電粒子在運(yùn)動過程中的能量轉(zhuǎn)化情況，利用能量守恒定律解決問題。能量轉(zhuǎn)化與守恒重力、電場力共同作用下運(yùn)動問題當(dāng)帶電粒子進(jìn)入磁場時(shí)，會受到洛倫茲力的作用，其大小與粒子速度、電荷量及磁感應(yīng)強(qiáng)度有關(guān)。洛倫茲力作用運(yùn)動軌跡與半徑周期與頻率根據(jù)洛倫茲力和初速度的方向關(guān)系，確定帶電粒子的運(yùn)動軌跡和半徑，進(jìn)而求解相關(guān)問題。分析帶電粒子在磁場中的運(yùn)動周期和頻率，與電場中的運(yùn)動特性進(jìn)行比較。030201磁場、電場共同作用下運(yùn)動問題在復(fù)合場中，帶電粒子同時(shí)受到重力、電場力和洛倫茲力的作用，需進(jìn)行詳細(xì)的受力分析。受力分析根據(jù)受力情況，建立帶電粒子的運(yùn)動方程，包括牛頓第二定律、動量定理等。運(yùn)動方程建立通過解運(yùn)動方程，求得帶電粒子的運(yùn)動軌跡，可能是直線、圓弧、螺旋線等。軌跡求解復(fù)合場中軌跡分析和計(jì)算方法例題二探討帶電粒子在磁場中的圓周運(yùn)動問題，利用洛倫茲力公式和圓周運(yùn)動規(guī)律進(jìn)行求解。例題一解析帶電粒子在重力、電場力共同作用下的直線運(yùn)動問題，運(yùn)用運(yùn)動學(xué)公式和能量守恒定律求解。例題三分析帶電粒子在復(fù)合場中的復(fù)雜運(yùn)動問題，綜合運(yùn)用受力分析、運(yùn)動方程建立和軌跡求解等方法進(jìn)行解析。典型例題解析實(shí)驗(yàn)：研究平行板電容器特性及帶電粒子在其中的運(yùn)動05010405060302實(shí)驗(yàn)?zāi)康奶骄科叫邪咫娙萜鞯碾娙菖c板間距離、正對面積的關(guān)系。研究帶電粒子在電場中的運(yùn)動規(guī)律，如偏轉(zhuǎn)、加速等。實(shí)驗(yàn)原理平行板電容器原理：當(dāng)兩個(gè)平行金屬板分別帶上等量異種電荷時(shí)，它們之間的電場是勻強(qiáng)電場。帶電粒子在電場中受到電場力的作用，根據(jù)粒子所帶電荷的正負(fù)和電場的方向，可以確定電場力的方向。實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮斫榻B實(shí)驗(yàn)器材平行板電容器電源實(shí)驗(yàn)器材準(zhǔn)備和操作步驟電荷計(jì)帶電粒子源（如電子槍）示波器實(shí)驗(yàn)器材準(zhǔn)備和操作步驟031.連接電路：將平行板電容器、電源、電荷計(jì)等按照實(shí)驗(yàn)要求連接好電路。01測量尺02操作步驟實(shí)驗(yàn)器材準(zhǔn)備和操作步驟2.給電容器充電閉合開關(guān)，使電容器充電至所需電壓。3.釋放帶電粒子打開帶電粒子源，使粒子垂直射入平行板電容器間的電場。4.觀察并記錄通過示波器觀察粒子的運(yùn)動軌跡，并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)器材準(zhǔn)備和操作步驟數(shù)據(jù)處理方法和結(jié)果分析數(shù)據(jù)處理方法測量并記錄粒子的入射速度、出射速度、偏轉(zhuǎn)角等參數(shù)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算電容器的電容，并分析其與板間距離、正對面積的關(guān)系。通過對比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證平行板電容器電容與板間距離、正對面積的理論關(guān)系。分析帶電粒子在電場中的運(yùn)動規(guī)律，如偏轉(zhuǎn)角度與粒子電荷量、電場強(qiáng)度的關(guān)系等。結(jié)