10.4 电容器的电容(学案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程物理必修第三册同步学习指导(人教版2019)

知子=2a可知，a-x图像的面积表示号所以粒子经与和 但比无限远处电势低.即电势小于零，故C错误：电子从5d处 无初速度释放，将在电场力作用下一直向无限远处运动，电场 x:处速度大小相等，方向相同，C错误 力做正功，其电势能一直减小，故D错误。放选B。 跟踪训练5：D小球速度增大到。后，加速度变为0，速度不再3.C因为试探电荷仅在电场力作用下由静止开始运动，先后经 增大，故A错误：小球在加速过程中，加速度随速度变化，即不 过A,B、C三点，结合题中图像可知，试探电荷离负点电荷越 是匀变速运动，故B错误：剪断细线，小球开始向下运动.由于 来越近，而固定点电荷带负电，说明试探电荷带正电，A错误； 小球不只受重力，还受向上的静电力，放此时加速度a。<g,故 沿着电场线方向电势降低，所以P,>中g>,B错误：根据F C错误：由a一图像可得a=知+，由牛顿第二定律，可得 mg-9E-=m,可解出加速度为a=-上+g-生联立可 -_9=ma,并进行定性分析(F=gb),由ae=3a,=1.5a,可 知A,B,C三点电场强度关系：E=3E,=1.5Eg,题图斜率 知a=g-些，还可知-上 =,即F,=-km,故D正确。 =,放C正确，D错误 m 典题6：B若小环带负电，重力和静电力对小环都做正功，小环4.D粒子仅受电场力作用，做初速度为零的加速直线运动，电 的动能一直增大，与图乙不符，所以小环带正电，故A错误：结 合动能随着h的变化图像可知，小环带正电，从方高处下落至 场力做功等于电势能的减小量，放F=兰，即，一x图傻 h=0的过程中，小环所受的电场力为斥力，电场力一直做负 上某点的切线的斜*表示电场力，故电场力逐渐减小，根据E 功，小环的电势能一直增大，故B正确：结合动能随着h的变 化图像可知：从h高处下落至h=0的过程中，经过了加速，减 =E,故电场强度也遂渐减小，故A错误：根据动能定理，有F 速、再加速三个阶段，故C错误；过了0点后，电场力、杆对小 ·△x=△E,故E-x图线上某点切线的斜率表示电场力，由 环的支持力以及重力的合力向下，小环一直向下做加速运动， 于电场力逐渐减小，斜率减小，故B错误：题图-x图像是直 不会以O点为中心往复运动，故D错误。放选B。 线，相同位移速度增加量相等，义是加速运动，故增加相等的 跟踪训练6：AC由动能定理可知，0~，物体做匀加速直线运 速度需要的时间逐渐减小，故加速度逐渐增加，而电场力减小 动，则F合=F=g平，在，处物体动能最大，此时物休加速度 导致加速度减小，故C错误：由以上分析可知，粒子做加速度 为零，则F0=F,即Ax=(与-x)=gE,解得k=飞 减小的加速运动，故D正确。 故A正确：从坐标x:处到坐标，处，在2处F=F,所以 第4节 电容器的电容 1~西阶段F金=F电-F,Fm变大，则F合变小，而从与到探究点】 x。对应F合=Fw一F电，F变大，F台变大，所以合力先减小后 基础梳理 增大，枚B铅误：从坐标x,处到坐标、处，弹簧弹性势能变 1.绝缘 大，而电场力做功全部转化为弹簧的弹性势能，即有△E,=gE 2.绝对值 (-x,),故C正确：从坐标x,处到坐标x处，弹性势能增 3.(1)异种电荷 (2)电场能 加、动能增加，电场力做正功，电势能减小，可知弹簧弹性势能 [判断正误 增加量和动能的增加量之和大小等于电势能减少量的大小， (1)V (2)V/(3)×(4)V(5)×(6)V(7)× 故D错误。故选AC。 类型 课堂效果反馈 典题1：A充电过程中，电容器两极板间的电压逐渐增大，电源 L.BDP一x图像的斜率等于电场强度，可知x=2cm处的电势 电动势和电容器两极板间的电势差的差值逐渐减小，充电电 为零，电场强度大小不为零，选项A错误：x=-1©m处直线 流逐渐变小，经过电流传感器的充电电流为从上到下：放电过 的斜率小于x=1cm处直线的斜率，可知x=-Icm处的电场 程中，电容器两极板间的电压逐渐减小，放电电流逐渐减小， 强度小于x=】m处的电场强度，选项B正确；粒子沿x轴负 方向运动过程中，由于电势先升高后降低，则带负电的粒子电 且减小得越来越慢，电容器上极板带正电，经过电流传感器的 放电电流为从下到上，故图A符合要求。故选A。 势能先减小后变大，选项C错误：由能量关系，粒子沿x轴负 跟踪训练1：B用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，接触上极板以 向运动到的最远位置处的电势能等于x=1心m处的电势能， 则运动到的最远位置处的电势等于x=1cm处的电势，侧该 后，上极板带正电，下极板带负电，故A.C错误，B正确：电势 位置坐标为x=-1.5m,选项D正确。故选BD。 零点是人为规定的，上极板电势不一定为正，下极板电势不一 2.Bx抽正方向为场强的正方向.根据E-x图像可知，在0<x 定为负，故D错误。故选B。 <d区域，场强方向为负，在d<x<4d区域，场强方向为正，在 探究点2 x>4d区域，场强方向为负，可知两点电荷均带负电，故A错 基础梳理 学兰品解得=放 1.电荷量电势差 误：在x=d处，场强为零，则有 3.10109 点电荷A,B所带电荷量的绝对值之比为1：9，故B正确：沿4.容纳电荷 电场线方向电势降低，故在0<x<4d区域x=d处电势最高，5.无关 232- 〔判断正误] 移一小段距离，板间间距减小，则电压减小，可知静电计指针 (1)V(2)×(3)×(4)×(5)V(6)V 的张角变小，故B错误：电场强度为E=号=4心，改变间 类型 d 典题2：C电容器充电的过程中，电容器的电容C不变，仍为 距，电场强度不变，带电油滴不动，由gp一0=d。=4d, 6S 15,放A错误：根据C=名，可知充电至9.0ky时，该电容 由于P到下极板距离山，变小，侧可知P点电势变小，根据题 器所带电荷量是0.135C,放电结束后电势差藏为零此次成电 意可知，液滴带负电，则带电油滴的电势能E,=qP,电势能 过程中有0.135C的电荷通过人体组织.故B错误，C正确： 变大，故A、D错误C正确。故选C。 电容器放电的过程中电流并不恒定，故D错误。故选C。 跟踪训练4：C油滴静止，受向下的重力等于向上的电场力，由 跟踪训练2：C电容器的电容只与电容器本身有关，与电容器 于电场强度向下，所以油滴带负电，A正确：将下极板缓慢向 两板间的电压以及带电荷量均无关，即使电容器不带电，电容 上平移到图中虚线位置，则电容器两极板间距d减小，根据C 器的电容也不为零，选项A、B,D错误：该电容器给手机电池 = 充电时，电容器放电，则电容器存储的电能变少，选项C正确。 4a可知，电容器的电容增大，由于电荷址Q不变，根据U 故选C。 一号可知，两极板间电压U减小，根影E=号名是 探究点3 4mkd'd 基础梳理 =4mko 一，L正对面积 相对介电常数两板间的距离 产，可知两板间的电场强度不变，油滴所受电场力不变。 油滴依然静止，B正确，C错误：由于P点与下极板间的距离d 减小，根据Uw=Ed=r-Px=pr,可知油滴处的电势将降 二，1.固定可变 低，D正确。选择错误的，故选C。 2.聚苯乙烯电解 课堂效果反馈 3.定片正对面积 1.B由题图可知，该电容器的电容为2200微法，故A错误：由 类型一 Q=CU可知，该电容器两极间电势差为1V时，电容器带电荷 典题3：D保持S不变，增大d,可知电容变小，电容器的带电荷 量为Q=2.2×103×1C=2.2×103C,故B正确：该电容器 量不变，根据C=号.说明板同电势老变大，发现0变大放小 为固定电容器，不是可变电容器，故C错误：电容器所标电压 错误，D正确。保持d不变，减小S,可知电容变小，电容器的 为额定电压，故D错误。故选B。 带电荷量不变，根据C=号，说明板间电势差变大，发现0变2B在该装登中极板上带电荷量Q不变，则根据C一号，C= 大，放B,C错误。放选D。 可知，当将左极板上移少许时，极板的正对面积、减小 6,S 0 跟踪训练3：C电容决定式为C=4,电容定义式为C=, 则C减小，U增大，使静电计的指针俯转角度增大，本实验是 上述方程联立解特两极板之间的场强E:兴根据怎意可 为了探究平行板间的正对面积对电容的影响，故A,D错误，B 正确：电压表和静电计原理不同，电压表需要行电流通过才可 知平行板电容器上极板带正电，下极板带负电。带电尘粒恰 以使指针偏转，所以本实验不能用电压表代替静电计，故C错 能在电场中静止说明带电尘粒带负电，且mg=Eg,平行板电 误。故选B。 容器在充电后切断电源，则电容器两极板的电荷量Q不变。 当正对的平行板左右错开一些时，电容器极板的正对面积S D由C=可知，当物体向左移动时，两极板间的电介质 减小，根据上述分析可知场强E增大，则对尘粒有Eg>mg带 增多，电容C增大：当物体向右移动时，两极板间的电介质减 电尘粒将向上运动。故A正确：若增大平行板间的距离后.根 据上述分析可知，场强E不变，则带电尘粒将保持静止。故B 少，电容G减小，放AB结误：由C=可知，电容的大小与 正确：若增大平行板间的距离后，则电容C减小，电压U增大， 两极板正对面积，两极板之间的距离均有关，与电容器所带的 则极板间电压大于电源两端电压，所以再闭合开关后，电容器 电荷量，两极板间的电势差均无关，故C错误，D正确。故 会放电，通过电阻R的电流方向为A到B。故C错误：若将正 选D。 对的平行板左右错开一些后，则正对面积S减小，电容C减 eS 小，与C选项同理可得通过电阻R的电流方向为A到B。故 4.C上极板下移时，则d诚小，由C=4:可知C增大，A错 D正确。题目要求选择错误的，故选C 误：由带电油滴原来处于平衡状态可知电场力方向竖直向上， 类型二 根据电场强度方向向下，则油滴带负电，B错误：平行板电容 典题4：C断开开关K,电容器带电荷址不变，则由C=又 .C= 器的上极板竖直向下移动一小段距离，由于电容器两板带电 可得U:将平行板电容器的下板板整直向上平 荷量不变，根据￡=号=号：一？=4可知板间场强不 d= Ca-6s ,S 4mkdu -233 变，油滴所受的电场力不变，则油滴仍静止，C正确：场强E不 变，面P点与下极板间的距离不变，则由公式U=Ed分析可 =光，对竖直分运动为匀加速直线运动，有y=2,对水平 知，P点与下极板间电势差将不变，则P点的电势不变，D错 亚，因比 分运动为匀速直线运动，有x=w,联立得=√ 误。故选C。 第5节 带电粒子在电场中的运动 荷品相同，y相同，上相同，则x大的初速度大，即a的初速度 一定小于b的初速度，故B正确：由竖直分运动可得时间为 探究点1 基础梳理 -√梁，因比传头相同y相同上相同则。的运功时间- 1.匀变速直线运动匀强 定等于b的运动时间.故C错误：由于只有电场力做功.有W 2.动能定理位移非匀强 [判嘶正误] =心)两粒子比荷是相同，y相同，￡相同，则无法比较电荷量 (1)×(2)V(3)V 关系，故无法比较做功关系，故D错误。故选B 类型 跟踪训练2：AC将运动沿水平方向与竖直方向分解，可知，水 典题1：AB因由直线加速器加速质子，其运动方向不变，由题 平方向做匀变速直线运动，竖直方向做匀加速直线运动，根据 图可知，A的右边缘为正极时，则在下一个加速时需B右边缘 平均速度规律有x=+s37巴 2 t,y=usin 370 t,解得x:y=3 为正极，所以MN所接电源的极性应周期性变化，故A正确： 因质子在金属圆筒内做匀速运动且时间均为工，由T:上可 :1,故D错误：小球受到电场力与重力作用.小球在运动过程 中只有动能，重力势能与电势能之间的转化，小球从P运动到 知金属圆筒的长度应与质子进入圆筒时的速度成正比，故B Q过程，由于重力做正功.币力势能减小，则动能与电势能之 正确：质子以初速度，从O点沿轴线进人加速器，质子经5 和一直增大，故C正确：小球受到币力与电场力作用，小球做 次加速，由动能定理可得5=宁2-子'，解得质子从 1 类斜抛运动，由于P,Q两点速度大小相等，根据类斜抛的对 称性可知，连接PQ,小球所受重力与电场力的合力方向一定 圆筒E射出时的速度大小为，=√m /10eU +2,故C错误：质 垂直于PQ斜向左下方，令∠QPO=0,结合上述有tam0= 子在圆筒内做匀速运动，所以圆简E的长度为L:=T=T =3,令电场力与P0夹角为a,则有F电sa=mgcos8可知。 L+,2故D错误。故选AB √m 当a等于0，电场力最小，解得F=g,放A正确：令 跟踪训练1：C小球做匀变速直线运 ∠PQ0=B.结合上述，将小球的运动沿PQ与垂直于PQ分 动，合力应与速度在同一直线上，即 解.可知，沿PQ方向做匀速直线运动，垂直于PQ方向做双向 在ON直线上，因mg=gE,所以静电 匀变速直线运动，可知，小球的速度的最小值为=sB, 力E与币力关于0八对称，根据数O130.mg 学知识可知.静电力gE与水平方向的夹角应为30°，即电场方 结合上述有m月=m0=3,解得 310 10,放B错 向不是竖直向上的，受力情况如图所示。合力沿O方向斜 误。故选AC 向下，大小为mg,所以加速度大小为g,方向沿0向下，A,B类型二 错误：小球做匀减速直线运动，由运动学公式可得最大位移为 典题3：C对小滑块受力分析，如图，合外力与水平方向夹角为 x=,侧小球上升的最大高度为h=sm30=,C正确： 30°，则小滑块运动到A点时小滑块减速运动，小滑块有向下 的加速度，小滑块处于失重状态，故B错误：假设小滑块博好 若小球在初始位置的电势能为零，在碱速运动至速度为零的 可以到达A点，在竖直方向的合外力提供向心力，根据牛顿第 过程中，小球克服静电力做功和克服重力做功是相等的，由能 1 量守恒可知，小球的初动能一半转化为电势能，一半转化为重 二定律mg-gbn30°=F.,解得F.=2mg,设在此时小滑块 力势能，初动能为乞m,则小球的最大电势能为4m,',D 在A点的速度为4，则P,:发则根据动能定理c0时 错误。 E×2Rsin0-mg×2R=m,2-0,解得L=55R,放A 1 探究点2 6 基础梳理 错误； 1.(1)”。匀速直线(2)零 类型一 典题2：B因电场线向下，两粒子均受向下的电场力而做类平 抛运动，故均带正电，故A错误：设任一粒子的速度为。，电荷 量为g,质量为m,加速度为a,运动的时间为t,则加速度为a -234053 D.该图线的斜率代表负点电荷的电荷量与试 探电荷质量的比值 4.一带电粒子在电场中仅受电场力作用，做初速 度为零的直线运动。取该直线为x轴，起始点 A比强度与位移关系 B粒子动能与位移关系 O为坐标原点，其电势能E。与位移x的关系 如图所示。下列图像中合理的是 C.粒子速度与位移关系 D.粒子加速度与位移关系 夯基提能作业 请同学们认真完成练案[8] 第4节 电容器的电容 核心素养 学习重点 (1)理解电容的概念，知道电容的单位。 物理观念 (2)了解电容器的类型、特性及作用。 1.了解电容器充 (1)通过实验，观察电容器在充、放电过程中电流与电压的变化， 电和放电现象 科学思维 分析电荷量变化及能量变化情况。 及能量转换。 (2)了解影响平行板电容器电容大小的因素。 2.会应用平行板 通过实验探究电容器两极板间电势差与所带电荷量关系和用物理 电容器的电容 科学探究 量之比定义电容的过程。 公式分析有关 问题。 科学态度 养成观察、比较、归纳、分析的良好习惯。 与责任 探究点1电容器 ●新知导学 水可以用容器储存起来，电荷也可以用一个“容器”储存起来。图中的元件就是这样的“容 器”—电容器。 甲电群电容器 乙可变电年器 ●基础梳理 1,组成：由两个彼此 又相距很近的导体组成。 2.带电荷量：一个极板所带电荷量的 054 3.电容器的充、放电 (1)充电：使电容器带电的过程，充电后电容器两极板带上等量的 电容器中储存 电场能。 (2)放电：使充电后的电容器失去电荷的过程，放电过程中 转化为其他形式的能。 [判断正误] (1)任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体，就组成了电容器，跟这两个导体是否带电无关。 ( (2)电容是反映电容器容纳电荷本领的物理量。 ( (3)电容器A的电容比B的大，说明A的带电荷量比B多。 ( (4)充、放电过程中外电路有瞬间电流。 ( (5)充电过程中电源提供的电能全部转化为内能。 ( (6)放电过程中电容器中的电场能逐渐减少。 ( (7)放电后电容器的电荷量为零，电容也为零。 ( ●重难解读 观察电容器的充、放电现象 1.把电容器的一个极板与电池的正极相连，另一个极板与负极相 连，两个极板将分别带上等量的异号电荷，这个过程叫作充电。如图甲 所示，电容器充电时会在电路中形成随时间变化的充电电流。 2.用导线把充电后的电容器的两极板接通，两极板上的电荷中和，电容器就不带电了，这个过 程叫作放电。如图乙所示，电容器放电时，电路中有短暂的放电电流。 3.(1)充电特点 [思维点拨] ①充电电流从电源正极流出：②电容器所带电荷量增加：③极板间场强 无电过程由于电荷间 增大，电压升高：④电源的能量不断储存到电容器中；⑤充电后，电容器两极 的相互作用会越充越 板间的电压与充电电压相等。 慢，被电过程越放越 (2)放电特点 慢，再就是注意电流 ①放电电流从正极板流出：②电容器所带电荷量减少；③极板间的场强 方间。 减小，电压降低；④电容器把储存的能量通过电流做功转化为电路中其他形 [规律方法] (1)当电容器充电 式的能量：⑤放电后，两极板间的电压为零。 结束后，电容器所在 类型电容器的充、放电 电路中无电流，电容 典题1：某同学用传感器做“观察电容器的充放电”实验，采用的 器两极板问的电压与 实验电路如图所示。将开关先与“1”端闭合，对电容器进行 充电电压相等。 充电，充电完毕后再将开关与“2”端闭合，电容器放电。在下 (2)校电的过程 列通过传感器的电流随时间，变化的四个图像中，正确的是 际上就是电各器两极 电流 传感器 板上正、负电荷中和 的过程，当放电结束 后，电路中无电流。 (3)电容嚣所帝的 电荷量指的是电容器 一个极板所帝电荷量 的绝对值。 [思维点拨][规律方法] .055 跟踪训练1：如图所示，平行板电容器水平放置，下极板接地，以大地电势为零。初始两极板均 不带电。用丝绸摩擦过的玻璃棒接触上极板以后，关于上、下极板的带电情况和电势的下列说法正 确的是 A.上极板带正电，下极板不带电 B.上极板带正电，下极板带负电 C.下极板的上表面带负电，下表面带正电 D.上极板电势为正，下极板电势为负 探究点2电容 [提示] (1)无电过程中电源 ●新知导学 内的化学能转化为电 探究：(1)把电容器的两个极板分别与电源两极相连，对电容器进行充名器内的电场能，放 电，该过程中能量是如何转化的？当把电容器两极相接，使电容器放电，该过电过程中电容器的电 程中能量是如何转化的？ 场能转化为电路中其 (2)当电容器的带电荷量增加时，电容器两极板间的电势差如何变化？ 他形式的能量。 (2)增大，不变。 带电荷量Q和板间电势差U的比值是否发生变化？ [提示] ●基础梳理 电容 1.定义：电容器所带的 与电容器两极板之间的 之比。 2定义式：G=8 3.单位：法拉(F)、微法(uF)、皮法(pF)。1F= uF= pF。 4.意义：表示电容器 本领的高低。 5.决定因素：由电容器本身物理条件（大小、形状、极板相对位置及电介质）决定，与电容器是否 带电及电压 [判断正误] (1)电容器所带的电荷量增加一倍，两极板间的电势差也增加一倍。 ( (2)电容器两极板间的电势差减小到原来的，它的电容也减小到原来的。 ( (3)电容越大的电容器，带电荷量也一定越多。 ( (4)两个电容器的带电荷量相等时，两极板间电势差较大的电容器的电容较大。 ( ) (5)对于确定的电容器，它所带的电荷量跟它两极板间所加电压的比值保持不变。 (6)电容在数值上等于使两极板间的电势差为1V时电容器需要带的电荷量。 ●重难解读 1.电容的物理意义：电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，在数值上等于使两极 板之间的电势差为1V时，电容器所带的电荷量。 (1)如图所示，Q-U图像是一条过原点的直线，其中Q为一个极板上所 带电荷量的绝对值，U为两极板间的电势差，直线的斜率表示电容。因而电△© 容器的电容也可以表示为C=公品即电容的大小在数值上等于两极板间的电 势差增大（或减少）1V时电容器所增加（或减小）的电荷量。 056 (2)C=号是比值定义式，不能理解为C与Q成正比，与U成反比，C的值与电容器是否带电及 带电荷量多少无关。 (3)C由电容器本身结构性质（导体大小、形状、相对位置及电介质）决定，反映了电容器容纳电 荷的本领，不同电容器的电容不同。 2.击穿电压 (1)击穿电压：电介质不被击穿时加在电容器两极板上的极限电压，若电压超过这一限度，电容 器就会损坏。 (2)电容器外壳上标的工作电压，也是电容器正常工作所能承受的最大电压，这个电压比击穿 电压低。 类型电容的应用 典题2：心室纤颤是一种可能危及生命的疾病。一种叫 [思维点拨] 作心脏除颜器的医疗设备，其工作原理是通过一个充 理解电容器电容的概 电的电容器对心室纤颤患者皮肤上安装的两个电极 念以及电容器充放电 的特点 板放电，让一部分电荷通过心脏，使心脏停止跳动，再 [规律方法] 刺激心室纤颤患者的心脏恢复正常跳动。如图是一次心脏除颤器的模拟 电客器的电容是反映 治疗，若心脏除颤器的电容器电容为15uF,充电至9.0kV电压，如果电容 其容纳电荷本领的物 理量，由电各器本身 器在2.0s时间内完成放电，放电结束时电容器两极板间的电势差减为 的性质决定，与电客 零。下列说法正确的是 器是否带电、所帝电 A.若充电至4.5kV,则该电容器的电容为7.5μF 荷量Q和两极板间的 电势差U均无关。 B.充电至9.0kV时，该电容器所带电荷量是0.27C 但可以通过公式C C.这次放电过程中有0.135C的电荷通过人体组织 号*出c D.这次放电过程中通过人体组织的电流是恒定不变的 [思维点拨]。[规律方法] 跟踪训练2：中国制造华为Mat60手机是全球首款支持卫星通话的大众 智能手机，引发全球消费者关注。目前华为快充技术小组正在研发一种超级 平行板电容器，具有充电速度快，充电10秒至10分钟可达到其额定容量的 95%以上：若用该种平行板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，电容器的电容与电压成反比 B.该电容器给手机电池充电时，电容器的电容与所带电荷量成正比 C.该电容器给手机电池充电时，电容器存储的电能变少 D.充电结束后，若电容器不带电，电容器的电容为零 057 探究点3平行板电容器 [提示] (1)实验结论：S减 ●新知导学 小，电势差U增大， 探究：平行板电容器由两块平行放置的金属板组成。利用平行板电容器 电各C减小。 进行如下实验： (2)实验结论：d增 (1)如图甲所示，保持Q和d不变，减小两极板的正对面积S,观察电势 大，电势差U增大， 差U(静电计指针偏角)的变化，依据C=号，分析电容C的变化。 电客C威小。 (3)买验结论：插入 (2)如图乙所示，保持Q和S不变，增大两极板间的距离d,观察电势差U 电介质，电势差U减 (静电计指针偏角)的变化，依据C=号，分析电容C的变化。 小，电容C增大。 (3)如图丙所示，保持Q、S、d不变，插入电介质，观察电势差0（静电计指 [思维点拨] 针偏角)的变化，依据C=号，分析电容C的变化 分析好电容器是电势 差不变还是电荷量不 进壁 变，再利用U= [提示] 个公式去分析。 ●基础梳理 [规律方法] (1)两类动态问题 一、平行板电容器的电容 1,决定因素：两极板的 、电介质的 平行板电客器的两类 动态问题指的是电客 0 2.决定式：C= 器始终连接在电源两 二、常用电容器 饰和充电后斯开电源 1.分类：分为 电容器和 电容器两类。 两种情况下，电客器 2.固定电容器有： 电容器 电容器等。 的d、S或者e,发生 3.可变电容器由两组铝片组成，固定的一组叫 ,可动的一组叫 变化时，判断C、 动片。转动动片，两组铝片的 发生变化，电容就随着变化。 Q、U、E的变化情 ●重难解读 况。解决的主要方 1,平行板电容器的定义：在两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝 法：控制变量法，具 缘物质—一电介质就组成一个最简单的电容器，叫作平行板电容器。 2.平行板电容器的结构：由两个相互平行且彼此绝缘的金属板构成 体分析方法如下。 3.平行板电容器的带电特点：两板电荷等量异号，分布在相对两板的内 ①电容器充电后与电 侧，板间电场为匀强电场，场强大小为5=”，场强方向为垂直板面。 源断开的情况，电荷 量Q但定不变，若判 4.电容的决定式 断C、U随S、e,d )C=k为静电力常量，8，是一个常数，与电介质的性质有关， 的变化，则需要根据 空时ε，=1，其他电介质时8，>1。称为电介质的相对介电常数。平行板电容 =4及C=号未 ES 器的电容C跟相对介电常数8，成正比，跟极板正对面积S成正比，跟极板间 的距离d成反比。 判断。 (2)决定因素为：介电常数，正对面积，两板间的距离。 05B 5公式C=号与G=念的比较 充电后与电两级断开 公式 c=号 C=8S 电8篇两版板电倚蒙保待不更 内容 4wkd 5大 变大 d C交大 C复大C发 公式特点 定义式 决定式 Q不变 Q不重 Q不变 平行板电容器，C∝8，C∝ 小 U变小 正变大 意义 对某电容器Qx,但号=C 5,Cx,反映了影响电容 U变小 /变小 甘变 d不复 d不查 及大 E发小 E变小 不变，反映容纳电荷的本领 E不支 大小的因素 @电容器始终与电源 相连的情况，电势差 电容器容纳电荷的本领由？来量度，由本身的结构（如平 U恒定不变，若判断 联系 C、Q随S、e,、d的 行板电容器的6，、S,d等因素)来决定 变化，则需要根据 6.平行板电容器的两类典型问题 c=0=号未 充电后与 厂S变大，C变大一Q不变，U变小一U变小，d不变，F变小 判断。具体情况分 两 电源断开 十e,变大，C变大—Q不变，U变小—U变小.d不变，E变小 (Q不变) 析如下： Ld变大，C变小一Q不变，U变大— U变大，d变大，E不变 充电后与电就两极相连 型 始终与电 厂d变大，C变小一U不变，Q变小—U不变，d变大，E变小 源相连 S变大，C变大一U不变，Q变大一 0不变，d不变，E不变 电环器极板同的空压不变 (U不变) 8,变大.C变大一U不变，Q变大一U不变，d不变，E不变 7.平行板电容器与静电计结合问题的解决方法 S变大 ,变大 C交小 C变大 C安大 (1)静电计指针和外壳分别与两块平行金属板相连接， U不交 U不变 U不安 两块金属板带上等量的异种电荷，电容器电荷量Q不变。 Q重大 Q生大 （②)由决定式C=。根据所给问题中后心或d的 不受 /不发，甘不 d不. d不变 卫不E不 变化，确定平行板电容器的电容C的变化情况。 (2)两个技巧：在电 注意：电容器间插入电介质时意味着￡，变大，电容C变大：插入金属板 荷量保持不变的情况 时意味着d减小，电容C也变大。 下，由E=9=2 dCd= (3)根据U=名，可确定电容器两极板间的电势差的变化，进而可以确定 4元知，电物强度 eS 静电计指针的张角变化情况。 与板间距离无关；在 两极板带电量保持不 类型一平行板电容器的两类动态问题 变的情况下，可以认 典题3：用控制变量法，可以研究影响平行板电容 为一定量的电荷对应 器电容的因素（如图）。设两极板正对面积为S, 着一定数目的电场 线，两极板间距离变 极板间的距离为d,静电计指针偏角为0。实验 化时，场强不变；两 中，极板所带电荷量不变，若 () 极板正对面积变化 A.保持S不变，增大d,则0不变 B.保持d不变，减小S,则0不变 时，电场线变空，场 C.保持d不变，减小S,则0变小 D.保持S不变，增大d,则0变大 强增大。 ●[思维点拨]●[规律方法] 059 跟踪训练3：如图所示，平行板电容器在充电后切断 [思维点拨] 电源，此时板间有一带电尘粒恰能在电场中静止，如做 一般来说规定大地的 以下变化，则下列说法错误的是 () 电势为零，再根据公 A.当正对的平行板左右错开一些时，带电尘粒将向 式U=Ed来分析某点 上运动 电势。 B.若增大平行板间的距离后，带电尘粒将保持静止 [规律方法] C.若增大平行板间的距离后，再闭合开关，则通过电阻R的电流方向为 (I)单纯求电容内某 点的电势不方使，一 B到A 般求该点到电势为零 D.若将正对的平行板左右错开一些后，再闭合开关，则通过电阻R的电 的两点同的电势差， 流方向为A到B 两点间的电势差一般 类型二电容内固定点的电势及电势能的变化 采用公式U=E以来 计算，其中1为a、b 典题4：如图所示平行板电容器与电动势为E的 两点沿电场方向的 直流电源连接，下极板接地，静电计所带电荷 说离。 量很少，可忽略，开关闭合，稳定时一带电的 (2)U=E1中的场强 油滴静止于两极板间的P点，若断开开关K, 将平行板电容器的下极板竖直向上平移一小段距离，则下列说法正确的是 可以利用公式E= d 求解，其中U为两板 同的电压，d为板 A.带电油滴向上运动 B.静电计指针的张角变大 间距。 C.P点电势变小 D.带电油滴的电势能变小 P[思维点拨]●[规律方法] 3)E=号中，南发同 跟踪训练4：如图所示，一水平放置的平行板电容器的上++++++干M 的电压利月0=名可 极板带正电，下极板接地，油滴静止于P点。现下极板缓慢向 P 求。平行板电容器 上平移到图中虚线位置，在此过程中，下列说法错误的是 N 电客可以利用公式 E.S C=4元a计算。 A.油滴带负电 (4)由于已经知道了 B.油滴一定处于静止状态 电容内某点的电势， C.两极板间的电压不变 因此求电势能利用公 D.油滴处的电势将降低 式E,=p· 素养能力提升拓展整合·启智培优 L.由静电计测量电势差，静电计是由验电器改装而成的，由相互绝缘的两部分组成，静电计与 电容器的两个极板分别连接在一起，则电容器两极板间的电势差就等于静电计所指示的电势差U, U的大小可从静电计的刻度读出，可见，静电计指针张角的变化表征了电容器两极板间电势差的 变化。 2.电容器两极板间的电势差不能用电压表直接测量，因为尽管电压表的内阻很大，但它与电容 器直接并联后，会使得电容器两极板正、负电荷中和，直至两极板间的电势差为零，不过可以通过电 源、负载控制来间接测量。 3.静电计本身也是一个电容器，但静电计容纳电荷的本领很弱，即电容很小，当带电的电容器 与静电计连接时，可认为电容器所带的电荷量保持不变。 4,真空的介电常数为1，空气的相对介电常数与1十分相近，其他绝缘物质的相对介电常数大 于1。 060 课堂效果反馈内化知识·对点验收 1.如图所示为一电解电容器，根据 化，就能知道被测物体位移的变化。根据该电 图中的标示，判断下列说法正确 容式微小位移传感器的原理示意图，下列说法 的是 正确的是 A.该电容器的电容为2200法拉 B.该电容器两极间电势差为1V时，电容器带 电荷量为2.2×103C 电笄器极板)电介质板被测物体 C.该电容器的电路符号为关 A.当被测物体的位移向左发生微小变化时， D.该电容器的击穿电压为80V 平行板电容器的电容减小 2,如图所示为“研究影响平行板电容器电容大小 B.当被测物体的位移向右发生微小变化时， 的因素”的实验装置图，把静电计的金属球与 平行板电容器的电容增大 电容器右极板连接，金属外壳与左极板均接 C.平行板电容器的电容与电容器所带的电荷 地，用静电计测量已充电的平行板电容器两极 量、两极板间的电势差均有关 板间的电势差U,下列选项中正确的是( D.平行板电容器的电容与两极板正对面积、 两极板之间的距离均有关 4.如图所示，平行板电容器带等量异种电荷，下 极板接地，一带电油滴位于电容器中的P点且 处于平衡状态。现将电容器的上极板竖直向 下移动一小段距离，则 ( A.将左极板上移少许，电容器的两极板所带 电荷量应该减小 B.将左极板上移少许，静电计指针的偏转角 A.电容器的电容减小 度应该会增大 B.带电油滴带正电荷 C.本实验可以用适当量程的电压表代替静电 C.带电油滴仍将静止 计进行实验 D.P点的电势将升高 D.左极板上移是为了探究平行板间的距离对 夯基提能作业 电容的影响 请同学们认真完成练案[9] 3.如图所示为电容式微小位移传感器的原理示 意图，一个电介质板的左端插入平行板电容器 的两极板之间，电介质板的右端通过连接体与 被测物体相连。当被测物体的位移左右发生 微小变化时，电介质板随之在平行板电容器两 极板之间左右移动，平行板电容器的电容将发 生变化。如果测出了平行板电容器的电容变