第04讲 电容器的电容-【暑假自学课】2023年新高二物理暑假精品课（人教版2019必修第三册）

第04讲 电容器的电容 1．理解电容器电容的物理意义，掌握平行板电容器有计算。 2．掌握电容器的两类动态分析 一、电容器和电容 1.任何两个彼此绝缘又相距很近的导体，都可以看成一个电容器。 2.电容器的电容在数值上等于两极板间每升高(或降低）单位电压时增加（或减少）的电荷量。即，对任何电容器都适用。Q为电容器所带的电荷量，是其中一个极板上所带电荷量的绝对值。 3.平行板电容器的电容与两平行极板的正对面积S成正比，与电介质的相对介电常数成正比，与极板间的距离d成反比，其表达式为。两板间为真空时相对介电常数，其他任何电介质的相对介电常数都大于1。 4. 适用于所有电容器；仅适用于平行板电容器。 二、平行板电容器的两类典型问题 1.分析方法 抓住不变量，分析变化量。 (1)电容器电容的定义式：。 (2)平行板电容器内部是匀强电场时，有。 (3)平行板电容器电容的决定式：。 2.两种典型题型 (1)平行板电容器始终连接在电源两端：电势差U不变，由可知，C随d、S、的变化而变化；由可知，Q随d、S、的变化而变化；由可知，E随d的变化而变化。 (2)平行板电容器充电后，切断与电源的连接：电荷量Q保持不变，由可知，C随d、S、的变化而变化；由可知，U随d、S、的变化而变化；由可知，E与d无关，只随S、的变化而变化。 考点一：电容器的电容 【例1】根据电容器的电容的定义式，可知（　　） A．电容器带电的电量Q越多，它的电容C就越大，C与Q成正比 B．电容器不带电时，其电容为零 C．电容器两极板之间的电压U越高，它的电容C就越小，C与U成反比 D．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Q与电压U的比值恒定不变 考点二：平行板电容器的动态分析问题 【例2】兴趣小组利用图示器材探究平行板电容器，保持正对面积S不变，缓慢增大两极板间距离，描绘出电容器两端电压、电容器电容、极板带电量、板间电场强度与的关系图像，以下描述可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【例3】如图，在干燥的冬天，手接触房间的金属门锁时，会有一种被电击的感觉，带负电的手在缓慢靠近门锁还未被电击的过程中，门锁（　　） A. 近手端感应出正电荷 B. 电势比手的电势低 C. 与手之间场强逐渐增大 D. 与手之间场强保持不变 C正确，D错误。 1．（2021·重庆·高考真题）电容式加速传感器常用于触发汽车安全气囊等系统，如图所示。极板M、N组成的电容器视为平行板电容器，M固定，N可左右运动，通过测量电容器板间的电压的变化来确定汽车的加速度。当汽车减速时，极板M、N间的距离减小，若极板上的电荷量不变，则该电容器（　　） A．电容变小 B．极板间电压变大 C．极板间电场强度不变 D．极板间的电场强度变小 2．（2017·海南·高考真题）如图，平行板电容器的两极板竖直放置并分别与电源的正负极相连，一带电小球经绝缘轻绳悬挂于两极板之间，处于静止状态现保持右极板不动，将左极板向左缓慢移动关于小球所受的电场力大小F和绳子的拉力大小T，下列判断正确的是 A．F逐渐减小，T逐渐减小 B．F逐渐增大，T逐渐减小 C．F逐渐减小，T逐渐增大 D．F逐渐增大，T逐渐增大 3．（2014·海南·高考真题）如图，一平行板电容器的两极板与一电压恒定的电源相连，极板水平放置，极板间距为d；在下极板上叠放一厚度为l的金属板，其上部空间有一带电粒子P静止在电容器中．当把金属板从电容器中快速抽出后，粒子P开始运动．重力加速度为g．粒子运动的加速度为 A． B． C． D． 4．（2018·北京·高考真题）研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示，下列说法正确的是(        ) A．实验前，只用带电玻璃棒与电容器a板接触，能使电容器带电 B．实验中，只将电容器b板向上平移，静电计指针的张角变小 C．实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变大 D．实验中，只增加极板带电量，静电计指针的张角变大，表明电容增大 5．（2016·天津·高考真题）如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下级板都接地．在两极板间有一固定在P点的点电荷，以E表示两极板间的电场强度，EP表示点电荷在P点的电势能，θ表示静电计指针的偏角．若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则（　　） A．θ增大，E增大 B．θ增大，EP不变 C．θ减小，EP增大 D．θ减小，E不变 6．（2022·湖北·高考真题）密立根油滴实验装置如图所示，两块水平放置的金属板分别与电源的正负极相接，板间产生匀强电场。用一个喷雾器把密度相同的许多油滴从上板中间的小孔喷入电场，油滴从喷口喷出时由于摩擦而带电。金属板间电势差为U时，电荷量为q、半径为r的球状油滴