第十章 4. 电容器的电容-【精讲精练】2024-2025学年高中物理必修第三册同步学习方案（人教版2019）

●物理·必修第三册（配RJ版） 4电容器的电容 课时1 电容器的电容 [学业要求与核心素养] 1.知道什么是电容器及电容器的主要构造。 2.理解电容的概念及其定义式。 3.了解电容器充电和放电现象及能量转换。 4.通过探究得出平行板电容器电容的影响因素，会应用平行板电容器的电容公式分析 有关问题。 预习案必备知识·问题导学 /通教材·弹知识·素养制成 一、电容器 容器，此值片是香相同？比值片越大，容器 1.电容器：任何两个彼此 又相距很近 容纳水的本领是越大还是越小？ 的 ,都可以看成一个电容器。 2.电容器的充放电 (1)充电：把电容器的两极板分别与电池组 cm cm 的两极相连，两个极板分别带上等量的 电荷的过程。充电过程中，由电源 获得的 储存在电容器中。 +Q++ (2)放电：用导线把充电后的电容器的两极 板接通，两极板上的电荷 的过程。 放电过程中，电容器把储存的能量通过 转化为其他形式的能量。 2.类比描述容器储水能力的方法，电容器存 二、电容 储电荷的能力用哪个物理量表示？这个物 阅读教材，并回答： 理量是如何定义的？它在国际单位制中的 1.如图所示，柱形水容器中的水量V与水深 单位是什么？物理意义是什么？ H的比值表示的是容器的哪个量？同一 个容器，此位行是睿量还是变量？不同的 52精品频铺，智慧人生 第十章静电场中的能量。 【概念·规律】 【概念·规律】 1.定义：电容器所带 与电容器两极 由两个平行且彼此绝缘的金属 结构 板间的 的比值。 板构成 2.定义式：C 电容C与两极板间电介质的相 平 3.单位：电容的国际单位是 ,符号为 行 电容的决 对介电常数e,成 ,跟极板 ,常用的单位还有 和 定因素 的正对面积S成 ,跟极板 1F= uF=102pF。 器 间的距离d成 4.物理意义 电容的 C= E,S 4元a,为电介质的相对介 电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领 决定式 电常数，k为静电力常量 的物理量，在数值上等于使两极板间的电 四、常用电容器 势差为 时电容器需要带的电荷量。 1.分类：分为 电容器和 电容器 5.击穿电压与额定电压 两类。 (1)击穿电压：电介质不被 时加在电 2.固定电容器有： 电容器 电 容器两极板上的极限电压，若电压超过这 容器等。 一限度，电容器就会损坏。 (2)额定电压：电容器外壳上标的电压，也 [思考判断] 是电容器 所能承受的最大电压， (1)放电后的电容器所带电荷量为零，电容 额定电压比击穿电压低。 也为零。 ( 三、平行板电容器 (2)电容器所带的电荷量是指每个极板所 阅读教材，并回答： 带电荷量的代数和。 ( ) 教材“拓展学习”图10.4-6中： (3)电容表示电容器容纳电荷的多少。 (1)在实验中是否直接测量了两板间的电 ) 势差U?本实验通过观察什么来比较电势 (4)电容器的电容与电容器所带电荷量成 差的变化？ 反比。 () (2)本实验并没有直接定量计算电容器的 (5)电容器的电容跟它两极板间所加电压 电容C,实验中又是如何知道电容C的变 成反比 ( 化的？ (6)公式C= 4欢a可用来计算任何电容器 (3)电容器的电容与多个因素有关，实验中 的电容。 ( 如何研究各个因素单独对电容的影响？本 (7)将电介质插入平行板电容器时，电容器 实验能否得出各个因素对电容的定量 的电容将变小。 影响？ (8)任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导 体都能组成电容器，而且跟这两个导体是 否带电无关。 ) 特品嫩铺，智慧人生53 ●物理·必修第三册（配RJ版） 探究案关键能力·互动探究 /析考点·悟规律·索养提升 探究点一电容器及电容 [交流讨论] 器本身，与电容器的电荷量Q以及电势差 1.公式C= 中，能香认为C正比于Q,而反 U均无关。 2.电容的物理意义 比于U? 电容是反映电容器容纳电荷本领的物 理量。 例T(多选)下列关于电容的说法正确的是 () 2.观察本节教材“拓展学习”，了解用传感器 A.电容是反映电容器容纳电荷本领的物 观察电容器放电实验的原理。 理量 (1)观察I-t图，说明电容器放电电流的 B.电容器A的电容比B的大，说明A的 大小变化有怎样的规律？为什么会有这样 带电荷量比B多 的规律？ C.电容在数值上等于使两极板间的电势 (2)教材图10.4-3中竖立的狭长矩形面 差为1V时电容器需要带的电荷量 积的物理意义？ (3)已知-t图像与坐标轴所围成图形的 D.由公式C-号知，若电容器两极间电压 面积每一小格面积表示的电荷量为8 为10V,极板带电荷量为2×10-C,则 10-5C,则电容器放电前所带电荷量Q是 电容器电容大小为5×105F 多少？实验中所选用的电容器的电容C 。针对训练 是多少？ 1.一个已充电的电容器，若使它的电荷量减少 3×10C,则其电压减少为原来的3，则 () [归纳总结] A.电容器原来的带电荷量为9×10-4C 1.电容的决定因素 B.电容器原来的带电荷量为4.5×10-4C C-8是电容的定义式，也有C-合品适用 C.电容器原来的电压为1V 所有的电容器，电容器的电容决定于电容 D.电容器的电容变为原来的 54精品销，智意人生 第十章静电场中的能量● 探究点二平行板电容器及其动态分析 1.平行板电容器动态问题的分析方法 A.平行板电容器的电容将变小 抓住不变量，分析变化量，紧抓三个公式： B.静电计指针张角变小 c-8号和C= C.带电油滴的电势能减少 D.若将上极板与电源断开后再将下极板 2.平行板电容器的两类典型问题 左移一小段距离，则油滴所受电场力 (1)开关S保持闭合，两极板间的电势差U 不变 恒定， 变式2（多选）在例题中若开关是闭合的， 0-cu-0*E-当 带负电的油滴被固定于电容器中的P点， 静电计指针偏转的角度为α，电容器下极 (2)充电后断开S,电荷量Q恒定， 板和静电计的金属外壳接地，下列说法正 U=g=4πkdQocd 确的是 () C ES ES' A.减小极板正对面积S,静电计指针张角 E=y-4πkQ.1 ●C a不变 B.若将下极板缓慢下移少许，增大极板间 例②如图所示，平行板电容器与电动势为 距d,带电油滴的电势能将增大 E的直流电源连接，下极板接地，静电计所 C.两板各绕其中点快速转过0角(0角为 带电荷量很少，可忽略，开关闭合，稳定时 锐角)后，电容器中的电场强度增大 一带电的油滴静止于两极板间的P点，若 D.两板各绕其中点快速转过0角(0角为 断开开关K,将平行板电容器的上极板竖 锐角)后，油滴受到的电场力减小 直向下平移一小段距离，则下列说法正确 总结提升 的是 分析电容器动态变化问题的步骤 (1)明确电容器与电源连接情况，从而确定是电压 不变还是电荷量不变。 (2)由C=e,S ,根据，S,d的变化确定C的变化。 (3)由C= 确定Q或U的变化. A.静电计指针的张角变小 B.P点电势升高 (4)根据E=y-4π判断E的变化. d ES C.带电油滴向上运动 O针对训练 D.带电油滴的电势能变大 2.很多手机的指纹解锁功能利用了电容式指 变式①在例题中若开关是闭合的，一带负 纹识别技术。如图所示，指纹识别传感器 电的油滴被固定于电容器中的P点。现 上有大量面积相同的小极板，当手指贴在 将平行板电容器的上极板竖直向下平移一 传感器上时，指纹的凸起部分（叫“嵴”）及 小段距离，则下列说法正确的是 ( 凹下部分（叫“峪”）与这些小极板形成大量 特品嫩铺，智慧人生55 ●物理·必修第三册（配RJ版） 大小不同的电容器，传感器给所有的电容 A.沾水潮湿的手指不会影响正常解锁 器充电达到某一电压值后，电容器放电，根 B.极板与指纹“嵴”部分形成的电容器电 据放电快慢的不同来探测嵴和峪的位置， 容较大 从而形成指纹图像数据，则 C.极板与指纹“峪”部分形成的电容器放 电较慢 D.用打印好的指纹照片覆盖在传感器上 小极板 面也能够实现指纹解锁 丫提升案随堂演练·基础落实 /分基础·提技能·茶养达成 1.下列关于电容器的叙述正确的是( 已知金属片的正对面积为50mm2,键未被 A.电容器是储存电荷的容器，只有带电的 按下时两金属片的距离为0.6mm,当键被 电容器才能称为电容器 按下时两金属片的距离为0.3mm,假设金 B.两个彼此绝缘而又相互靠近的导体，当 属片的正对面积及两端的电压始终保持不 带电时构成电容器，不带电时不是电 变，则 容器 A.金属片间的场强保持不变 C.电容器所带的电荷量是指每个极板所 B.金属片间的场强变为原来的两倍 带电荷量的代数和 C.金属片上的电荷量变为原来的一半 D.电容器充电过程是将其他形式的能转 D.金属片上的电荷量变为原来的两倍 化为电容器的电能并储存起来；电容器 4.在我们的日常生活中会发生很多静电现 的放电过程，是将电容器储存的电能转 象。有一次，小明的手指靠近金属门把手 化为其他形式的能 时，如图所示，突然有一种被电击的感觉。 2.一个电容器带电荷量为Q时，两极板间电 这是因为运动摩擦使身体带电，当手指靠 压为U,若使其带电荷量增加4.0×10-7C 近门把手时，二者之间产生了放电现象。 时，它两极板间的电势差增加20V,则它 已知手指带负电，关于放电前手指靠近金 的电容为 ( 属门把手的过程，下列说法正确的是 A.1.0×10-8F B.2.0×10-8F C.4.0×10-8F D.8.0×10-8F 3.（多选)计算机键盘每个键下 都连有一块小金属片，与该 金属片隔有一定空气间隙的 A.门把手内部的场强逐渐变大 是另一块固定的小金属片， B.门把手与手指之间场强逐渐增大 这组金属片组成一个可变的平行板电容 C.门把手左端电势高于右端电势 器，如图所示。当键被按下，此电容器的电 D.门把手右端带负电荷且电量增加 容发生变化，与之相连的电子线路就能检 温 测到这个键被按下，从而给出相应的信号。 请完成L知能达标训练」作业（十一 56精品频辅，智意人生 第十章静电场中的能量● 课时2 实验：观察电容器的充、放电现象 [学业要求与核心素养] 1.了解电容器的构造。 2.根据电路图正确连接实物图，认真观察电容器充放电的实验现象。 预习案必备知识·实验要求 /通教材·理知识·茶养初成 一、实验器材 3.打开电源，把开关S打到上面，使触点1和 6V的直流电源、单刀双掷开关、平行板电 触点2连通，观察电容器的充电现象，并将 容器、 、小灯泡。 结果记录在数据处理的表格中。 二、进行实验 4.把开关S打到下面，使触点3和触点2连 通，观察电容器的放电现象，并将结果记录 1.调节直流可调电源，输出为6V,并用多用 在数据处理的表格中。 电表校准。 5.记录好实验结果，关闭电源。 2.关闭电源开关，正确连接实物图，电路图如 三、注意事项 图所示。 1.电流表要选用小量程的灵敏电流计。 2.要选择大容量的电容器。 A 3.实验要在干燥的环境中进行。 4.在做放电实验时，在电路中串联一个电阻， 1000uF 以免烧坏电流表。 探究案关键能力·互动探究 /析考点·悟规伸·素养提开 题型一 电容器充、放电现象的定性分析 C.开关接2时，平行板电容器充电，且上 例1如图所示实验中，关于平行板电容器 极板带正电 的充、放电，下列说法正确的是 D.开关接2时，平行板电容器充电，且上 极板带负电 题型二 电容器充、放电现象的定量计算 例2电流传感器可以像电流表一样测 A.开关接1时，平行板电容器充电，且上 量电流，不同的是前者反应比较灵敏，且 极板带正电 B.开关接1时，平行板电容器充电，且上 可以和计算机相连，能画出电流与时间 极板带负电 的变化图像。如图甲是用电流传感器观 特品嫩铺，智慧人生57 ●物理·必修第三册（配RJ版） 察充、放电过程的实验电路图，图中电源 先使开关S与1接通，待充电完成后，把开 电压为6V。 关S再与2接通，电容器通过电阻放电，电 流传感器将电流信息传入计算机，显示出 电流随时间变化的I-t图像如图乙所示。 接 算机电流 根据图像估算出电容器全部放电过程中释 传感器 放的电荷量为 C,该电容器电容为 F。(均保留3位有效数字) 提升案随堂演练·基础落实 /夯基铺·提技能·萘养达成 1.(多选)关于电容器的充、放电，下列说法正 开，再将开关S拨到2端，电容器通过电阻 确的是 ( R放电。以S拨到2端时为t=0时刻，电 A.充、放电过程中外电路有瞬间电流 流传感器测得的电流I随时间1变化的图 B.充、放电过程中外电路有恒定电流 像如图乙所示，根据题意，下列说法正确 C.充电过程中电源提供的电能全部转化 的是 为内能 mA D.放电过程中电容器中的电场能逐渐 接计 减少 算机厂电流 传感器 2.据某媒体报道，科学家发明了一种新型超 2468s 级电容器，能让手机几分钟内充满电。某 观察电容器放电的电路图 一个电容器放电的1-图像 同学假日登山途中，用该种电容器给手机 R 乙 A.由I-t图像可知，电容器在全部放电过 电池充电，下列说法正确的是 ( 程中释放的电荷量约为3.2×10-3C A.该电容器给手机电池充电时，电容器的 电容变大 B.由I-t图像可知，电容器在全部放电过 B.该电容器给手机电池充电时，电容器存 程中释放的电荷量约为3.2C 储的电能变少 C.此电容器的电容约为4.0×10F C.该电容器给手机电池充电时，电容器所 D.此电容器的电容约为0.4F 带的电荷量可能不变 4.在测定电容器电容值的实验中，将电容器、 D.充电结束后，电容器不带电，电容器的 电压传感器、阻值为3kΩ的电阻R,电源、 电容为零 单刀双掷开关按图甲所示电路图进行连 3.(多选)电流传感器可以像电流表一样测量 接。先使开关S与1端相连，电源向电容 电流，可以捕捉到瞬间的电流变化，相当于 器充电，充电完毕后把开关S掷向2端，电 一个理想电流表。用如图甲所示的电路来 容器放电，直至放电完毕。实验得到的与 研究电容器的放电过程。实验时将开关S 电压传感器相连接的计算机所记录的电压 拨到1端，用直流电压为8V的电源给电 随时间变化的电压一时间曲线如图乙所 容器充电，待电路稳定后，将电流传感器打 示，图丙为由计算机对图乙进行数据处理 58精品频铺，智意人生 第十章静电场中的能量。 后记录了“峰值”及曲线与时间轴所围“面 (1)根据图甲所示的电路，观察图乙可知： 积”的图。 充电电流与放电电流方向 (选填“相 同”或“相反”)，大小都随时间 (选填 0 “增加”或“减小”)。 接计 算机 5 (2)当开关接“1”时，电容器 (选填 0100200300400 甲 时间/s “充电”或“放电”)，上极板带 峰价：6下 (选填“正电”或“负电”)。 面积+182.7Vg 面积：-180.4V (3)某同学认为：仍利用上述装置，将电压 传感器从电阻两端改接在电容器的两端， 5 峰位：-6下 100200300400 也可以测出电容器的电容值，该同学的 时间a 丙 说法 (选填“正确”或“错误”)。 5 带电粒子在电场中的运动 [学业要求与核心素养] 1.会分析带电粒子在电场中的直线运动，掌握求解带电粒子直线运动问题的两种方法。 2.会用运动合成与分解的知识，分析带电粒子在电场中的平抛运动。 3.了解示波管的主要构造和工作原理。 预习案必备知识·问题导学 /通数材·理知识·素养初成 一、带电粒子在电场中的加速 (3)如果带电粒子改从电场的中央由静止 阅读教材，并回答： 开始释放，到达负极板时末速度的大小仍 教材本章第3节例题： 为= 2q心吗？为什么？ 在紧靠正极板M处有 一电量为9、质量为m 的带正电粒子，重力不 【概念·规律】 计。在电场力的作用下，该粒子由静止开 1.动力学分析 始向负极板做匀加速直线运动。 适用于匀强电场，公式有： (1)试求粒子到达负极板的速度大小，你能 qE= ,v=vo+at,x=vot+ 给出几种求法？ t=. ,十 t等。 2 (2)保持两极板间的电压U不变，若增大 2.动能定理 两极板间的距离，粒子到达负极板的速度 公式有qU=2md-2m,2或gBd= 是否变化？粒子在两极板间运动的时间是 2m2、1 否变化？ m,2(匀强电场)。 特品教铺，智慧人生593m2}_ 11Ca. (2)根据(1)结果得UAc-2 上做匀速圆周运动的电子,其动能应大于2eV,同理可 知在等势线d上做匀速圆周运动的电子,其动能应小于 如图所示,D、E两点将AB边三等分,根 8eV,选项A正确,B错误;M点到a轨道的等势能差是 据匀强电场的电势分布特点可知,CD为 9eV,电子在M点时的动能为8eV,因M点与等势线a 等势线。 的电势差为9V,因此在轨道P上运动的电子,运动到 由A点作AF垂真CD. , M点时,仅适当改变运动方向,则该电子不可到达等势 则A F-LoSs -# 线a;同理电子在N点时的动能为2eV,要到b轨道上 做圆周运动,需动能要大于2eV,因此在轨道P上运动 UAc33m{} 匀强电场的电场强度大小E一 的电子,运动到N点时,仅适当改变运动方向,则该电 72 4qL 子不可沿等势线运动,选项C、D错误。 由于A点电势比C点电势高,因此电场方向沿AF 5.D 由题意可知O点合场强为零,根据同种电荷之间电 方向。 3、m0},沿AF 场线的分布可知aO之间电场线由a到O,故a点电势 3mo} 3mo} 答案 (2) (1)- 高于O点电势,故A错误;同理可得,c点电势高于O点 4 8q 4qL 电势,两个固定电荷在bO射线上的点电场方向斜向上, 方向 故点电势低于O点电势,则6点电势低于c点,故E 提升案 随堂演练·基础落实 错误;a点电势高于O点电势,b点电势低于O点电势, 1. BD 由电场强度的叠加可知,A、B两点的场强大小相 则a点电势高于b点,试探电荷为负电荷,故该试探电 等,方向不同,故A错误;由于E、F两点离两点电荷的距 荷在a点的电势能小于在点的电势能,故C错误;根 离相等,则E、F两点的电势相等,故B正确;由电场强度 据电荷电场的对称分布可得,b、d两点电势相同,则c点 的叠加可知,AF连线上的电场强度方向指向平面内,该 电势高于d点,试探电荷为负电荷,则该试探电荷在( 电荷将不可能在AD间做往返运动,故C错误:由电场强 点的电势能小于在d点的电势能,故D正确。 度的叠加可知,OE间的场强方向由O指向E,OF间的场 4 电容器的电容 强方向由O指向F,则将一负电荷由E点静止释放后,该 课时1 电容器的电容 电荷将在EF间做往返运动,故D正确。 预习案 必备知识·问题导学 2.CD 根据电场力做功与电势能的变化关系可知,带负 电粒子仅在电场力作用下沿工轴正方向运动,电势能减 一、1.绝缘 导体 2.(1)异号 能量 (2)中和 电流 做功 小,则电场力做正功,因此电场强度方向沿工轴负方向, 故选项A错误;由题图可知,电势能的变化率不变,所 二、1.答:底面积,常量,不同,越大 2.答:见教材 以负电荷受到的电场力不变,则该电场为匀强电场,根 [概念·规律] -4mXe 3.法拉 F 微法 皮法 106 故选项B错误;由题图可知,x一5m处的电势能E。为 E-0, 零,根据公式E。-可知,x-5m处的电势-- 4.1V 5.(1)击穿 (2)正常工作 三、答:(1)不是,静电计指针的偏角 (2)因电量Q不变. 故选项C正确;电子从原点O运动到x一4m处的过程 根据U的变化,再由C-O知C的变化(3)控制变 中,只有电场力做功,电势能降低了8eV,那么动能增 量法,不能 加了8eV,故选项D正确。 3.BD 根据正点电荷的场强的分布特点,离点电荷距离 [概念·规律] 正比 正比 反比 越近的场强越强,方向是发射型的,则孤BC上各点的 四、1.固定 可变 2.聚笨乙炀 电解 电场强度方向不相同,所以C错误;根据正点电荷的电 [思考判断] 势的分布特点离点电荷距离相等的点在同一等势面上, (1)X (2)× (3)X (4)× (5)× (6)× (7)× 则孤BC上还有一点与B点的电势相同,因为B、C两 (8) 点到点电荷的距离相同,则这两点电势相同,所以D正 探究案 关键能力·互动探究 确;孤BC上电势最高的一点为孤与y轴的交点,该点 的电$场强度为E-一。 探究点一 [交流讨论] 1.答:不能 误;一个电子从B点沿着圆孤运动到C点,电场力先做 2.答:(1)见教材 (2)表示电荷量 (3)可数出图线与坐 正功后做负功,则它的电势能先减小后增大,所以B 标轴所围成图形有40小格,所以电容器放电前所带电 正确。 荷量为Q-40×8×10-5C-3.2×10-3C,根据电容的 4.A 在圆轨道P运动的电子在M点的动能为8eV, 定义可得C-0-3.210-F-4.0x10-4F。 由题图可知,到达N点时,动能为2eV,要使在等势线b r1{ 8 、f ) [例1] [解析] 电容反映电容器容纳电荷本领的大小, 后,根据几何知识可得d一dcosθ,故电场强度变为 A正确;电容器A的电容比B的大,只能说明电容器A E二 cosco,则电容器中的电场强度增大, E 容纳电荷的本领比B强,与带电多少无关,B错误;C项 说法正确;电压为10V、电荷量为2×10-C时,电容 故C正确;转动后,方向旋转了θ,粒子受到电场力的大 [答案] AC [针对训练] [针对训练] 2.B 潮湿的手指头影响了皮肤表面与小极板之间的介 电常数;,所以潮湿的手指头对指纹的识别有一定的影 1.B #7 响,会影响正常解锁,故A错误:在峭处皮肤表面和小 极板之间的距离较小,在塔处皮肤表面与小极板之间的 4.5×10-*C,故B正确,A错误;因电容器的电容不知, 4,可知在处形成的电容 所以无法得出电容器原来的电压,C错误:电容是由电 器电容较小,在崎处形成的电容器电容较大,故B正确; 容器本身决定的,跟电压和电荷量的变化无关,所以电 容器的电容不变,D错误。 由于外接电源为所有电容器充到一个预先设计好的电 探究点二 压值,所以所有的电客器电压一定,根据Q-UC-eSU 4nhd [例2] [解析] 若断开开关K,由于静电计所带电荷量 可知,极板与指纹沟(凹的部分,d大,电容小)构成的电 很少,可忽略,故电容器所带电荷量保持不变,将平行板 容器充上的电荷较少,在放电过程中放电时间短,反之, 电容器的上极板竖直向下平移一小段距离,根据C一 在处形成的电容器电容大,电荷量大,放电时间长,故 S -Q可知电容器电容增大,电容器极板间电压 4,C- C错误;用指纹的照片蒙在传感器上,不能构成电容器, 所以不能实现手机解锁功能,故D错误。 减小,静电计指针的张角变小,故A正确;根据E一 U 提升案 随堂演练·基础落实 Q 4r^Q可知板间电场强度不变,带电油 1.D 电容器既然是储存电荷的容器,它里面有无电荷都 # S 不影响其储存电荷的能力,A、B错误:电容器所带的电 荷量指任一极板电荷量的绝对值,C错误;电容器的充、 滴受力保持不变,带电油滴仍处于静止状态,故C错误; 放电伴随能量转化,D正确。 根据U一Ed,由于板间电场强度不变,P点与下极板距 2.B C-40-4.0X10-7 △U 20 F-2.0X10-8F,故选项 离不变,又下极板接地,电势为零,可知P点电势保持 不变,带电油滴在P点处于静止状态,则带电油滴的电 B正确。 势能保持不变,故B、D错误。 3.BD 根据E- ,.电压不交,距离减小为原来的一半, [答案]A 则电场强度变为原来的2倍,A错误,B正确;根据C一 [变式1] C 将电容器的上极板下移后,极板间距减小, #._c_ #4,解QS 45电压不变,距离减小为原 根据C-&S 4!容器的电容变大,A错误;电容器始终 来的一半,金属片上的电荷量变为原来的两倍,C错误, 与电源相连,两极板的电势差不变,所以静电计指针张 D正确。 角不变,B错误;电容器的电势差不变,d减小,则电场 4.B 放电前手指靠近金属门把手的过程中,门把手在手 强度E变大,P点与下极板间的电势差变大,即P点的 的影响下,发生静电感应,在其右端感应出正电荷,左端 电势增大,因为该油滴带负电,所以其电势能减少,C正 感应出负电荷。本身是处于静电平衡状态,内部场强为 确;若将电容器上极板与电源断开,则电容器的电荷量 零,两端电势相等,门把手与手之间看成一个电容器,可 不变,当正对面积S减小时,电容器的电容变小,电势差 增大,根据E-电场强度变大,油滴所受电场力变大, ,联立可得E-4nhQ eS ,可知门把手与手指之间场强逐 D错误。 渐增大,故选B。 4π可知S减小,则电容减小, 课时2 实验:观察电容器的充、放电现象 而静电计测量的是电容器两极板间的电势差,因为电容 预习案 必备知识·实验要求 器始终与电源相连,则电势差不变,所以静电计指针张 一、电流表 电压表 角不变,故A正确;若将下极板缓慢下移少许,电容器 探究案 关键能力·互动探究 始终与电源相连,电势差不变,d增大,则电场强度减 [例1] [解析] 开关接1时,平行板电容器充电,上极板 小,P点与上极板间距不变,场强E变小,所以P点与 与电源正极相连而带正电,A正确,B错误;开关接2 上极板间的电势差变小,且上极板与电源正极相连,所 时,平行板电容器放电,放电结束后上、下极板均不带 以P点电势变高,带电油滴的电势能E。一一q变小, 电,C、D错误。 故B错误:两板各绕其中点快速转过8角(0角为锐角) [答案]A [例2] [解析] 根据题图乙的含义,因Q一It,可知图形 [概念·规律] 与时间轴围成的面积表示电荷量;根据横轴与纵轴的数 #2 1.ma 据可知,一个格子的电荷量为8×10-5C,由大于半格算 一个,小于半格舍去,因此图像所包含的格子个数为38, 二、答:见教材 所以释放的电荷量为q-8X10-5C×38-3.04x10-3C。 [概念·规律] 匀速直线 零 三、1.电子枪 偏转电极 荧光屏 2.锯齿形 3.信号 5.07×10-4F-507F。 扫描 Y偏转电压 [答案] 3.04×10-3 507 [思考判断] 提升案 随堂演练·基础落实 (1)X(2)×(3)×(4)(5) 1.AD电容器充、放电过程中会有电荷发生定向移动,电 探究案 关键能力·互动探究 路产生变化的瞬间电流,电容器充、放电结束,电流消 探究点一 失,A正确,B错误;充电过程中电源提供的电能部分转 [交流讨论] 1.答:(1)速度大小仍为。2 化为电容器的电场能,C错误;放电过程中电容器中的 2,因用电场力做的功不变 电场能转化为其他形式的能,D正确。 2.B 电容是描述电容器容纳电荷的本领大小的物理量, (2)不一定(3)不能 与电容器的电压及电荷量无关,故A、D错误;当该电容 [例1] [解析] (1)根据Usp-Eh-32V,s一p= 器给手机电池充电时,电容器存储的电荷量减小,则电 Usp,s-0 能变少,故B正确,C错误。 解得p--32V 3.AC 将横坐标t分成许多很小的时间间隔△t,在这些 很小的时间间隔里,放电电流I可以视为不变,则I△t 根据p一 为这段时间内的电量,则电容器所带的电荷量为Q一 (2)整个过程只有电场力做功qEh一kaEd一0,则d= I..+I△+I△+..+I△,式中I△t、I△、. 3-24 cm 为图中的狭条形面积,由此可知,电容器所带的电荷量 在数值上等于图像与坐标轴所包围的面积。纵坐标的 此时距离A板为x-H十h-d-57cm 每个小格为0.2mA,横坐标的每个小格为0.4s,则每 (3)设n次碰撞后,小球到达A板时速度恰好为0, 个小格所代表的电荷量数值为g-0.2×10-3×0.4C= qEh-”qE(h+H)-0 8X10-C,曲线下包含的小正方形的个数为41个(格数 解得n-4。 [答案](1)6.4×10-?J(2)57cm 为38~45都正确);总放电量为Q-41×8×10-C= (3)4 3.28×10-3C,故A正确,B错误;由电容的计算公式, [变式1]C [变式2] BC 8 [针对训练] 确,D错误。故选AC。 1.解析 (1)物块先在电场中向右减速,速度减为0时电 4.解析(1)根据题图甲所示的电路,观察题图乙可知:充 势能最大。 电电流与放电电流方向相反,大小都随时间减小。 设运动的位移为x,由动能定理得 (2)当开关接“1”时,是与电源连接,是充电,且上极板带 -(aEt+mg)x1-0-m0{} 正电。 (3)正确。因为当开关S与2连接,电容器放电的过程 解得x1-0.4m 中,电容器C与电阻R上的电压大小相等,因此通过对 物块具有的最大电势能E..-aEx.-1.2X1021 放电曲线进行数据处理后记录的“峰值U.”及曲线与时 (2)根据题意可知,当物块速度减为零后,qE一umg>0 所以物块将沿工轴负方向加速,跨过O点之后在摩擦 力作用下减速,最终停止在O点左侧某处,设该点距O 答案(1)相反 减小(2)充电 正电(3)正确 点距离为x。,对全程由动能定理有 5 带电粒子在电场中的运动 预习案 必备知识·问题导学 解得x2-0.2m。 答案(1)1.2×10-2J(2)0点左侧0.2m 法二:根据F-ma,a-,又2}-2ad得o-。 /2qU 探究点二 dn [例2] [解析] (1)电子在E一E的匀强电场中做初速 (2)速度不变,时间变长。 度为零的匀加速直线运动,由牛顿第二定律得 (3)不是,因为运动过程中电场力做的功不是gU而是 eE-maì 2#. 根据位移时间公式-1②}#