高考必备18-电场（4）-2021年高三物理重点模型训练

动态电容器 【典例】：如图所示的装置可以通过静电计指针偏转角度的变化,判断导电液体是增多还是减少。图中芯柱、导电液体、绝缘管组成一个电容器,电源通过电极A、电极B给电容充电,充电完毕移去电源,若( )。 A.静电计指针偏角变小,导电液体增多 B.静电计指针偏角变大,导电液体增多 C.静电计指针偏角变小,导电液体不变 D.静电计指针偏角变大,导电液体不变 【答案】 A 【解析】给电容充电完毕移去电源说明电容器两极板电荷量不变。静电计指针偏角变小,说明电容器两板间电压减小,根据C=可知,电容器电容增大,因C=,故S增大,液面升高,导电液体增多,反之,导电液体减少,A项正确,B、C、D三项错误。 【思想方法】 一、要诀： 一看电路谁不变（电荷量不变还是电压不变），电源连接压不变，电量不变电路断；二是电容决定式，判定电容怎么变；三是电容定义式，判定Q或U怎么变；最后使用UEd，判定场强后定力。 二、常见变化 【练习1】（2020·重庆市黔江新华中学校高二月考）（1）图为验证影响平行板电容器电容的因素的实验原理图.影响平行板电容器电容的因素有：两极板之间的距离d，两极板的正对面积S，及插入两板间的电介质的相对介电常数。 步骤1：电容器充电后与电源断开，保持电量Q将不变，两极板间的距离d也不变，增大两极板间的正对面积S，发现静电计的指针张角____________(填“变大”，“变小”或“不变”)； 步骤2：电容器充电后与电源断开，保持电量Q将不变，两极板的正对面积S也不变，减少两极板间的距离，发现静电计的指针张角变____________(填“变大”，“变小”或“不变”)； 步骤3：保持Q、S、d都不变，在两极板间插入有机玻璃，发现静电计的张角____________(“变大”，“变小”或“不变”)； (2)在此物理试验中，保持其他变量不变，只改变其中的一个变量，此实验思想方法为_________法。 【答案】变小 变小 变小 控制变量 【解析】(1)[1]正对面积增大时，根据电容的决定式和定义式： 可以知道电容增加，U减小，所以静电计的指针张角变小. [2]板间距离减小时，根据电容的决定式和定义式： 可以知道电容增加，U减小，所以静电计的指针张角变小. [3]插入电介质时，根据电容的决定式和定义式： 可以知道电容增大，U减小，所以静电计的指针张角变小. (2)保持其他变量不变，只改变其中的一个变量的思想方法叫控制变量法. 【练习2】如图所示，电容器极板间有一可移动的电介质板，介质与被测物体相连，电容器接入电路后，通过极板上物理量的变化可确定被测物体的位置，则下列说法中正确的是 A．若电容器极板间的电压不变，x变大，电容器极板上带电荷量增加 B．若电容器极板上带电荷量不变，x变小，电容器极板间电压变大 C．若电容器极板间的电压不变，x变大，有电流流向电容器的正极板 D．若电容器极板间的电压不变，x变大，有电流流向电容器的负极板 【答案】D 【解析】若电容器极板间的电压不变，x变大，则电介质插入的部分将变小，根据，ε变小，c变小，又因为c=Q/U,所以Q变小， A错；电容器放电有电流流向负极板中和负电荷使电量减小，C错，D对； 若电容器极板上的电荷量不变，x变小，，则电介质插入的部分将变大，根据 ε变大，c变大，又因为c=Q/U,所以U变小， B错； 【练习3】据国外某媒体报道，科学家发明了一种新型超级电容器，能让手机几分钟内充满电．某同学假日登山途中用该种电容器给手机电池充电，下列说法正确的是 A．该电容器给手机电池充电时，电容器的电容变大 B．该电容器给手机电池充电时，电容器存储的电能变少 C．该电容器给手机电池充电时，电容器所带的电荷量可能不变 D．充电结束后,电容器不带电,电容器的电容为零 【答案】B 【解析】电容是描述电容器的容纳电荷的本领大小的物理量，与电容器的电压及电量无关，故AD错误；当该电容器给手机电池充电时，电容器存储的电荷量减小，则电能变少，故B正确，C错误。 故选B。 【练习4】如图所示，平行板电容器的上极板带正电，与静电计的金属球用导线相连；平行板电容器的下极板与静电计的外壳均接地。开始时电容器两板间插了一玻璃板，此时静电计指针张开某一角度。下列操作能使静电计指针张角减小的有（ ） A．减小电容器两板的正对面积 B．增大电容器两板间的距离 C．将电容器两板间的玻璃板抽出 D．用一相对介电常数更大的电介质替换两板间的玻璃板 【答案】D 【解析】静电计指针张角代表两板间的电压，要想使静电计指针张角减小，就应该减小两板间的电压，根据，由题意可知Q不变，当C增大时，U减小，又有，可知增大S，或减小d可使C增大。 A．减小电容器两板的正对面积，与结论不相符，选