05.静电屏蔽与电容器（pdf版）-【师者匠心系列】2024-2025学年高中物理讲义（人教版2019必修三）

A. B. C. D. 负点电荷由A点运动到O点过程中加速度越来越大 当负点电荷分别处于 和 时，电场力大小相等 负点电荷在B点速度大于 负点电荷在AO段的平均速度等于在OB段的平均速度 1. 绝缘光滑水平面上有ABO三点，以O点为坐标原点，向右方向为正方向建立直线坐标轴x轴，A点坐 标为-2m，B点坐标为2m，如图甲所示。A、B两点间的电势变化如图乙，左侧图线为四分之一圆弧，右 侧图线为一条倾斜线段。现把一质量为m，电荷量为q的负点电荷，以初速度 由A点向右射出，则关于 负点电荷沿直线运动到B点过程中，下列说法中正确的是（忽略负点电荷形成的电场）（ ） 05.静电屏蔽与电容器 课前检测 考情分析 知识点 试卷 题号 分值 难易 静电感应 2022广州育才中学 高二期中 5 4 较易 静电平衡 2022广州执信中学 高二期中 4 4 中 静电利用与防止 2022广州第一中学 高二期中 4 4 较易 电容器充放电 2022广州荔湾期末 11 7 中 电容器动态分析 2022广州期末七区 联考 8 6 中 2022广州第二中学 期中 8 6 中 2022广州第十六中 学期中 9 6 中 2022广州执信中学 期中 2 4 较易 目标解读 知识导图 课堂目标 1. 熟练掌握静电平衡状态下导体特点 2. 掌握静电利用与防止的实例 3. 掌握静电屏蔽的两种方式 4. 熟练掌握电容的定义式和决定式 5. 掌握平行板电容器的充放电原理 6. 熟练掌握电容器的动态分析 课程重难点 重点：静电平衡状态下导体特点，电容的定义式和决定式，平行板电容器的充放电原理 难点：电容器的动态分析 静电防止与利用 静电感应与静电平衡 （1）静电感应现象 如图甲所示，将一不带电的金属导体 放在场强为 的电场中，导体内的自由电子在电场力的 作用下向电场线的反方向移动，使导体的一侧聚集负电荷，导体另一侧聚集等量的正电荷，这种现象就是 静电感应现象． （2）静电平衡状态 如图乙所示，金属导体中自由电子受到导体周围电场（ ）的电场力作用后向左移动，在右侧出现 多余的正电荷，导体两侧正负电荷在导体内部产生与原电场方向相反的电场（ ）．因与原来的电场方 向相反，叠加的结果是使合场强逐渐减弱，直至导体内部各点的 时为 止．于是导体内部的 ，我们就说导体达到了静电平衡状态．如图丙所 示． 外 感 （3）静电平衡状态下导体的特点 ①导体内部场强 ； ②导体是等势体； ③导体表面是等势面； ④导体所带电荷分布在 ． ⑤导体表面场强方向 导体表面 ⑥原本不带电的导体，达到静电平衡时导体内部没有净电荷（内部依然有等量正负电荷），净电荷只分布 在导体 ．整个导体不带电，净电荷在导体表面的分布往往是 ，越尖锐的地 一、 （一） A. B. C. D. 靠近 的一端带正电，远离 的另一端带负电 靠近 的一端带负电，远离 的另一端带正电 靠近 的一端带负电，远离 的另一端不带电 靠近 的一端带正电，远离 的另一端不带电 2. 如图所示， 为空心金属球， 为靠近 的另一个原来不带电的枕形金属壳．将另一个带正电的小球 从 球开口处放入 球中央，但不触及 球．则 出现的情况是（ ） A. B. C. D. 导体 端电势等于 端电势 自由电子不断地从 端流向 端 导体中心 点的场强为零 感应电荷在导体中心 点产生的场强大小为 3. 如图，一个枕形导体 原来不带电．将它放在一个负点电荷的电场中，点电荷的电量为 ，与 中心 点的距离为 ．由于静电感应，在导体 、 两端分别出现感应电荷．当达到静电平衡时，下列 说法不正确的是（ ） 方，净电荷分布的 ，外部附近的场强也 ，凹陷的位置几乎 ． ⑦“远近端”电荷的电性相反，电荷量相等．而导体的中间部分因感应电荷较少，可认为无感应电荷产 生，如下图甲所示． ⑧如上图乙所示，当小球通过导线分别与带电空腔连接时，不管怎样连接，其实连接后小球和带电空腔就 已成为一个整体，小球成为了整体的外部，故小球 ．若小球与空腔内壁接触，则小球 经典例题 A. B. C. D. 静电平衡时导体表面上各点电场强度都为零 静电平衡时导体是等势体 静电平衡时导体内部感应电荷的电场 与原电场 相抵消 静电平衡时导体外表面处电场方向垂直于导体表面 4. 将一不带电的金属导体板放置到场强为 的匀强电场中，由于静电感应，达到平衡时导体板两侧出 现等量的异种电荷，过程如图a、b、c，下列说法错误的是（ ） A. 导体内感应电荷的电场方向向左 B. 三点的场强相比， C. 三点的电势相比， D. 把一个负电荷从 移动到 ，电场力做正功 5. 把一个导体放入匀强电场中，静电平衡时（ ） A. ， B. ， C. ， D. ， 6 . 如图所示为一空腔球形导体（不带电），现将一个带正电的小金属球放入腔中，当静电平衡时，图中 、 、 三点的场强 和电势 的关系是：（ ） 7 . 长为 的导体棒原来不带电，将一带电荷量为 的点电荷放在距棒左端 处，如图所示，当达到静电 平衡后棒上感应的电荷在棒内中点处产生的场强的大小等于（ ） 巩固练习 A. B. C. D. A. 静电复印 B. 静电喷涂 C. 避雷针 D. 静电除尘 8. 下列图片显示的技术中，属于防范静电危害的是（ ） A. 油罐车上有铁链拖到地面 B. 飞机轮胎用导电橡胶制作 C. 屋顶安装避雷针 D. 汽车表面喷涂油漆 9. 下列现象中属于静电利用的是（ ） 学生总结 静电利用与防止 （1）利用：静电除尘、静电复印、静电喷涂 （2）防止：避雷针、高压设备中的导体表面尽量光滑 经典例题 巩固练习 （二） 学生总结 静电屏蔽 （1）定义 把一个电学仪器放在封闭的金属壳里，即使壳外有电场，由于壳内电场强度保持为零，外电场对壳内 的仪器不会产生影响，金属壳的这种作用叫静电屏蔽． （2）实质 静电屏蔽实际上利用了静电感应现象，使金属壳内感应电荷的电场和外加电场矢量和为零，好像是金 属壳将外电场“挡”在外面，即所谓的屏蔽作用，其实是壳内两种电场并存，矢量和为零． （3）静电屏蔽的两种情况 ①导体外部的电场不影响导体内部：给导体施加一个金属罩 ②接地导体的内部电场不影响导体外部：给导体施加一个金属罩，且金属罩接地 经典例题 （三） A. B. C. D. 10 . 下图中 是一个带电体， 是一个不带电的金属空腔，在哪些情况下，放在绝缘板上的小纸屑（图 中 ）会被吸引（ ） 11 . 如图所示，一个验电器用金属网罩罩住，当加上水平向右的、场强大小为 的匀强电场时，验电器 的箔片 （填“张开”或“不张开”），此时，金属网罩的感应电荷在网罩内部空间会激发一个电 场，它的场强方向为 （填“向左”或“向右”） A. 箔片张开 B. 箔片不张开 C. 金属球带电电荷足够大时才会张开 D. 金属网罩内部电场强度为零 12 . 如图所示，用金属网把不带电的验电器罩起来，再使带电金属球靠近金属网，则下列说法正确的是 （ ） 巩固练习 学生总结 电容器 电容器和电容 （1）电容器： 两个彼此绝缘又相互靠近的导体所构成的系统叫电容器，它是一种容纳电荷量的装置．其中平行板电 容器是最简单的电容器，电学原件符号为” “ （2）电容： 电容器所带电荷量 与两导体间的电势差 之比叫做电容，它是电容器容纳电荷本领大小的物理 量。在平行板电容器中 是指一个极板上所带电荷量， 是指两板间的电势差。 （3）定义式： ；单位法拉，简称法，符号 ， ，常用单位： ； 此公式适用于任何电容器．对于一个电容器来说，其电容是确定的，和电容器是否带电无关． （4）决定式： ， 为相对介电常数； 为极板的正对面积； 为极板间的距离， 为静电力常量，此 公式只适用于平行板电容器。 、 μ 电介质 空气 煤油 石蜡 陶瓷 玻璃 云母 水 ~ ~ ~ 二、 （一） （6）电容器的充、放电： 如图所示连接电路，其中 表示电容器、K是一个单刀双掷开关。 ①电容器的充电 当开关接1时，试分析电容器的带电情况： A极板会带 电，B极板会带 电； 电路中自由电子的移动方向是： ；电路中电流方向是： ； 充电时，电流表示数如何变化： 。 ②电容器的放电 当开关由1拨到2时，试分析电容器的带电情况： 电路中自由电子的移动方向是： ；电路中电流方向是： ； 放电时，电流表示数如何变化： 。 ③充放电的电流变化 i t （7）特殊电容器——静电计 ①结构： 金属球、金属杆、指针相当于电容器的一个电极，金属外壳也相当于一个电极，它们之间是绝缘的。 其电容的大小可近似认为不变。 ②性质： 指针张角大小与静电计两极间的电势差的大小有关（张角越大，电势差越大）。 ③原理： 根据 ，由于静电计电容保持不变，故静电计两极间的电势差 与其带电量 成正比， 越 大， 越大，指针所受电场力越大，指针张角因此就越大。 学生总结 电容器动态分析 （1）充电后断开电键 ，电荷量（ ）保持不变： 根据 ， ， ，由 ，有 ． （2）充电后保持电键 闭合，电压（ ）保持不变： 根据 ， ， ，由 ，有 ． 经典例题 1 （二） A. 电容器的电容不变 ，绝缘固定支架 B. 通过 的电流为零 C. 极板的带电量变大 D. 中有从 流向 的电流 13 . 如图为电容式话筒的原理图， 为电源， 为电阻，薄片 和 为电容器两金属极板，人对着 说 话， 振动而 不动．在 、 间距离减小的过程中（ ） A. B. C. D. 在两板间插入介质板，静电计指针张角变大 在两板间插入金属板，（金属板与 、 板不接触）静电计指针张角变大 板向右平移，静电计指针张角变大 板向上平移，静电计指针张角变大 14 . 如图所示，平行板电容器的 板带正电，与静电计上的金属球相连；平行板电容器的 板和静电计 的外壳均接地．此时静电计指针张开某一角度，则以下说法中正确的是（ ） A. 保持 不变，增大 ，则 变大 15 . 如图所示，平行板电容器已经充电，静电计的金属球与电容器的一个极板连接，外壳与另一个极板 连接，静电计指针的偏转指示电容器两极板间的电势差．实验中保持极板上的电荷量 不变．设电容器 两极板正对面积为 ，极板间的距离为 ，静电计指针偏角为 ．下列关于实验现象的描述正确的是（ ） 巩固练习 1 B. C. D. 保持 不变，减小 ，则 不变 保持 不变，减小 ，则 变小 保持 、 不变，在两板间插入电介质，则 变大 A. 电容器所带电荷量不变 B. 电容器的电容减少 C. 灵敏电流计的指针向左偏 D. 灵敏电流计的指针向右偏 16 . 如图所示，虚线框内是一种电容式压力传感器， 为固定电极， 为可动电极， 的两端固定， 当待测压力 作用于 时，将使它发生形变，从而改变传感器的电容；传感器与灵敏电流计和电池组串 联．若电流从灵敏电流计的正极流入时，指针向右偏，则在待测压力 增大的过程中（ ） A. B. C. D. 该油滴带正电 保持开关闭合，将 板向上移动，油滴向下加速运动 开关闭合后断开，将 板向上移动，油滴仍保持静止 开关闭合后断开，将 板向下移动，油滴向下加速运动 17 . 如右图所示，一平行板电容器的两极板分别与电源的正负极相连．在开关闭合的情况下，两极板间 点处的有一带电油滴保持静止．下列说法中正确的是（ ） 18 . 如图所示，把一个平行板电容器接在电压 的电源上，现进行下列四步操作：①合上开关 ；②在两板中央插入厚度为 的金属板；③断开开关 ；④抽出金属板．则此时电容器两板间电势差为 （ ） A. B. C. D. A. B. C. D. 19 . 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 ，在下极 板上叠放一厚度为 的金属板，其上部空间有一带电粒子 静止在电容器中，当把金属板从电容器中快速 抽出后，粒子 开始运动，重力加速度为 ．粒子运动加速度为（ ） 20 . 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极板都接 地，在两极板间有一个固定在 点的点电荷，以 表示两板间的电场强度， 表示点电荷在 点的电势 能， 表示静电计的偏角，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（ ） （3）极板接地问题： 确定某一接地极板的电势为零，选不动的极板用 计算电场中某点的电势以及判断其变化， 进一步判断电场中任意两点间的电势差， ，由 确定点电荷在该点的电势能 的变化。 经典例题 2 A. 减小、 不变 B. 增大， 增大 C. 减小， 增大 D. 增大， 不变 A. 变小， 变小 B. 变大， 变大 C. 变小， 不变 D. 不变， 不变 21 . 如图所示，一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地．在两极板间有一正电荷（电量很小） 固定在 点，以 表示两极板间的场强， 表示电容器的电压， 表示正电荷在 点的电势能．若保持 负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置，则（ ） A. 变大， 变大 B. 变大， 变小 C. 不变， 不变 D. 不变， 变小 22 . 如图所示，平行板电容器经开关 与电池连接， 处有一电荷量非常小的点电荷， 是闭合的， 表 示 点的电势， 表示点电荷受到的电场力．现将电容器的 板向下稍微移动，使两板间的距离增大，则 （ ） 巩固练习 2 （4）含二极管问题： 核心点是先判断出二极管是允许电容器充电还是放电 A. 向右运动，电容器的电容会减小 B. 向左运动，电容器的电压会增大 C. 向左运动，两板间电场强度增大 D. 向右运动，两板间电场强度增大 23 . 如图所示， 为电源， 为电阻， 为理想二极管，薄金属片 和 构成一理想电容器， 固定不 动， 可以左右移动．则（ ） A. 平行板电容器的电容将变大 B. 静电计指针张角变小 C. 带电油滴的电势能将减少 D. 油滴仍将保持静止 24 . 如图所示，平行板电容器两极板水平放置，现将其与二极管串联接在电动势为 的直流电源上，电 容器下极板接地，静电计所带电量可忽略，二极管具有单向导电性．闭合开关 ，一带电油滴恰好静止 于两板间的 点，现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，则下列说法正确的是（ ） A. 板向下移动时，两板间的电场强度变大 B. 板向下移动时，两板间的电场强度变小 C. 板向上移动时，两板间的电场强度变大 D. 板向上移动时，两板间的电场强度变小 25 . 如图所示，一个水平放置的平行板电容器. 为理想的二极管，它具有单向导通性. 金属板固定, 金属板可移动.下列说法中正确的是（ ） 经典例题 3 巩固练习 3 A. B. C. D. 若将极板 向下移动少许，则液滴的电势能将减小 若将极板 向上移动少许，则液滴将向上运动 若将极板 向上移动少许，则液滴的电势能将增大 若将极板 、 错开少许，使两极板正对面积变小，则液滴将向下运动 26 . 如图所示，理想二极管（具有单向导电性）、平行板电容器、电源组成闭合电路，带电液滴 置于 水平放置的平行板电容器的正中间而静止，而下列说法中正确的是（ ） A. B. C. D. 将下极板下移，则 点的电势升高 将上极板下移，则 点的电势不变 减小极板间的正对面积，带电油滴保持静止，但 点的电势会降低 减小极板间的正对面积，带电油滴将向上运动 27 . 如图所示，平行板电容器与直流电源、理想二极管（正向电阻为零可以视为短路，反向电阻无穷大 可以视为断路）连接，电源负极接地．初始电容器不带电，闭合开关稳定后，一带电油滴位于容器中的 点且处于静止状态．下列说法正确的是（ ） （5）电容器串并联 ①串联特点： 每个电容器的电荷量相等，即 A. B. C. D. 两液滴的质量相等 移动 下极板过程中， 液滴原来所在位置的电势不变 移动 下极板过程中，有电流从下向上通过电键 移动 下极板后， 的电势能将增大， 的电势能将减小 28 . 两个完全相同的平行板电容器 、 水平放置，连接情况如图所示．闭合电键 ，带负电的液滴 和正电的液滴 刚好分别能在两电容器中间处于静止状态，现用绝缘手柄将 下极板向上移动少许，则 下列说法正确的是（ ） 29 . 如图所示的两个平行板电容器水平放置， 板用导线与 板相连， 板和 板都接地．让 板带电 后，在两个电容器间分别有 、 两个带电油滴都处于静止状态． 间电容为 ，电压为 ，带电量 总电压等于各个电容器电压之和，即 每个电容器分的电压与其电容成反比，即 串联后的等效电容的倒数等于各个电容倒数之和，即 ②并联特点： 各个电容器电压相等，即 总电荷量不变且等于各个电容器电荷量之和，即 并联后的等效电容等于各个电容之和，即 经典例题 4 巩固练习 4 A. 减小， 增大 B. 减小， 增大 C. 减小， 增大 D. 向下动， 向上动 为 ， 间电容为 ，电压为 ，带电量为 ．若将 板稍向下移，下列说法正确的是（ ） 知识总结： 1.电容的定义式： 2.平行板电容器电容的决定式： 3.平行板电容器内部为匀强电场，其电场强度与电压的关系为： 4.对于涉及电荷受力的综合题目，还需要用到电场力公式： 5.在电容器内部插入一个物质，电容 6.静电计指针的张角变化反映的是电势差的变化，张角越大，电势差 。 7.极板接地问题中，选不动的极板作为突破口分析电场中某点的电势、电势能的变化。 8.含有二极管的电路，首先判断二极管是允许充电还是放电. 学生总结 课堂总结三、 A. B. C. D. 油滴静止不动．电流计中的电流从 流向 油滴将向上加速运动，电流计中电流从 流向 油滴将向下加速运动，电流计中的电流从 流向 油滴将向下加速运动，电流计中的电流从 流向 30 . 两个较大的平行金属板 、 ，分别接在电压为 的电源上，这时某油滴恰好静止在两极之间，如 图所示，在其它条件不变的情况下，如果将两极距离拉大一些，则在此过程中（ ） 出门测四、 A. 带点油滴将沿竖直方向向上运动 B. 点的电势将降低 C. 带点油滴的电势能将减少 D. 电容器的电容减小，极板带电量也减小 31 . 如图所示，平行板电容器与电动势为 的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地．一带电油滴位 于容器中的 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下移动一小段距离（ ） 【教法备注】 A. B. C. D. 负点电荷由A点运动到O点过程中加速度越来越大 当负点电荷分别处于 和 时，电场力大小相等 负点电荷在B点速度大于 负点电荷在AO段的平均速度等于在OB段的平均速度 1. 绝缘光滑水平面上有ABO三点，以O点为坐标原点，向右方向为正方向建立直线坐标轴x轴，A点坐 标为-2m，B点坐标为2m，如图甲所示。A、B两点间的电势变化如图乙，左侧图线为四分之一圆弧，右 侧图线为一条倾斜线段。现把一质量为m，电荷量为q的负点电荷，以初速度 由A点向右射出，则关于 负点电荷沿直线运动到B点过程中，下列说法中正确的是（忽略负点电荷形成的电场）（ ） 【答案】B 【解析】【详解】 A． 图像斜率的绝对值表示电场强度的大小，A点运动到O点过程中，图像 斜率越来越小，电场强度越来越小，点电荷所受电场力越来越小，则加速度也越来越小，A 错误； B．作图如图所示 根据上述，O点运动到B点过程是匀 强电场，该电场强度的大小与图中虚线表示的电场强度大小相等，由于左侧图线为四分之一 圆弧，将虚线平移至与圆弧相切，切点处的电场强度大小与右侧电场强度大小相等，根据几 何关系可知，该切点的横坐标为 ，即当负点电荷分别处于 和 时，电场 力大小相等，B正确； C．根据 05.静电屏蔽与电容器 课前检测 根据图像画出电场线的分布图，将图像问题转化为轨迹问题，图像斜率反应场强大小，电势相同的点 电势能相同，利用v-t图像分析平均速度。建议时长：10min. 可知，负点电荷由A点运动到B点过程中，电场力做的功为0，即合外力做的功为0，根据动 能定理可知，负点电荷在B点速度等于 ，C错误； D．根据上述可知，负点电荷由A点运动 到B点过程中，先做加速度减小的变加速运动，后做匀减速直线运动，作出 图如图所示 由于变加速过程与匀减速过程的位移相等，即上图中曲线与 时间轴所围面积等于直线与时间轴所围面积，则 根据 可知，负点电荷在AO段的平均速度大于在OB段的平均速度，D错误。 故选B。 考情分析 知识点 试卷 题号 分值 难易 静电感应 2022广州育才中学 高二期中 5 4 较易 静电平衡 2022广州执信中学 高二期中 4 4 中 静电利用与防止 2022广州第一中学 高二期中 4 4 较易 电容器充放电 2022广州荔湾期末 11 7 中 电容器动态分析 2022广州期末七区 联考 8 6 中 2022广州第二中学 期中 8 6 中 【教法备注】 2022广州第十六中 学期中 9 6 中 2022广州执信中学 期中 2 4 较易 这块知识点高考近3-5年几乎没考，建议老师根据各地方阶段考试填写考情分析 目标解读 知识导图 课堂目标 1. 熟练掌握静电平衡状态下导体特点 2. 掌握静电利用与防止的实例 3. 掌握静电屏蔽的两种方式 4. 熟练掌握电容的定义式和决定式 5. 掌握平行板电容器的充放电原理 6. 熟练掌握电容器的动态分析 课程重难点 重点：静电平衡状态下导体特点，电容的定义式和决定式，平行板电容器的充放电原理 【教法备注】 【教法备注】 难点：电容器的动态分析 静电防止与利用 这部分内容暑期已经讲过，对于程度好的学生以回顾和提问问答为主，对于程度差的学生和没上过暑假 课的学生以讲解为主。 静电感应与静电平衡 （1）静电感应现象 如图甲所示，将一不带电的金属导体 放在场强为 的电场中，导体内的自由电子在电场力的 作用下向电场线的反方向移动，使导体的一侧聚集负电荷，导体另一侧聚集等量的正电荷，这种现象就是 静电感应现象． （2）静电平衡状态 如图乙所示，金属导体中自由电子受到导体周围电场（ ）的电场力作用后向左移动，在右侧出现 多余的正电荷，导体两侧正负电荷在导体内部产生与原电场方向相反的电场（ ）．因与原来的电场方 向相反，叠加的结果是使合场强逐渐减弱，直至导体内部各点的 合场强为零（ ） 时为 止．于是导体内部的 自由电子不再发生定向移动 ，我们就说导体达到了静电平衡状态．如图丙所 示． 外 感 外 感 （3）静电平衡状态下导体的特点 ①导体内部场强 为零 ； ②导体是等势体； ③导体表面是等势面； ④导体所带电荷分布在 导体外表面（若内部有电荷则内部场强不为零） ． ⑤导体表面场强方向 垂直于 导体表面 一、 （一） 2 . 如图所示， 为空心金属球， 为靠近 的另一个原来不带电的枕形金属壳．将另一个带正电的小球 从 球开口处放入 球中央，但不触及 球．则 出现的情况是（ ） （1）导体是等势体的理解：根据 ， ，则 即任意两点电势相等. （2）导体所带电荷分布在导体外表面的理解： 等效 （3）导体表面场强方向垂直于导体表面： ⑥原本不带电的导体，达到静电平衡时导体内部没有净电荷（内部依然有等量正负电荷），净电荷只分布 在导体 外表面上 ．整个导体不带电，净电荷在导体表面的分布往往是 不均匀的 ，越尖锐的地 方，净电荷分布的 密度越大 ，外部附近的场强也 越强 ，凹陷的位置几乎 没有电荷 ． ⑦“远近端”电荷的电性相反，电荷量相等．而导体的中间部分因感应电荷较少，可认为无感应电荷产 生，如下图甲所示． ⑧如上图乙所示，当小球通过导线分别与带电空腔连接时，不管怎样连接，其实连接后小球和带电空腔就 已成为一个整体，小球成为了整体的外部，故小球 都会带电 ．若小球与空腔内壁接触，则小球 不 带电 经典例题 【教法备注】 A. B. C. D. 靠近 的一端带正电，远离 的另一端带负电 靠近 的一端带负电，远离 的另一端带正电 靠近 的一端带负电，远离 的另一端不带电 靠近 的一端带正电，远离 的另一端不带电 【答案】B 【解析】方案一： 方案二： 带正电的小球 放在 球中央时， 的内侧感应出负电，外侧带正电，当 靠近 时，靠近 的一端就会感应出负电，另一端带正电，故B正确． 故选B． 同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．带正电的小球 没有与 接触，使得金属 的内侧感应出负电，外侧感应出正电．当 靠近 时，靠近 端将感应出负电，远离 端 将感应出正电．故B正确． 故选B． 【教法备注】 A. B. C. D. 导体 端电势等于 端电势 自由电子不断地从 端流向 端 导体中心 点的场强为零 感应电荷在导体中心 点产生的场强大小为 3. 如图，一个枕形导体 原来不带电．将它放在一个负点电荷的电场中，点电荷的电量为 ，与 中心 点的距离为 ．由于静电感应，在导体 、 两端分别出现感应电荷．当达到静电平衡时，下列 说法不正确的是（ ） 根据静电感应，内壁感应出负电荷，外壁感应出正电荷 【答案】B 【解析】A．当达到静电平衡时整个导体是一个等势体，则导体 端电势等于 端电势，故A正确； B．由题可知．达到静电平衡之后自由电子不再移动，故B错误； C．当达到青静电平衡时导体中心 点的场强为 ，所以C正确； D项，感应电荷在 点产生的场强与点荷在 点产生的场强大小相等方向相反，所以由点电 荷周围的场强计算公式得到感应电荷在 点产生的场强大小为 ，故D项正确． 故选B． A. B. C. D. 静电平衡时导体表面上各点电场强度都为零 静电平衡时导体是等势体 静电平衡时导体内部感应电荷的电场 与原电场 相抵消 静电平衡时导体外表面处电场方向垂直于导体表面 4. 将一不带电的金属导体板放置到场强为 的匀强电场中，由于静电感应，达到平衡时导体板两侧出 现等量的异种电荷，过程如图a、b、c，下列说法错误的是（ ） 【答案】A 【解析】静电平衡时导体表面上各点电场强度不为零，导体内部场强才是零，故A错； 静电平衡时导体是个等势体，导体内部感应电荷的电场与原电场相抵消，合场强为零，且导 体外表面处电场方向垂直于导体表面，故B、C、D正确； 5. 把一个导体放入匀强电场中，静电平衡时（ ） 根据静电平衡导体特点：合场强为零， 外 感 巩固练习 A. 导体内感应电荷的电场方向向左 B. 三点的场强相比， C. 三点的电势相比， D. 把一个负电荷从 移动到 ，电场力做正功 【答案】AB 【解析】静电平衡状态下，导体内部场强为零， ，外场强与内场强等大反向，内场 强方向向左，导体为等势体， ，把一个负电荷从 移动到 ，电场力不做 功，故A、B正确； 【教法备注】 A. ， B. ， C. ， D. ， 6 . 如图所示为一空腔球形导体（不带电），现将一个带正电的小金属球放入腔中，当静电平衡时，图中 、 、 三点的场强 和电势 的关系是：（ ） 【答案】D 【解析】考查静电平衡性质，答案选D． A. B. C. D. 7 . 长为 的导体棒原来不带电，将一带电荷量为 的点电荷放在距棒左端 处，如图所示，当达到静电 平衡后棒上感应的电荷在棒内中点处产生的场强的大小等于（ ） 【答案】C 【解析】处于静电平衡的导体场强处处为零，感应电荷在导体内产生的电场强度与外电场等大反向， ．感 外 【教法备注】 A. 静电复印 B. 静电喷涂 8. 下列图片显示的技术中，属于防范静电危害的是（ ） 学生总结 静电利用与防止 （1）利用：静电除尘、静电复印、静电喷涂 （2）防止：避雷针、高压设备中的导体表面尽量光滑 以下内容作为针对程度好的学生解释避雷针的工作原理： （1）空气的电离 导体尖端的电荷密度很大，附近的电场很强，空气中残留的带电粒子在强电场的作用下发生剧烈的 运动，把空气中的气体分子撞“散”，也就是使分子中的正负电荷分离，这个现象叫作空气的电离． （2）尖端放电 中性分子电离后变成带负电的自由电子和失去电子而带正电的离子．这些带电粒子在强电场的作用 下加速，撞击空气中的分子，使它们进一步电离，产生更多的带电粒子．那些所带电荷与导体尖端的电 荷电性相反的粒子，由于被吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷中和，这相当于导体从尖端失去电荷，这 种现象叫作尖端放电． 经典例题 （二） C. 避雷针 D. 静电除尘 【答案】C 【解析】A．复印机复印文件资料，就是利用静电墨粉成在鼓上，属于静电的利用，故A错误； B．静电喷涂是利用异种电荷间的吸引力来工作的，属于静电的利用，故B错误； C．下雨天，云层带电打雷，往往在屋顶安装避雷针，是导走静电，防止触电，属于静电防 范，故C正确； D．静电除尘时除尘器中的空气被电离，烟雾颗粒吸附电子而带负电，颗粒向电源正极运 动，属于静电应用，故D错误． 故选C． A. 油罐车上有铁链拖到地面 B. 飞机轮胎用导电橡胶制作 C. 屋顶安装避雷针 D. 汽车表面喷涂油漆 9. 下列现象中属于静电利用的是（ ） 【答案】D 【解析】油罐车在运输过程中产生静电，若不及时导走，当人碰到会被击伤，通过铁链拖地导走是静 电的防止，A错误；飞机轮胎用导电橡胶制作，是为了将因摩擦产生的静电导走，属于静电 的防止，B错误；下雨天，云层带电打雷，往往在屋顶安装避雷针，是导走静电防止触电， C错误；汽车表面喷漆是利用静电是油漆附着在汽车表面，属于静电的应用，D正确． 故选D． 巩固练习 学生总结 A. B. 10 . 下图中 是一个带电体， 是一个不带电的金属空腔，在哪些情况下，放在绝缘板上的小纸屑（图 中 ）会被吸引（ ） 静电屏蔽 （1）定义 把一个电学仪器放在封闭的金属壳里，即使壳外有电场，由于壳内电场强度保持为零，外电场对壳内 的仪器不会产生影响，金属壳的这种作用叫静电屏蔽． （2）实质 静电屏蔽实际上利用了静电感应现象，使金属壳内感应电荷的电场和外加电场矢量和为零，好像是金 属壳将外电场“挡”在外面，即所谓的屏蔽作用，其实是壳内两种电场并存，矢量和为零． （3）静电屏蔽的两种情况 ①导体外部的电场不影响导体内部：给导体施加一个金属罩 ②接地导体的内部电场不影响导体外部：给导体施加一个金属罩，且金属罩接地 经典例题 （三） C. D. 【答案】B 【解析】A 选项： B 选项： C 选项： D 选项： 当带电体放在金属空腔外时，使金属空腔上端带正电荷，下端带负电荷，出现感应 电场，感应电场与外电场相叠加，内部电场强度为零，因此绝缘板上的小纸屑不会被吸引， 故A错误； 当带电体放在金属空腔内时，使金属空腔内表面带正电荷，外表面带负电荷，外部 出现感应电场，因此绝缘板上的小纸屑会被吸引，故B正确； 当带电体放在金属空腔外时，使金属空腔上端带正电荷，由于接地，则下端不带 电，内部出现感应电场，感应电场与外电场相互叠加，金属空腔内合电场强度为零，因此绝 缘板上的小纸屑不会被吸引，故C错误； 当带电体放在金属空腔内时，由于接地，金属空腔外表面不带电，所以外部没有电 场，因此绝缘板上的小纸屑不会被吸引，故D错误； 故选B. 11 . 如图所示，一个验电器用金属网罩罩住，当加上水平向右的、场强大小为 的匀强电场时，验电器 的箔片 （填“张开”或“不张开”），此时，金属网罩的感应电荷在网罩内部空间会激发一个电 场，它的场强方向为 （填“向左”或“向右”） 【答案】不张开 ; 向左 【解析】略 12 . 如图所示，用金属网把不带电的验电器罩起来，再使带电金属球靠近金属网，则下列说法正确的是 （ ） 巩固练习 A. 箔片张开 B. 箔片不张开 C. 金属球带电电荷足够大时才会张开 D. 金属网罩内部电场强度为零 【答案】BD 【解析】A．静电屏蔽：为了避免外界电场对仪器设备的影响，或者为了避免电器设备的电场对外界 的影响，用一个空腔导体把外电场遮住，使其内部不受影响，也不使电器设备对外界产生影 响，故用金属网把验电器罩起来，再使带电金属球靠近验电器，箔片不张开．故B正确、AC 错误． D．静电屏蔽时，金属网罩内部电场强度为零．故D正确． 故选：BD． 【教法备注】 学生总结 电容器 这部分内容暑期课讲解了电容的定义式和决定式和动态分析（简单的U不变和Q不变），程度好的这部分 以回顾提问形式，程度差的和没有上过暑期课的这部分以讲解为主 电容器和电容 二、 （一） 【教法备注】 （1）电容器： 两个彼此绝缘又相互靠近的导体所构成的系统叫电容器，它是一种容纳电荷量的装置．其中平行板电 容器是最简单的电容器，电学原件符号为” “ （2）电容： 电容器所带电荷量 与两导体间的电势差 之比叫做电容，它是电容器容纳电荷本领大小的物理 量。在平行板电容器中 是指一个极板上所带电荷量， 是指两板间的电势差。 （3）定义式： ；单位法拉，简称法，符号 ， ，常用单位： ； 此公式适用于任何电容器．对于一个电容器来说，其电容是确定的，和电容器是否带电无关． （4）决定式： ， 为相对介电常数； 为极板的正对面积； 为极板间的距离， 为静电力常量，此 公式只适用于平行板电容器。 、 μ 电介质 空气 煤油 石蜡 陶瓷 玻璃 云母 水 ~ ~ ~ ① 图像的斜率 表示电容， 图像的面积为 表示 电容器储存的电能； ②在平行板电容器的极板间放入任何一种电介质，其 一定增大 （6）电容器的充、放电： 如图所示连接电路，其中 表示电容器、K是一个单刀双掷开关。 【教法备注】 ①电容器的充电 当开关接1时，试分析电容器的带电情况： A极板会带 正 电，B极板会带 负 电； 电路中自由电子的移动方向是： 顺时针 ；电路中电流方向是： 逆时针 ； 充电时，电流表示数如何变化： 瞬间增大然后逐渐减小 。 ②电容器的放电 当开关由1拨到2时，试分析电容器的带电情况： 电路中自由电子的移动方向是： 逆时针 ；电路中电流方向是： 顺时针 ； 放电时，电流表示数如何变化： 瞬间增大然后逐渐减小 。 ③充放电的电流变化 i t 充放电的电流方向相反，电容器充放电的电量是相等的，而图像围成的面积表示的是电荷量（ ），所以图像围成的面积相等 （7）特殊电容器——静电计 【教法备注】 ①结构： 金属球、金属杆、指针相当于电容器的一个电极，金属外壳也相当于一个电极，它们之间是绝缘的。 其电容的大小可近似认为不变。 ②性质： 指针张角大小与静电计两极间的电势差的大小有关（张角越大，电势差越大）。 ③原理： 根据 ，由于静电计电容保持不变，故静电计两极间的电势差 与其带电量 成正比， 越 大， 越大，指针所受电场力越大，指针张角因此就越大。 学生总结 电容器动态分析 （1）充电后断开电键 ，电荷量（ ）保持不变： 根据 ， ， ，由 ，有 ． （2）充电后保持电键 闭合，电压（ ）保持不变： 根据 ， ， ，由 ，有 ． 以一个实例带领学生复习基本动态分析： （二） A. 电容器的电容不变 ，绝缘固定支架 B. 通过 的电流为零 C. 极板的带电量变大 D. 中有从 流向 的电流 13 . 如图为电容式话筒的原理图， 为电源， 为电阻，薄片 和 为电容器两金属极板，人对着 说 话， 振动而 不动．在 、 间距离减小的过程中（ ） 【答案】C 【解析】电容式话筒与电源串联，电压保持不变；在 、 间距减小过程中， 、 间距 减小，据 可知，电容 增大，又根据电容定义式 得电容器所带电量增大，电容 器的充电电流通过 的方向由 到 ，故C正确，故ABD错误． 故选C． 14 . 如图所示，平行板电容器的 板带正电，与静电计上的金属球相连；平行板电容器的 板和静电计 的外壳均接地．此时静电计指针张开某一角度，则以下说法中正确的是（ ） A B P 开关闭合，若A板上移，电路中电流方向变化，粒子P运动情况； 开关断开，若A板上移，电路中电流方向变化，粒子P运动情况。 经典例题 1 巩固练习 1 A. B. C. D. 在两板间插入介质板，静电计指针张角变大 在两板间插入金属板，（金属板与 、 板不接触）静电计指针张角变大 板向右平移，静电计指针张角变大 板向上平移，静电计指针张角变大 【答案】D 【解析】A．两板间插入介质板，由 得知，电容 增大，而电量 不变，由电容的定义式 可以知道，板间电压 减小，静电计指针张角变小．故A错误； B．在两板间插入金属板，相当于板间距离减小，则由决定式可以知道，电容 增大，而电 量 不变，由电容的定义式 可以知道，板间电压 减小，静电计指针张角变小．故 B错误； C． 板向右平移，板间距离 减小，根据电容的决定式 得知，电容增大，而电量 不变，由电容的定义式 可以知道，板间电压 减小，静电计指针张角变小，故C错 误； D． 板向上平移，两极板正对面积减小，由电容的决定式 得知，电容 减 小，而电量 不变，由电容的定义式 可以知道，板间电压 增大，静电计指针张角 变大．故D正确． 故选D． A. B. C. 保持 不变，增大 ，则 变大 保持 不变，减小 ，则 不变 保持 不变，减小 ，则 变小 15 . 如图所示，平行板电容器已经充电，静电计的金属球与电容器的一个极板连接，外壳与另一个极板 连接，静电计指针的偏转指示电容器两极板间的电势差．实验中保持极板上的电荷量 不变．设电容器 两极板正对面积为 ，极板间的距离为 ，静电计指针偏角为 ．下列关于实验现象的描述正确的是（ ） D. 保持 、 不变，在两板间插入电介质，则 变大 【答案】A 【解析】A．由电容器的决定式 得，增大 ，则 减小，又由其定义式 知， 增 大，故 变大，故A正确； B．由 知，减小 ，则 增大，再由 得 减小，故 变小，故B错误； C．由 知，减小 ，则 减小，再由 得 增大，故 变大，故C错误； D．由 知，增大 ，则 增大，再由 得 减小，故 变小，故D错误． 故选A． A. 电容器所带电荷量不变 B. 电容器的电容减少 C. 灵敏电流计的指针向左偏 D. 灵敏电流计的指针向右偏 16 . 如图所示，虚线框内是一种电容式压力传感器， 为固定电极， 为可动电极， 的两端固定， 当待测压力 作用于 时，将使它发生形变，从而改变传感器的电容；传感器与灵敏电流计和电池组串 联．若电流从灵敏电流计的正极流入时，指针向右偏，则在待测压力 增大的过程中（ ） 【答案】D 【解析】A项，当 增大时，会使电容器的电极之间的距离减小，根据 ，电容会增大， 由于电容板间电压不变，所以电荷量 会增大，故A项错误； B项，由上面分析可知，电容会增大，故B项错误； C、D项，由于电荷量增大，电容器处于充电状态，电路中形成逆时针方向的充电电流，电 流将从电流计正接线柱流入，所以灵敏电流计指针向右偏转，故C项错误，D项正确． 综上所述， 本题正确答案为D． A. B. C. D. 该油滴带正电 保持开关闭合，将 板向上移动，油滴向下加速运动 开关闭合后断开，将 板向上移动，油滴仍保持静止 开关闭合后断开，将 板向下移动，油滴向下加速运动 17 . 如右图所示，一平行板电容器的两极板分别与电源的正负极相连．在开关闭合的情况下，两极板间 点处的有一带电油滴保持静止．下列说法中正确的是（ ） 【答案】BC 【解析】A.物体受向上电场力向下的重力 ，带负电A错； B． 不变时 ， 变大， 变小； ，油滴向下加速，B对； CD. 不变时 ， 改变 不变，物体仍静止，C对，D错． 故选BC． A. B. C. D. 18 . 如图所示，把一个平行板电容器接在电压 的电源上，现进行下列四步操作：①合上开关 ；②在两板中央插入厚度为 的金属板；③断开开关 ；④抽出金属板．则此时电容器两板间电势差为 （ ） 【答案】D 【解析】每一步动作造成的影响如下： （1）合上开关 ，电源对电容器充电至电压为 ．设电容为 ，则带电荷量 ，板 间形成一个匀强电场，场强为 ． （2）插入金属板，金属板的两侧出现等量异号的感应电荷，上下形成两个匀强电场区域， 其宽度均为 ．由于整个金属板为等势体，则 板与金属板之间、金属板与 板之间的电势 差均为 ．因此，其场强增为原来的 倍， ．显然，在插入过程中，电源必须对 、 两板继续充电，板上电荷量增为原来的 倍，因为 即 ． （3）打开开关 ， 、 两板的电荷量保持不变，即 ． （4）抽出金属板，电容器的电容仍为 ，而电荷量为 ，所以两板间电势差为： ． 故选D． A. B. C. D. 19 . 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 ，在下极 板上叠放一厚度为 的金属板，其上部空间有一带电粒子 静止在电容器中，当把金属板从电容器中快速 抽出后，粒子 开始运动，重力加速度为 ．粒子运动加速度为（ ） 【答案】A 【解析】平行板电容器的两极板与一电压恒定的电源相连，有金属板时，板间场强可以表达为： ，且有 ，当抽去金属板，则板间距离增大，板间场强可以表达 为： ，有 ，联立上述可解得： ． 故选A． （3）极板接地问题： 确定某一接地极板的电势为零，选不动的极板用 计算电场中某点的电势以及判断其变化， 进一步判断电场中任意两点间的电势差， ，由 确定点电荷在该点的电势能 的变化。 【教法备注】 A. 减小、 不变 B. 增大， 增大 C. 减小， 增大 D. 增大， 不变 20 . 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极板都接 地，在两极板间有一个固定在 点的点电荷，以 表示两板间的电场强度， 表示点电荷在 点的电势 能， 表示静电计的偏角，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（ ） 【答案】A 【解析】电容器下极板接地，故上极板的电荷量不变，上极板下移，板间距离减小，由 可知 增大，由 可知两板间的电压变小，指针张角变小， ①以一个实例带领学生分析极板接地问题： A B P ②极板接地一定是接地线与极板直接相连 ， ， 不变， 不变，则 不变， ， 经典例题 2 ， 、 、 、 均不变，则 不变， 点与零势面的距离不变， 由 可知电势差不变，电势不变，电势能不变，故A正确． 故选A． A. 变小， 变小 B. 变大， 变大 C. 变小， 不变 D. 不变， 不变 21 . 如图所示，一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地．在两极板间有一正电荷（电量很小） 固定在 点，以 表示两极板间的场强， 表示电容器的电压， 表示正电荷在 点的电势能．若保持 负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置，则（ ） 【答案】C 【解析】电容器的电量不变，板间距离减小，根据电容的决定式知电容增大．由推论公式 ，知电场强度 不变．由公式 知，板间电压变小．因为电场强度不 变，则 与负极板间的电势差不变，则 点的电势不变，正电荷在 点的电势能不变．故C 正确，ABD错误． 故选C． A. 变大， 变大 B. 变大， 变小 C. 不变， 不变 D. 不变， 变小 22 . 如图所示，平行板电容器经开关 与电池连接， 处有一电荷量非常小的点电荷， 是闭合的， 表 示 点的电势， 表示点电荷受到的电场力．现将电容器的 板向下稍微移动，使两板间的距离增大，则 （ ） 【答案】B 巩固练习 2 【解析】由于开关 闭合，且电容器两极始终与电源的两极相连，故电容器两极板之间的电压 保 持不变．随 极板下移两极板之间的距离增大，根据 可知两极板之间的电场强度 减小，由于 ，由于电场强度 减小，故 减小，由于 ，所以 增大，由题图可知电源的负极接地，故 极板接地，所以 板的电势为 即 ，又 ，所以 增大，而点电荷在 点所受的电场力 ，由于 减小，所以电场力 减小．故B正确． 故选B． 【教法备注】 23 . 如图所示， 为电源， 为电阻， 为理想二极管，薄金属片 和 构成一理想电容器， 固定不 动， 可以左右移动．则（ ） （4）含二极管问题： 核心点是先判断出二极管是允许电容器充电还是放电 以一个实例带领学生分析含二极管问题： 若板间距离 ，则 ，此时电容器原本需要放电（因为 ），但是根据二极管单向导电性，不允 许电容器放电，即 不变， 经典例题 3 A. 向右运动，电容器的电容会减小 B. 向左运动，电容器的电压会增大 C. 向左运动，两板间电场强度增大 D. 向右运动，两板间电场强度增大 【答案】BD 【解析】A选项：根据电容的决定式 ，可得 向右运动，极板间距 减小，则电容 增 大，故A错； B选项：当 向左运动时，导致极板间距 增大，则电容 减小，因二极管的影响，电容器不 能放电，即电量 不变，根据公式 得电压增大，故B正确； C选项：根据 ，结合 ，与 ，可得电场强度综合表达式 ，当 向左运动时，因电量不变，那么两板间电场强度不会变，故C错； D选项：当 向右运动，由上分析可知，电容增大，那么电容器要充电，则电量增大，两板 间电场强度也会增大，故D正确； 故选B、D。 【教法备注】 A. 平行板电容器的电容将变大 B. 静电计指针张角变小 C. 带电油滴的电势能将减少 D. 油滴仍将保持静止 24 . 如图所示，平行板电容器两极板水平放置，现将其与二极管串联接在电动势为 的直流电源上，电 容器下极板接地，静电计所带电量可忽略，二极管具有单向导电性．闭合开关 ，一带电油滴恰好静止 于两板间的 点，现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，则下列说法正确的是（ ） 【答案】CD 【解析】现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，导致极板间距增大， A．根据 知， 增大，则电容减小．故A错误； B．由图可知，电容器只能充电，不能放电，随着间距增大，电容减小，因电量只增不减， 因此电压必须增大，即静电计指针张角变大．故B错误； 静电计、极板接地、二极管、油滴运动问题的结合，根据学生程度逐个选项讲解及复习对应的知识点 C．根据 ， ，结合 ，知 ，电场强度不变， 点 与下极板的电势差增大，则 点的电势增大，因为该电荷为负电荷，则电势能减小．故C正 确； D．根据 ，知电场强度不变，则油滴所受电场力不变，仍将保 持静止．故D正确． 故选CD． A. 板向下移动时，两板间的电场强度变大 B. 板向下移动时，两板间的电场强度变小 C. 板向上移动时，两板间的电场强度变大 D. 板向上移动时，两板间的电场强度变小 25 . 如图所示，一个水平放置的平行板电容器. 为理想的二极管，它具有单向导通性. 金属板固定, 金属板可移动.下列说法中正确的是（ ） 【答案】A 【解析】A、B: 板向下移动时，板间距离 减小，由电容的决定式 可知，电容 增大． 电容器的电压 不变，由 分析可知，板间电场场强增大．故A正确,B错误． C、D: 板向上移动时，电容减小，根据 知电荷量要减小，但因为二极管具有单 向导电性，电荷不能流走，所以电容器所带的电荷量 不变． 根据 、 和 结合得到 知，电场强度不变．故C错误,D也错误． 故选：A． 26 . 如图所示，理想二极管（具有单向导电性）、平行板电容器、电源组成闭合电路，带电液滴 置于 水平放置的平行板电容器的正中间而静止，而下列说法中正确的是（ ） 巩固练习 3 A. B. C. D. 若将极板 向下移动少许，则液滴的电势能将减小 若将极板 向上移动少许，则液滴将向上运动 若将极板 向上移动少许，则液滴的电势能将增大 若将极板 、 错开少许，使两极板正对面积变小，则液滴将向下运动 【答案】A 【解析】A．若将极板 向下移动少许（ 减小），电容器电容增大，二极管正向导通给电容器充电， 电容器两端电压保持 不变，由 知两极板间电场强度增大，电场力大于液滴重力， 液滴将向上运动，电场力做正功，带电液滴的电势能减小，故A正确； B．若将极板 向上移动少许（ 增大），由 知 减小，由 知 将减 小，但因二极管具有单向导电性，所以电容器的带电荷量 将不变，由 、 及 知两极板间电场强度不变，所以液滴仍静止，故B错误； C．若将极板 向上移动少许（ 减小），由 知两极板间电场强度增大，与选项A相 同，带电液滴将向上运动，电场力做正功，电势能减小，故C错误； D．若将极板 、 错开少许（ 减小），电容减小，但二极管阻止电容器放电，电容器带 电荷量 不变，由 可知两极板间电压升高，由 知两极板间电场强度增大， 液滴沿电场力方向向上运动，故D错误． 故选A． 27 . 如图所示，平行板电容器与直流电源、理想二极管（正向电阻为零可以视为短路，反向电阻无穷大 可以视为断路）连接，电源负极接地．初始电容器不带电，闭合开关稳定后，一带电油滴位于容器中的 点且处于静止状态．下列说法正确的是（ ） A. B. C. D. 将下极板下移，则 点的电势升高 将上极板下移，则 点的电势不变 减小极板间的正对面积，带电油滴保持静止，但 点的电势会降低 减小极板间的正对面积，带电油滴将向上运动 【答案】D 【解析】二极管具有单向导电性，闭合开关后电容器充电，电容器的电容 ， ， 极板间的场强 ，整理可得 ， A选项：将下极板下移， 变大，由 可知 变小，由于二极管具有单向导电性， 电容器不能放电，由 可知电容器两极板间的电场强度不变，上极板与 点之间 距离不变，根据 ，可知上极板与 点电势差不变，再由 ， 其中上极板电势不变，则可知 点电势不变，故A错误； B选项：将上极板下移， 变小，由 可知 变大，两极板电势差不变，根据 知两板间电场强度变大， 点与下极板之间距离不变，根据 ，可知 下极板与 点电势差变大，再由 ，其中下极板电势不变，则可知 点电势 升高，故B错误； C选项，D选项：根据 ，减小极板间的正对面积，电容 减小，由于二极管具有 单向导电性，而图中电容器只能充电不能放电，由 可知电容器两极板间的电场 强度变大，油滴所受电场力变大，带电油滴将向上运动，上极板与 点之间距离不变，根据 ，可知上极板与 点电势差变大，再由 ，其中上极板电势 不变，则可知 点电势会降低，故C错误，故D正确； 故选D． 上 上 上 上 下 下 下 下 上 上 上 上 （5）电容器串并联 ①串联特点： 【教法备注】 28 . 两个完全相同的平行板电容器 、 水平放置，连接情况如图所示．闭合电键 ，带负电的液滴 和正电的液滴 刚好分别能在两电容器中间处于静止状态，现用绝缘手柄将 下极板向上移动少许，则 每个电容器的电荷量相等，即 总电压等于各个电容器电压之和，即 每个电容器分的电压与其电容成反比，即 串联后的等效电容的倒数等于各个电容倒数之和，即 ②并联特点： 各个电容器电压相等，即 总电荷量不变且等于各个电容器电荷量之和，即 并联后的等效电容等于各个电容之和，即 这部分内容让学生记住电容器串并联的 特点就可以了； 下面关于等效电容器推导，仅针对程度好的学生： ； 、 推导： 推导： 经典例题 4 A. B. C. D. 两液滴的质量相等 移动 下极板过程中， 液滴原来所在位置的电势不变 移动 下极板过程中，有电流从下向上通过电键 移动 下极板后， 的电势能将增大， 的电势能将减小 下列说法正确的是（ ） 【答案】D 【解析】两电荷的电荷量未知，故不能比较其质量大小，故A错误； 令 ， ，起初有 ， ， ，若 不变，∵ ，则 ，故 ； 由于 不变，故 不变不成立，故 ， ，电流从 板流向 板，故C错误； ∵ ，故 场强减小， 场强增大， 将往下掉，故 减小， 将往上升，故 减小，由 可知， 增大， 减小，故B错误，故D正确． 故选D． A. 减小， 增大 B. 减小， 增大 C. 减小， 增大 D. 向下动， 向上动 29 . 如图所示的两个平行板电容器水平放置， 板用导线与 板相连， 板和 板都接地．让 板带电 后，在两个电容器间分别有 、 两个带电油滴都处于静止状态． 间电容为 ，电压为 ，带电量 为 ， 间电容为 ，电压为 ，带电量为 ．若将 板稍向下移，下列说法正确的是（ ） 【答案】CD 【解析】 巩固练习 4