人教版物理选修3-1 第一章 静电场-1.8电容器的电容.docx

1、物 理 辅 导 讲 义年级：选修3-1 科目：物理 教师：张欢 授课时间段：课 题1.8 电容器的电容教学内容课 前 提 问1.电势能与电势?2.电势差与电场强度？ 本 节 知 识 讲 解一、电容器组成：由两个彼此绝缘又相互靠近的导体组成；作用:储存电荷或电能，这种存储在电容器中的电能被称作电场能。电容器的充、放电：充电过程放电过程定义使电容器带电的过程，充电后电容器两极板带上等量的异种电荷中和掉电容器所带电荷的过程过程示意图电荷运动正电荷向A板运动；负电荷向B板运动正电荷由A向B运动（负电荷由B向A运动）电流方向顺时针逆时针能量转换电容器中储存电场能电场能转化为其他形式的能带电荷量：一个极板

2、所带电荷量的绝对值，而不是两个极板电荷之和；二、电容定义：电容器所带的电荷量Q与两个极板间的电势差U的比值；定义式： ；单位：法拉(F)、微法(F)、皮法(pF)。1F106F1012pF；物理意义：表示电容器容纳电荷本领高低的物理量；决定因素：由电容器本身物理条件(大小、形状、相对位置及电介质)决定，与电容器是否带电及电压无关。【例1】（多选）下列关于电容器和电容的说法中，正确的是()A根据CQ/U可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，跟两板间的电压成反比B对于确定的电容器，其所带电荷量与两板间的电压成正比C无论电容器的电压如何变化(小于击穿电压且不为零)，它所带的电荷量与电压的比值都恒定

3、不变D电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，其大小与加在两板间的电压无关答案BCD【例2】根据电容的定义式C知()A电容器的电容越大，则电容器所带电荷量应越多B电容器两极板间电压越大，电容越大C电容器的电容与电荷量成正比，与电压成反比D电容器的电容不随带电荷量及两极板间电压的变化而变化答案D三、平行板电容器的电容定义：两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质-电解质（空气也是一种电解质），就组成了平行板电容器。带电特点：两板电荷等量异号；板间电场：板间形成匀强电场，场强大小E=U/d，方向与金属板垂直。平行板电容器的电容：决定因素：正对面积，与正对面积S成正比；介电常数，与相对介电

4、常数成正比；两板间的距离，与距离d成反比。决定式：【例3】（多选）对于水平放置的平行板电容器，下列说法正确的是() 答案BCDA将两极板的间距加大，电容将增大B将两极板平行错开，使正对面积减小，电容将减小C在下极板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的陶瓷板，电容将增大D在下极板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的铝板，电容将增大【例4】如图所示，用静电计可以测量已充电的平行板电容器两极板之间的电势差U，现使B板带电，则下列判断正确的是()A增大两极板之间的距离，指针张角变大B将A板稍微上移，静电计指针张角将变大C若将玻璃板插入两板之间，则静电计指针张角将变大D若将A

5、板拿走，则静电计指针张角变为零答案AB【例5】如图所示电路中，A、B为两块竖直放置的金属板，G是一只静电计，开关S合上后，静电计指针张开一个角度，下述做法可使静电计指针张角增大的是()A使A、B两板靠近一些B使A、B两板正对面积错开一些C断开S后，使B板向右平移拉开一些D断开S后，使A、B正对面积错开一些答案CD四、常用电容器（1）固定电容器：电容固定不变聚苯乙烯电容器电解电容器（2）可变电容器：电容可以改变（3）击穿电压：加在电容器两极板的电压不能超过某一限度，超过这一限度，电解质将会被击穿，这个极限电压被称作击穿电压。电容器动态问题分析1常见类型Q不变U不变2分析比较的思路(1)确定不变量

6、，分析是电压不变还是所带电荷量不变。(2)用决定式分析平行板电容器电容的变化。(3)用定义式C分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化。(4)用E分析电容器极板间场强的变化。【例1】（多选）美国物理学家密立根通过研究平行板间悬浮不动的带电油滴，比较准确地测定了电子的电荷量。如图所示，平行板电容器两极板M、N相距d，两极板分别与电压为U的恒定电源两极连接，极板M带正电。现有一质量为m的带电油滴在极板中央处于静止状态，且此时极板带电荷量与油滴带电荷量的比值为k，则()A油滴带负电B油滴带电荷量为C电容器的电容为D将极板N向下缓慢移动一小段距离，油滴将向上运动解决电容器问题的两个常用技巧 1.在电荷

7、量保持不变的情况下，由E知，电场强度与板间距离无关。 2.对平行板电容器的有关物理量Q、E、U、C进行讨论时，关键在于弄清哪些是变量，哪些是不变量，在变量中哪些是自变量，哪些是因变量，抓住C、QCU和E 进行判定即可。1.如图所示，先接通S使电容器充电，然后断开S。当增大两极板间距离时，电容器所带电荷量Q、电容C、两极板间电势差U、两极板间场强E的变化情况是()AQ变小，C不变，U不变，E变小BQ变小，C变小，U不变，E不变CQ不变，C变小，U变大，E不变DQ不变，C变小，U变小，E变小2如图所示，电路中R1、R2均为可变电阻，电源内阻不能忽略，平行板电容器C的极板水平放置。闭合电键S，电路达

8、到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动。如果仅改变下列某一个条件，油滴仍能静止不动的是()A增大R1的阻值 B增大R2的阻值C增大两板间的距离 D断开电键S验电器与静电计的区别及联系验电器静电计图示结构玻璃瓶内有两片金属箔片，用金属丝挂在一根导体棒的下端，棒的上端通过瓶塞从瓶口伸出。验电器的金属箔片换成指针，并用金属做外壳。原理同种电荷相互排斥，带电越多，排斥力越大，金属箔片张开角度越大同种电荷相互排斥，电势差越大，排斥力越大，金属指针偏转角度越大作用判断物体是否带电及带电量的多少粗略测量两物体的电势差大小限 时 检 测1关于电容器和电容的概念下列说法正确的是()A任何两个彼此绝缘互相靠近的

9、导体都可以看成是一个电容器B用电源对平行板电容器充电后，两极板一定带等量异种电荷C某一电容器带电荷量越多，它的电容就越大来源:学,科,网D某一电容器两板间的电压越高，它的电容就越大2关于电容的说法正确的是()A电容器简称电容B电容是描述电容器容纳电荷本领大小的物理量来源:Zxxk.ComC电容器的电容由电容器本身的因素决定，与电容器是否带电无关D电容在数值上等于使两极板间的电势差为1 V时电容器需要带的电荷量3有一个正充电的电容器，若使它带的电荷量减少了3106 C，则其电压降为原来的，则()A电容器原来带的电荷量是9106 CB电容器原来带的电荷量是4.5106 CC电容器原来的电压可能是5

10、 VD电容器原来的电压可能是5107 V4一个空气平行板电容器，极板间相距d，正对面积S，充以电荷量Q后，两极板间电压为U，为使电容器的电容加倍，可采用的办法是()A将电压变为U/2B将带电荷量变为2QC将极板间的距离变为d/2D两板间充满介电常数为2的电介质5用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图所示)设若两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为.实验中，极板所带电荷量不变，若()A保持S不变，增大d，则变大B保持S不变，增大d，则变小C保持d不变，减小S，则变小D保持d不变，减小S，则不变6一平行板电容器两极板间距为d、极板面积为S，电容为0S/d，其中0是常

11、量对此电容器充电后断开电源当增加两板间距时，电容器极板间()A电场强度不变，电势差变大 B电场强度不变，电势差不变C电场强度减小，电势差不变 D电场强度减小，电势差减小7.如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)连接，下极板接地一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离()A带电油滴将沿竖直方向向上运动BP点的电势将降低C带电油滴的电势能将减小D若电容器的电容减小，则极板带电荷量将增大8如图所示的实验装置中，极板A接地，平行板电容器的极板B与一个灵敏的静电计相接. 将A极板向左移动，增大电容器两极板间的距离时，电容器所带的电荷量

12、Q、电容C、两极间的电压U，电容器两极板间的场强E的变化情况是()AQ变小，C不变，U不变，E变小 BQ变小，C变小，U不变，E不变CQ几乎不变，C变小，U变大，E不变 DQ几乎不变，C变小，U变大，E变小9如图所示，电路中A、B为两块竖直放置的金属板，C是一只静电计，开关S合上后，静电计指针张开一个角度，下述做法可使静电计指针张角增大的是（ ）A使A、B两板靠近一些 B使A、B两板正对面积减小一些C断开S后，使B板向右平移一些D断开S后，使A、B正对面积减小一些10.平行板电容器的两极板A、B接于电池两极，一带正电小球悬挂在电容器内部，闭合电键S，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向的夹角为，如

13、图所示则（ ）A保持开关 S 闭合，带正电的 A 极板向 B 极板靠近则角增大 B保持开关 S 闭合，带正电的A极板向 B 极板靠近，则角不变 来源:学_科_网Z_X_X_KC开关 S 断开带正电的A极板向B极板靠近则角增大 D开关 S 断开，带正电的A极板向 B 极板靠近，则角不变11如图所示，电源A的电压为6 V，电源B的电压为8 V，当开关S从A转到B时(电容器的电容为2 F)，求在此过程中通过电流计的电荷量 课 堂 小 节电容器：电容：平行板电容器的电容：常用电容器：电容器动态问题分析：验电器与静电计：课 后 作 业1关于电容器和电容的概念下列说法正确的是()A任何两个彼此绝缘又互相靠

14、近的导体都可以看成是一个电容器B用电源对平行板电容器充电后，两极板一定带有等量异种电荷C某一电容器带电荷量越多，它的电容就越大D某一电容器两板间的电压越高，它的电容就越大答案AB2有一个正充电的电容器，若使它带的电荷量减少了3106 C，则其电压降为原来的，则()A电容器原来带的电荷量是9106 CB电容器原来带的电荷量是4.5106 CC电容器原来的电压可能是5 VD电容器原来的电压可能是5107 V答案BC3一个空气平行板电容器，极板间相距d，正对面积S，充以电荷量Q后，两极板间电压为U，为使电容器的电容加倍，可采用的办法是()A将电压变为U/2B将带电荷量变为2QC将极板间的距离变为d/

15、2D两板间充满介电常数为2的电介质答案CD4用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图6所示)设若两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为.实验中，极板所带电荷量不变，若()图6A保持S不变，增大d，则变大B保持S不变，增大d，则变小C保持d不变，减小S，则变小D保持d不变，减小S，则不变答案A5一平行板电容器两极板间距为d、极板面积为S，电容为0S/d，其中0是常量对此电容器充电后断开电源当增加两板间距时，电容器极板间()A电场强度不变，电势差变大B电场强度不变，电势差不变C电场强度减小，电势差不变D电场强度减小，电势差减小答案A6. 如图7所示，平行板电容器与电动

16、势为E的直流电源(内阻不计)连接，下极板接地一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离()图7A带电油滴将沿竖直方向向上运动BP点的电势将降低C带电油滴的电势能将减小D若电容器的电容减小，则极板带电荷量将增大答案B7如图8所示的实验装置中，极板A接地，平行板电容器的极板B与一个灵敏的静电计相接. 将A极板向左移动，增大电容器两极板间的距离时，电容器所带的电荷量Q、电容C、两极间的电压U，电容器两极板间的场强E的变化情况是()图8AQ变小，C不变，U不变，E变小BQ变小，C变小，U不变，E不变CQ几乎不变，C变小，U变大，E不变DQ几乎不变，C变

17、小，U变大，E变小答案C8. 如图9所示，是一个由电池、电阻R、电键S与平行板电容器组成的串联电路，电键S闭合一带电液滴悬浮在两板间P点不动，下列说法正确的是()图9A带电液滴可能带正电B增大两极板距离的过程中，电阻R中有从a到b的电流，电容器中负电荷通过电容器从B运动到AC断开S，减小两极板正对面积的过程中，液滴将加速下降D断开S，减小两极板距离过程中，液滴静止不动答案D9预测，21世纪智能机器人将进入家庭各种各样的传感器是智能机器人的核心部分，传感器是一种将感受到的物理量(如光、热、力、声等)转化成便于测量的量(一般是电学量)的转化装置如图10所示是一种测量压力的电容式传感器，当待测压力F

18、作用于可动膜片电极上时，可使膜片产生压力发生形变，引起电容的变化，将电容器、灵敏电流计、直流电源串联接成闭合电路，那么图10当F向上压膜片电极时，电容将减小当F向上压膜片电极时，电容将增大若电流计有示数，则压力F发生变化若电流计有示数，则压力F不发生变化A B C D答案B10如图11所示，C为中间插有电介质的电容器，a和b为其两极板，a板接地；P和Q为两竖直放置的平行金属板，在两板间用绝缘线悬挂一带电小球；P板与b板用导线相连，Q板接地开始时悬线静止在竖直方向，在b板带电后，悬线偏转了角度在以下方法中，能使悬线的偏角变大的是()图11A缩小a、b间的距离B加大a、b间的距离C取出a、b两极板

19、间的电介质D换一块形状大小相同、介电常数更大的电介质答案BC11. 如图12所示，已知平行板电容器两极板间距离d4 mm，充电后两极板电势差为120 VA板带正电，若它的电容为3 F，且P到A板距离为1 mm.求：图12(1)每一板的带电荷量；(2)一个电子在P点具有的电势能；(3)一个电子从B板出发到A板获得的动能；(4)两板间的电场强度答案(1)3.6104 C(2)90 eV(3)120 eV(4)3104 N/C12. 如图13所示，一平行板电容器跟一电源相接，当S闭合时，平行板电容器极板A、B间的一带电液滴恰好静止若将两板间距离增大为原来的两倍，那么液滴的运动状态如何变化？若先将S断开，再将两板间距离增大为原来的两倍，液滴的运动状态又将如何变化？图13