2021-2022学年高二物理竞赛课件：电容与电场能量与相对论.pptx

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1、电容与电场能量与相对论例例 在下列情况下，平行平板在下列情况下，平行平板电电容器的容器的电势电势差、差、电电荷、荷、电电场场强强度和所度和所贮贮的能量将如何的能量将如何变变化。（化。（1 1）断开）断开电电源，并使源，并使极板极板间间距加倍，此距加倍，此时时极板极板间为间为真空；（真空；（2 2）断开）断开电电源，并源，并使极板使极板间间充充满满相相对电对电容率容率间充满相对电容率间充满相对电容率 r=2.5的油；的油；（3）保持电源与电容器两极相连，使极板间距加倍，此）保持电源与电容器两极相连，使极板间距加倍，此时极板间为真空；（时极板间为真空；（4）保持电源与电容器两极相连，使）保持电源与

2、电容器两极相连，使极板间充满相对电容率的油。极板间充满相对电容率的油。，,，解：设初始时电容器电容、电势解：设初始时电容器电容、电势差、电荷、场强、和所贮能量分差、电荷、场强、和所贮能量分别为别为 ，。（1）极板极板间间距加倍距加倍时时因因电电源断开，源断开，电电荷仍荷仍为为 这里这里,外力克服电场力做正功外力克服电场力做正功,这部分功转化为电能这部分功转化为电能,使电使电容器贮能增加。容器贮能增加。（2）介质）介质 ,则则因源断开因源断开（3）保持与电源连接则）保持与电源连接则极板间距加倍则极板间距加倍则（4）保持与电源相连，则）保持与电源相连，则介质介质 ，则，则电场力对介质做功，在介质内部形成极化能，使得总能电场力对介质做功，在介质内部形成极化能，使得总能量增加。量增加。例题例题 静止质量为静止质量为m0的粒子，在静止时衰变为静止质量为的粒子，在静止时衰变为静止质量为m10和和m20的两个粒子，求静止质量为的两个粒子，求静止质量为m10的粒子的能量的粒子的能量E1和速度和速度v1。在在m0衰变前后能量守恒衰变前后能量守恒（1）（2）在在m0衰变前后动量守恒衰变前后动量守恒（3）（2）/（1）得）得（4）（4）(4)+(1)/2得得（5）试证：试证：倒推法尝试倒推法尝试证明题证明题2 试证：试证：