第9章 第10讲 电容器的电容 静电的防止与利用 讲义 -2025-2026学年高二上学期物理沪科版必修第三册

普高物理必修3第9章静电场第10讲电容器的电容 静电的防止与利用 （讲义）--教师版（定稿） 必修3第9章静电场第10讲电容器的电容 静电的防止与利用 （讲义） 知识点1、电容器 【知识梳理】 1、电容器是一种重要的电学元件，有广泛的应用，两个彼此绝缘且又相距很近的导体，中间夹上一层绝缘物质（电介质），就组成了一个电容器，电容器可以容纳电荷。相距很近的两平行金属板就是一种最简单的电容器，叫做平行板电容器。 2、基本构造：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。 3、充电、放电： 3.1、充电：把电容器的两个极板与电源的正负极相连，使两个极板上带上等量异种电荷的过程。充电后，跟电源正极相连的极板带正电，跟电源负极相连的极板带负电。充电过程如图甲所示。 3.2、放电：用导线把充电后的电容器的两个极板接通，两个极板上的电荷中和，电容器失去电荷的过程。放电后，电容器任一极板带电荷量均为零。放电过程如图乙所示。 4．从能量的角度区分充电与放电： 充电是从电源获得能量储存在电容器中，放电是把电容器中的能量转化为其他形式的能量。 5．电容器的电荷量：其中一个极板所带电荷量的绝对值。 6．电容 类比：为了更好的理解电容我们这里把电容器与柱形水容器进行类比 电荷量类比于水的体积，电势差类比于水的深度。对于同一柱形水容器，越大，越大。对于同一电容器，越大，越大； 猜测：对于一个给定的柱形水容器而言，与的比值为常量，对于一个给定的电容器而言，与的比值也应该为一个常量。 电容器极板上电荷量增加，两极板间的电场强度也会增强，根据电势差与电场强度的关系，两极板间的电势差也会增大。最后通过实验也证明是一个常量。 6.1、定义：电容器所带电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值，叫作电容器的电容。 6.2、定义式：（电容的定义式）对任何电容器都适用。对于一个电容器来说，其电容是确定的。 Q指 一 个极板所带电荷量的绝对值。 6.3、单位：电容的国际单位：法拉，简称：法，用字母F表示，常用的单位还有微法和皮法，1 F＝106 μF＝1012 pF。 6.4、由C＝表明，电容器的电容在数值上等于使两极板间的电势差为 1 V 时电容器需要带的电荷量。 6.5、物理意义：描述电容器容纳电荷本领大小的物理量。 是电容器本身的一种属性，和电容器是否带电无关．与电容器的电荷量无关． 6.6、对于给定的一个电容器有： 6.7、击穿电压和额定电压 (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)额定电压：电容器外壳上标的电压是工作电压(或称额定电压)，也是电容器正常工作时所能承受的最大电压。 电容器在不高于额定电压下工作都是安全可靠的，不要误认为电容器只有在额定电压下工作才是正常的． (3)额定电压比击穿电压低。 7、实验：观察电容器的充、放电现象 7.1．实验器材：8 V的直流电源、单刀双掷开关、平行板电容器、电流表、电压表、小灯泡、导线若干。 7.2．实验步骤 (1)按图连接好电路。 (2)把单刀双掷开关S接在上面，使触点1和触点2连通，观察电容器的充电现象，并将结果记录在表格中。 (3)将单刀双掷开关S接在下面，使触点3和触点2连通，观察电容器的放电现象，并将结果记录在表格中。 (4)记录好实验结果，关闭电源。 7.3．实验记录和分析 实验项目 实验现象 电容器充电 灯泡 灯泡的亮度由明 到暗 最后熄灭 (均选填“明”“暗”或“熄灭”) 电流表1 电流表1的读数由大 到小 最后为零 (均选填“大”“小”或“零”) 电压表 电压表的读数由小(选填“大”或“小”)到大(选填“大”或“小”)最后稳定为某一数值 电容器放电 灯泡 灯泡的亮度由明 到暗 最后熄灭 (均选填“明”“暗”或“熄灭”) 电流表2 电流表2的读数由大 到小 最后为零 (均选填“大”“小”或“零”) 电压表 电压表的读数由大 (选填“大”或“小”)到小 (选填“大”或“小”)最后为零 7.4、充放电的比较 充电过程 放电过程 示意图 特点 （1）电流的方向为逆时针方向，强度由大到小 （2）极板所带电量增多 （3）两极板间电压增高 （4）两极板间电场强度增强 （5）充电过程从电源获取能量转化为电场能 （1）电流方向由电容器正极板流出，强度由大到小 （2）电容器的电荷量减少 （3）两极板间电压降低 （4）两极板间电场强度减小 （5）放电过程由电场能转化为其他形式的能（如内能） 【专题讲练1】 1.1电容器、电容 1、辨析题 (1)电容器的电容跟它所带电荷量成正比。(　×　) (2)对于确定的电容器，它所带电荷量跟它两极板间电压的比值保持不变。(　√　) (3)同一个电容器额定电压和击穿电压相等。(　×　) (4)当加在电容器的电压超过额定电压时，电容器将被击穿。(　×　) 2、关于电容器和电容，下列说法中正确的是（ C ） A．电容器的电容越大，其所带的电荷量就越多 B．电容器不带电时，其电容为零 C．对于一个确定的电容器来说，其电容与带电情况无关，是个定值 D．由可知，与成正比，与成反比 3．关于电容器，下列说法不正确的是（　C　） A．电容描述电容器容纳电荷的本领 B．电容器充电时，与电源正极相连的极板带正电 C．电容器带电时，两个极板只有一个板上有电荷 D．世界上最早的电容器叫莱顿瓶 4、下列关于电容的说法不正确的是（　B　） A．电容是反映电容器容纳电荷本领的物理量 B．电容器A的电容比B的大，说明A的带电荷量比B多 C．电容在数值上等于使两极板间的电势差为1 V时电容器需要带的电荷量 D．由公式知，若电容器两极板间电压为10 V，极板带电荷量为2×10-5 C，则电容器电容大小为2×10-6 F 5、一个电容器，当所带电荷量为Q时，两极板间的电势差为U，如果所带电荷量增大为2Q，则（ C ） A．电容器电容增大为原来的2倍，两极板间电势差保持不变 B．电容器电容减少为原来的1/2，两极板间电势差保持不变 C．电容器电容保持不变，两极板间电势差增大为原来的2倍 D．电容器电容保持不变，两极板间电势差减少为原来的1/2 6、在如图所示实验中，关于平行板电容器的充、放电，下列说法正确的是(　A　) A．开关接1时，平行板电容器充电，且上极板带正电 B．开关接1时，平行板电容器充电，且上极板带负电 C．开关接2时，平行板电容器充电，且上极板带正电 D．开关接2时，平行板电容器充电，且上极板带负电 7、心室纤颤是一种可危及生命的疾病。如图所示为一种叫作心脏除颤器的设备，某型号AED模拟治疗仪器的电容器电容是25 μF，充电至6 kV电压，如果电容器在3 ms时间内完成放电，则下列说法正确的是(　D　) A．电容器放电过程中电流保持不变 B．电容器的击穿电压为6 kV C．电容器充满电的电荷量是1.5 C D．电容器充满电的电荷量是0.15 C 8、电容器是一种重要的电学元件，它能储存电荷，如图所示，在对电容器充电的过程中，下列说法正确的是（　A　） A. 电容器所带的电荷量逐渐增大 B. 电容器所带的电荷量保持不变 C. 电容器两极板间的电压保持不变 D. 电容器两极板间的电压逐渐减小 9、用表示电容器的电容，表示电容器所带的电荷量，表示电容器两极板间的电势差。给一固定电容器充电，在下面四幅图中，能正确反映上述物理量之间关系的是（　BCD　）（多选） A. B. C. D. 10、某电解电容器上标有“25V，470μF”的字样，对此，下述说法中正确的是( AD )（多选） A．此电容器只能在直流25V以下电压才能正常工作 B．此电容器必须在直流25V的电压时才能正常工作 C．当工作电压是直流25V时，电容才是470μF D．这种电容器使用时，必须考虑电容器的两根引线的极性 11、对于水平放置的平行板电容器，下列说法正确的是( BCD )（多选） A．将两极板的间距加大，电容将增大 B．将两极板平行错开，使正对面积减小，电容将减小 C．在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的陶瓷板，电容将增大 D．在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的铝板，电容将增大 12、下图能储存电荷最多的电容器是（　B　） A. B. C. D. 13．(多选)有一只电容器的规格是“1.5 μF　9 V”，则该电容器(　BC　) A．正常工作时所带电荷量不能超过1.5×10－5 C B．正常工作时所带电荷量不能超过1.35×10－5 C C．额定电压为9 V D．击穿电压为9 V 14、(多选)下列关于电容器及电容的叙述正确的是(　AD　) A．任何两个彼此绝缘而又相距很近的导体，都能组成电容器，跟这两个导体是否带电无关 B．电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和 C．电容器的电容与电容器所带电荷量成反比 D．一个电容器所带的电荷量增加ΔQ＝1.0×10－6 C时，两极板间电压升高10 V，则该电容器的电容为1.0×10－7 F 15、对于某个给定的电容器，图中描述其所带电荷量Q、两板间的电势差U、电容C之间相互关系错误的是( A ) 1.2、电容的计算 1、一个电容器带电荷量为Q时，两极板间电压为U，若使其带电荷量增加4.0×10－7 C，它两极板间的电势差增加20 V，则它的电容为(　B　) A．1.0×10－8 F B．2.0×10－8 F C．4.0×10－8 F D．8.0×10－8 F 2、一个已充电的电容器，若使它的电荷量减少1.5×10－4 C，则其电压减小为原来的，则(　B　) A．电容器原来的带电荷量为9×10－4 C B．电容器原来的带电荷量为4.5×10－4 C C．电容器原来的电压为1 V D．电容器的电容变为原来的 3、如图所示为某一电容器所带电荷量和两端电压之间的关系图线，若将该电容器两端的电压从40 V降低到36 V，对电容器来说正确的是(　B　) A．是充电过程 B．是放电过程 C．该电容器的电容为5×10－2 F D．该电容器的电荷量变化量为0.2 C 1.3、实验：观察电容器的充、放电现象 1、如图所示，直流电源、开关、电流表、平行板电容器、可变电阻R组成闭合电路。下列说法中正确的是（ C ） A．增大电容器极板间距，电容器的电容增大 B．电容器的电容随其两端电压的增大而增大 C．电容器充电时，通过电流表的电流方向由b到a D．保持开关闭合，可变电阻R的阻值增大，电容器两端电压减小 2、某同学利用如图所示的实验电路观察电容器的充、放电现象，下列说法正确的是（D） A．把开关S接1，电压表和电流表示数均逐渐增大 B．把开关S先接1再断开，断开后电压表示数立即变为零 C．电容器充电与放电过程，通过电流表的电流方向相同 D．电容器放电过程，电压表和电流表示数均逐渐减小 3、如图所示为研究电容器的充、放电现象的电路图，实验前，开关S是断开的，电容器不带电。下列操作过程中，说法正确的是(　B　) A．开关S接1，电容器上极板带负电 B．开关S接1稳定后，再断开S，电容器两极板间有电场存在 C．开关S接1稳定后，再将S掷向2，通过电流传感器的电流方向向上 D．开关S接1稳定后，再将S掷向2，通过电阻R中电流方向向右 4、如图所示的实验电路，可研究电容器的充、放电，先使开关S与1端相连，电源给电容器充电，然后把开关S掷向2端，电容器通过电阻R放电。 (1)电容器在充电的过程中，电容器的带电荷量 ； A．不变 B．变大 C．变小 (2)电容器在放电的过程中，电容器的电容 ； A．不变 B．变大 C．变小 (3)传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的I－t曲线。曲线与t轴围成的面积代表电容器的 。 A．电压 B．电容 C．电荷量 答案　(1)B　(2)A　(3)C 5、如图甲所示为电容器的充电电路，先将可变电阻的阻值调为R1，闭合开关S，电容器所带电荷量q随时间t变化的关系图像如图乙实线①所示。然后断开开关，先使电容器放电完毕，再把的阻值调为R2（R2＞R1），接着重复前面的操作，得到如图乙实线②所示图像，下列说法正确的是（ A ） A. 电容器充电过程，充电电流不断减小 B. 电容器充电过程，充电电流不断增加 C. 电容器充电过程，电容器的电容不断增加 D. 增大可变电阻的阻值对电容器充电更快完成 6、某同学用传感器做“观察电容器的充放电”实验，采用的实验电路如图1所示。 （1）将开关先与“1”端闭合，电容器进行_________（选填“充电”或“放电”），稍后再将开关与“2”端闭合。在下列四个图像中，表示以上过程中，通过传感器的电流随时间变化的图像为_____，电容器两极板间的电压随时间变化的图像为_____。（填选项对应的字母） A. B.C. D. （2）该同学用同一电路分别给两个不同的电容器充电，电容器的电容C1＜C2，充电时通过传感器的电流随时间变化的图像如图2中①②所示，其中对应电容为C1的电容器充电过程I﹣t图像的是______（选填①或②）。请说明你的判断依据_____________________。 （1）充电；A；C； （2）①； 理由：用同一电路分别给两个不同的电容器充电，电容器的电容C1＜C2，则充电完成后，两电容器两端电压相同，根据Q＝CU可知，电容器C1所带电荷量小，而I﹣t图像面积代表电荷量，所以对应电容为C1的电容器充电过程I﹣t图像的是①。 7. 利用图甲所示电路观察电容器的充、放电现象。 （1）图甲中，传感器1是________传感器，传感器2是________传感器感器（均选填：“电流”或“电压”）。 （2）在对电容器充电的过程中，充电电流I随时间t变化的图线可能是图乙中的________。 （3）充电完成后电容器两板间电势差为16V，极板所带的电荷量为，则此电容器的电容为________；再对电容器放电，放电结束后电容器的电容为______。 （4）电容器充电过程中，整个电路能量转化情况是：________。 【答案】 ①. 电流 ②. 电压 ③. A ④. 470 ⑤. 470 ⑥. 见解析 8、一位同学用电流传感器观察电容器放电过程的变化情况得到的I－t图像如图所示，电源电压是8 V。 (1)在图中画一个竖立的狭长矩形(在图的最左边)，它的面积的物理意义是什么？ (2)怎样根据I－t图像估算电容器在全部放电过程中释放的电荷量？试着算一算。 答案　(1)一段时间内电路中流过的电荷量。 (2)计算图线与横轴间的面积，约为40格，Q≈3.2×10－3 C。注意：“面积”的计算：计算格子数，小于半格的舍去，大于半格的算一格。 9、在“观察电容器的充、放电现象”实验中， (1)用如图所示的电容器做实验，电容器外壳上面标着“2 200 μF,10 V”的字样，下列说法正确的是 。 A．电容器的击穿电压为10 V B．电压为10 V时，电容器才正常工作 C．电容器电压为5 V时，电容是2 200 μF D．电容器电压为5 V时，电容是1 100 μF (2)把干电池E、电阻箱R、电容器C、电流表G、单刀双掷开关S按照电路图连成实验电路，将电阻箱R调到合适阻值。 ①先使开关S接1，电源给电容器充电，观察到电流表指针偏转情况为 ； A．逐渐偏转到某一刻度后保持不变 B．逐渐偏转到某一刻度后迅速回到0 C．迅速偏转到某一刻度后保持不变 D．迅速偏转到某一刻度后逐渐减小到0 ②电容器充电完毕，断开开关，此时如图所示电路图中电容器上极板 (填“带正电”“带负电”或“不带电”)； ③然后将开关S接2，电容器放电。在放电过程中，电路中的电流大小为i，电容器所带电荷量为Q，电容器两极板电势差为U，电容器的电容为C。关于i、Q、U、C随时间t变化的图像正确的是 。 答案　(1)C　(2)①D　②带正电　③B 10、电容器是一种重要的电学元件，在电工、电子技术中应用广泛。使用图甲所示电路观察电容器的充、放电过程。电路中的电流传感器与计算机相连，可以显示电路中电流随时间的变化。图甲中直流电源电动势E＝8 V，实验前电容器不带电。先使S与“1”端相连给电容器充电，充电结束后，使S与“2”端相连，直至放电完毕。计算机记录的电流随时间变化的i－t曲线如图乙所示。 (1)图像阴影为i－t图像与对应时间轴所围成的面积表示的物理意义是 ； (2)乙图中阴影部分的面积S1 S2；(选填“>”“<”或“＝”) (3)计算机测得S1＝1 203 mA·s，则该电容器的电容为 F。(保留两位有效数字) 答案　(1)电荷量　(2)＝　(3)0.15 解析　(1)根据q＝it可知i－t图像与对应时间轴所围成的面积表示的物理意义是电荷量。 (2)S1表示电容器充电后所带电荷量，S2表示电容器放出的电荷量，所以S1＝S2。 (3)该电容器的电容为C＝＝≈0.15 F。 11、(多选)图甲为用电流传感器在计算机上观察电容器充、放电现象的电路图，E表示电源(忽略内阻)，R表示电阻，C表示电容器，将S分别拨到a、b两触点，得到充、放电过程中电容器两极板间电压U、电路中的电流I与时间t的关系图像如图乙所示，以下说法正确的是(　AC　) A．t1～t2时间内，电容器极板所带的电荷量逐渐增加，电容器在充电 B．t2～t3时间内，电容器极板所带的电荷量减少为零，电容器在放电 C．t3～t4时间内，I－t图线与t轴围成的图形“面积”表示电容器放电过程放出的电荷量 D．在图甲的电路中，增大电阻R，可以实现对电容器更快速充电 12、某同学用电流传感器观察电容器的放电过程。甲图为该实验电路图，其中电源电压恒为6 V。该同学先将开关接1为电容器充电，待电容器充满电再将开关接2，利用传感器记录电容器放电过程，得到该电容器放电过程的I－t图像如图乙。 (1)下列说法正确的是 。 A．电容器充电的过程中，负电荷由电源的正极移动到电容器的正极板 B．电容器充电的过程中，电路中的电流不断增大 C．电容器放电的过程中，电容器两极板间的电场强度不断变小 D．电容器放电的过程中，电路中电流不断增大 (2)根据以上数据估算，电容器在整个放电过程中释放的电荷量为 C。(结果保留三位有效数字) (3)该同学用相同实验装置测得另一电容器放电过程中释放的电荷量Q＝6.6×10－3 C，该电容器的电容为 F。(结果保留两位有效数字) (4)如果不改变电路其他参数，只减小电阻R，充电时i－t图线与横轴所围成的面积将 (填“增大”“不变”或“减小”)；充电时间将 (填“变长”“不变”或“变短”)。 答案　(1)C　(2)1.72×10－3　(3)1.1×10－3　(4)不变　变短 知识点2、平行板电容器的电容 【知识梳理】 1、探究决定平行板电容器的大小的因素 保持Q和d不变，增大(或减小)两极板的正对面积S，观察电势差U(静电计指针偏角)的变化，依据C＝，分析电容C的变化． 所示，保持Q和S不变，增大(或减小)两极板间的距离d，观察电势差U(静电计指针偏角)的变化，依据C＝，分析电容C的变化． 所示，保持Q、S、d不变，插入电介质，观察电势差U(静电计指针偏角)的变化，依据C＝，分析电容C的变化． (1)实验结论：S增大，电势差U减小，电容C增大． (2)实验结论：d增大，电势差U增大，电容C减小． (3)实验结论：插入电介质，电势差U减小，电容C增大． 2、平行板电容器的电容 2.1、平行板电容器电容的决定因素：电容C与两极板间电介质的相对介电常数εr成 正比 ，跟极板的正对面积S成正比 ，跟两极板间的距离d成 反比 。 2.2、平行板电容器电容的决定式（只适用于平行板电容器）：C＝ ，εr为电介质的相对介电常数，k为静电力常量。当两极板间是真空时，εr＝ 1 。 2.3、几种常用电介质的相对介电常数（真空时相对介电常数εr＝1，其他任何电介质的相对介电常数εr都大于1） 电介质 空气 煤油 石蜡 陶瓷 玻璃 云母 水 1.0005 2 2.0~2.1 6 4~11 6~8 81 2.4、公式C＝与C＝的比较 　　公式 内容　　 C＝ C＝ 公式特点 定义式 决定式 意义 对某电容器Q∝U，但＝C不变，反映容纳电荷的本领 平行板电容器，C∝εr，C∝S，C∝，反映了影响电容大小的因素 适用范围 任何电容器 平行板电容器 联系 电容器容纳电荷的本领由来量度，由本身的结构(如平行板电容器的εr、S、d等因素)来决定 3、常用电容器 从构造上看，可以分为固定电容器和可变电容器两类。 （1）固定电容器——电容固定不变，如聚苯乙烯电容器； （2）电解电容器——正负极不能接反，不能接交流电； （3）可变电容器——可变电容器由两组铝片组成，固定的一组铝片叫作定片，可以转动的一组铝片叫作动片。转动动片，使两组铝片的正对面积发生变化，电容就随着改变。 4、平行板电容器的两类动态问题 4.1、两类基本问题 (1)电容器始终与电池两极相连，让电容器的某一物理量发生变化，求其他物理量的变化。处理原则：电容器上的电压不变。 (2)电容器和电源连接后再断开，电容器不充、放电而让某一物理量发生变化，求其他物理量的变化。处理原则：电容器上的电荷量不变。 4.2、平行板电容器动态问题的分析方法：抓住不变量，分析变化量，紧抓三个公式：C＝、E＝和C＝ 4.3、平行板电容器动态问题的分析步骤： （1）、认清电容器是、中的哪一个量不变。 若电容器始终与电源连接，则两板间的电势差保持不变。若电容器与电源断开，则两板所带电荷量保持不变。 （2）、用决定式，来判断电容的变化趋势。 （3）、由定义式，来判断、中会发生变化的那个量的变化趋势。 （4）、由或（），来分析场强的变化。 （5）、由，来分析点电荷的受力变化。 （6）、选定零电势位置，用来分析某点的电势变化。 4.4、平行板电容器的两类典型问题基本思路 4.4.1、U不变的情形-----电容器两极板始终与电源两极相连， 由C＝→C∝，可知C随d、S、εr的变化而变化 由Q＝UC＝U→Q∝，可知Q随d、S、εr的变化而变化 由E＝→E∝，可知E随d的变化而变化 若用“↑”表示相关物理量增大，“↓”表示减小，则： (1)电容器极板间距离变化． (2)电容器的正对面积变化． 4.4.2、Q不变的情形----电容器充电后与电源断开：． 由C＝→C∝，可知C随d、S、εr的变化而变化 由U＝＝→U∝，可知U随d、S、εr的变化而变化 由E＝＝＝→E∝，可知E随S、εr的变化而变化，但与d无关，不随d的变化而变化 若用“↑”表示相关物理量增大，“↓”表示减小，则： (1)电容器极板间距离变化 (2)电容器的正对面积变化． 5、平行板电容器与静电计结合问题的解决方法 5.1．静电计指针和外壳分别与两块平行金属板相连接，两块金属板带上等量的异种电荷，电容器电荷量Q不变． 5.2．由决定式C＝，根据所给问题中εr、S或d的变化，确定平行板电容器的电容C的变化情况． 注意电容器间插入电介质时意味着εr变大，电容C变大；插入金属板时意味着d减小，电容C也变大． 5.3．根据U＝，可确定电容器两极板间的电势差的变化，进而可以确定静电计指针的张角变化情况． 专题讲练2 2.1、平行板电容器的电容 1、(多选)有一个真空平行板电容器，两极板间距离为d，正对面积为S，充以电荷量Q后，两极板间电压为U，为使电容器的电容加倍，可采用的办法是(　CD　) A．将电压变为 B．将带电荷量变为2Q C．将极板间的距离变为 D．两极板间充满相对介电常数为2的电介质 2、一平行板电容器两极板间距为d、极板面积为S，电容为，其中是常量。对此电容器充电后断开电源。当增加两板间距时，电容器极板间电场强度 不变 （填“不变，变大，变小”），电势差 变大 （填“不变，变大，变小”）。 2.2平行板电容器的动态变化---与电源保持连接 1、如图所示，平行板电容器与电动势为E的电流电源连接，上极板A接地，一带负电油滴固定于电容器中的P点，现将平行板电容器的下极板B竖直向下移动一小段距离，则（　B　） A．带电油滴所受电场力不变 B．P点的电势将升高 C．带电油滴的电势能增大 D．电容器的电容减小，极板带电量增大 2、两块大小、形状完全相同的金属板正对水平放置，构成一个平行板电容器。将两金属板分别与电源两极相连，如图所示，闭合开关S达到稳定后，在两板间有一带电液滴P恰好处于静止状态，下列判断正确的是（　A　） A．保持开关S闭合，减小两极间的距离，液滴向上运动 B．保持开关S闭合，减小两板间的距离，液滴向下运动 C．断开开关S，减小两板间的距离，液滴向上运动 D．断开开关S，减小两板间的距离，液滴向下运动 3、如图所示电路中，A、B是构成平行板电容器的两金属极板，P为其中的一个定点。将开关S闭合，电路稳定后将A板向上平移一小段距离，则下列说法正确的是（ BD ）（多选） A．电容器的电容增加 B．在A板上移过程中，电阻R中有向上的电流 C．A、B两板间的电场强度增大 D．P点电势降低 4、两块大小、形状完全相同的金属板平行放置，构成一平行板电容器，与它相连接的电路如图所示．接通开关，电源即给电容器充电，下列说法正确的是（BC）（多选） A．保持K接通，减小两极板间的距离，则两极板间场强减小 B．保持K接通，在两极板间插入一块介质，则极板上的电荷量增大 C．断开K，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小 D．断开K，在两极板间插入一块介质，则两极板间的电势差增大 5、两个较大的平行金属板A、B相距为d，分别接在电压为U的电源正、负极上，这时质量为m，带电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，如果将两极非常缓慢地错开一些，那么在错开的过程中（　C　） A．油滴将向上加速运动，电流计中电流从b流向a B．油滴将向下加速运动，电流计中的电流从a流向b C．油滴静止不动，电流计中的电流从a流向b D．油滴静止不动，电流计中的电流从b流向a 6、如图所示的电路中，理想二极管和水平放置的平行板电容器串联接在电路中，不计电源内阻，闭合开关S，平行板间有一质量为m，电荷量为q的带电液滴恰好能处于静止状态，则下列说法正确中的是（　ABD　）（多选） A．将A板向下平移一些，液滴将向上运动 B．断开开关S，将A板向上平移一些，液滴将保持静止不动 C．将A板向右平移一些，液滴仍处于静止状态 D．断开开关S，将A板向右平移一些，液滴将向上运动 7、如图所示，两块较大的金属板A、B平行放置并与一电源相连，其中A板接地(取大地电势φ＝0)。开关S闭合后，两板间有一质量为m、电荷量为q的油滴恰好处于静止状态。以下说法正确的是(　B　) A．保持S闭合，若将A板向上平移一小段位移，则油滴向下加速运动，G中有a→b的电流 B．保持S闭合，若将A板向左平移一小段位移(油滴仍处于两极板之间)，则油滴仍然静止，G中有b→a的电流 C．若将S断开，则油滴立即向下做匀加速直线运动 D．若将S断开，再将B板向下平移一小段位移，则油滴仍然保持静止，但油滴的电势能减小 8、如图所示，平行板电容器的两极板A、B接于电源两极，一个带正电小球悬挂在电容器内部。闭合开关S，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ，下列说法正确的是(　C　) A．保持开关S闭合，将A板向上移动少许，则θ减小 B．保持开关S闭合，将A板水平向左远离B板，则θ不变 C．断开开关S，将A板水平向左远离B板时，则θ不变 D．断开开关S，将A板向上移动少许，则θ减小 9、一平行板电容器，板间距离为，电容为，接在电压为的电源上，充电完成后撤去电源，求： ⑴ 电容器所带的电荷量； ⑵ 两极板间的电场强度； ⑶ 若使板间距离增大为，则电容器的电容、电量变为多少？两极板间的电压、电场强度变为多大？ 【答案】 ⑴ ；⑵ ；⑶ ，，， 2.3平行板电容器的动态变化---与电源断开的（电量保持不变） 1、一平行板电容器两极板间距为、极板面积为，电容为，其中是常量．对此电容器充电后断开电源．当增加两板间距时，电容器极板间（ A ） A．电场强度不变，电势差变大 B．电场强度不变，电势差不变 C．电场强度减小，电势差不变 D．电场强度减小，电势差减小 2、(多选)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，电荷量足够小，固定在P点，如图所示。若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线位置，则(　BD　) A．静电计指针偏角变小 B．两极板间的电场强度保持不变 C．P点的电势变大 D．在P点的正电荷电势能保持不变 3．(多选)如图所示平行金属板A、B组成的电容器，充电后与静电计相连。实验中极板所带电荷量不变，下列说法正确的是(　CD　) A．在A、B两板间平行插入厚度小于极板间距的陶瓷板，电容C变小 B．在A、B间紧贴极板平行插入厚度小于极板间距的铝板，静电计指针张角变大 C．将B板向上平移少许，静电计指针张角变大 D．将B板向左平移少许，两极板间电场强度不变 4.一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地。两极板间有一个正试探电荷固定在P点，如图所示。以C表示电容器的电容、E表示两极板间的电场强度、φ表示P点的电势、Ep表示正电荷在P点的电势能。若正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离x0的过程中，各物理量与负极板移动距离x的关系图像正确的是(　C　) 5、两平行金属板带等量异种电荷，要使两板间的电压加倍，两板间的电场强度减半，采用的办法是（ C ） A．两板的电荷量加倍，而距离变为原来的四倍 B．两板的电荷量加倍，而距离变为原来的二倍 C．两板的电荷量减半，而距离变为原来的四倍 D．两板的电荷量减半，而距离变为原来的二倍 6、板间距为d的平行板电容器所带电荷量为Q时，两极板间的电势差为U1，板间场强为E1．现将电容器所带电荷量变为2Q，板间距变为，其他条件不变，这时两极板间电势差为U2，板间场强为E2，下列说法正确的是（ C ） A． B． C． D． 7、如图所示，有一个平行板电容器，A板带电荷量为，B板接地，在A、B两板间的电场内有一固定点P。下列说法中正确的是（　A　） A．若B板固定，A板下移，则P点的电场强度不变，P点电势不变 B．若B板固定，A板下移，则P点的电场强度不变，P点电势升高 C．若A板固定，B板上移，则P点的电场强度变大，P点电势降低 D．若A板固定，B板上移，则P点的电场强度不变，P点电势升高 8、如图，两平行正对的带电金属板A、B水平放置，充电后与电源断开，其中B板接地，一带电油滴恰好静止地悬浮在P点。下列说法中正确的是（　B　） A．将A板向上移动一段距离，两板间电势差减小 B．将A板水平向左移动一小段距离，油滴向上加速运动 C．A板以左端为轴垂直于纸面逆时针旋转一个小角度后油滴仍保持静止状态 D．增加A板所带电荷量，P点电势一定升高 9、如图所示，在“研究影响平行板电容器电容的因素”实验中，极板所带电荷量保持不变。设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ，下列说法正确的是（　C　） A．保持d不变，减小S，则θ变小 B．保持d不变，减小S，则θ不变 C．保持S不变，增大d，则θ变大 D．保持S不变，增大d，则θ变小 10、让平行板电容器正对的两极板带电后，静电计的指针偏转一定角度.不改变A、B两板所带电荷量，且保持两板在竖直平面内。现要使静电计指针偏转角变大，下列做法中可行的是 （　AB　）（多选） A．保持B板不动，A板向下平移 B．保持B板不动，A板向左平移 C．保持B板不动，A板向右平移 D．保持A、B两板不动，在A、B之间插入一块绝缘介质板 11、下图是某实验小组为了定性探究平行板电容器的电容与其结构之间的关系装置图。充电后与电源断开的平行板电容器的A板与静电计相连，B板和静电计金属壳都接地，A板通过绝缘柄固定在铁架台上，人手通过绝缘柄控制B板的移动。请回答下列问题： （1）本实验采用的科学方法是_____C______ A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．建立物理模型法 （2）在该实验中，静电计的作用是_____B______ A．测定该电容器的电荷量 B．测定该电容器两极的电势差 C．测定该电容器的电容 D．测定A、B两板之间的电场强度 （3）在实验中观察到的现象是 A A．甲图中的手水平向左移动时，静电计指针的张角变大 B．甲图中的手水平向左移动时，静电计指针的张角不变 C．乙图中的手竖直向上移动时，静电计指针的张角变小 D．丙图中的手不动，而向两板间插入陶瓷片时，静电计指针的张角变大 12、有一平行板电容器，已知电容器的正对面积为S、板间距d． （1）在两金属板之间插入面积为S、厚度为、介电常数为电介质，如图1，求电容器的电容． （2）在两金属板之间插入面积为、厚度为、介电常数为电介质，如图2，求电容器的电容． 【答案】（1）可看作两电容器串联 （2）可看作两电容器并联 2.4电容器动态变化的应用 1、如图为某电容式话筒的原理示意图，图中电压U不变，R为定值电阻，薄片P和Q为两相互绝缘的金属极板。当对着话筒说话时，P振动而可视为不动，在P、Q间距增大过程中（　A ） A．有向下的电流流过R B．P板电荷量增大 C．P、Q两板构成电容器的电容增大 D．P、Q两板间的场强不变 2、很多手机的指纹解锁功能利用了电容式指纹识别技术。如图所示，指纹识别传感器上有大量面积相同的小极板，当手指贴在传感器上时，指纹的凸起部分（叫“嵴”）及凹下部分（叫“峪”）与这些小极板形成大量大小不同的电容器．传感器给所有的电容器充电达到某一电压值后，电容器放电，根据放电快慢的不同来探测嵴和峪的位置，从而形成指纹图象数据，则（　B　） A．沾水潮湿的手指不会影响正常解锁 B．极板与指纹“嵴”部分形成的电容器电容较大 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面也能够实现指纹解锁 3、工厂在生产纺织品、纸张等绝缘材料时为了实时监控其厚度，通常要在生产流水线上设置如图所示传感器。其中A、B为平行板电容器的上、下两个极板，上、下位置均固定，且分别接在恒压直流电源的两极上。当流水线上通过的产品厚度增大时，下列说法正确的是（D　　） A．A、B平行板电容器的电容减小 B．A、B两板间的电场强度增大 C．A、B两板上的电荷量变小 D．有电流从a向b流过灵敏电流计 4.(多选)如图是一种通过测量电容器电容的变化，来检测液面高低的仪器原理图，电容器的两个电极分别用导线接到指示器上，指示器可显示电容的大小，下列关于该仪器的说法中正确的有(　AD　) A．该仪器中电容器的两个电极分别是金属芯柱和导电液体 B．芯柱外面的绝缘层越厚，该电容器的电容越大 C．容器中液面升高，相当于两平行板间的距离增大，电容器电容减少 D．如果指示器显示出电容增大了，则说明容器中液面升高了 5、如图所示是电容式话筒的示意图，它是利用电容制作的传感器，话筒的振动膜前面镀有薄薄的金属层，膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极，在两极间加一电压U，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发生变化，导致话筒所在电路中的其他量发生变化，使声音信号被话筒转化为电信号，其中导致电容变化的原因可能是电容器两板间的（　A　） A．距离变化 B．正对面积变化 C．介质变化 D．电压变化 6、如图所示，电容式麦克风的振动膜是利用超薄金属或镀金的塑料薄膜制成的，它与基板构成电容器，并与电阻、电池构成闭合回路。麦克风正常工作时，振动膜随声波左右振动。下列说法正确的是（　BD　）（多选） A．振动膜向右运动时，电容器的板间电场强度不变 B．振动膜向右运动时，a点的电势比b点的电势高 C．振动膜向左运动时，电阻上有从a到b的电流 D．振动膜向左运动时，振动膜所带的电荷量减小 7、如图是电子秤中用电容制成的力传感器电路图。当用力F向上压膜片电极时，下列说法正确的是（AD）（多选） A．电容器的电容增大，带电荷量增大 B．电容器的电容减小，带电荷量减小 C．电流表有示数，其电流方向由a向b D．电流表有示数，其电流方向由b向a 8、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，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，则以下说法正确的是（　AD　）（多选） A．若电容器极板间的电压不变，x变大，电容器极板上带电量减小 B．若电容器极板电量不变，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 D．若电容器的电压保持不变，手指挤压绝缘表面，电容器两极间的距离减小，电容器带电量减小 9、如图所示为一种电容传声器。b是固定不动的金属板，a是能在声波驱动下沿水平方向振动的金属膜片，a、b构成一个电容器。其工作原理是当声波作用于金属膜片时，金属膜片发生相应的振动，于是就改变了它与固定极板b间的距离，从而使电容发生变化，而电容的变化可以转化为电路中电信号的变化，闭合开关K，若声源S发出声波使a向右运动时(　C　) A．电容器的电容减小 B．a、b板之间的电场强度减小 C．电容器极板上的电荷量增大 D．流过电流表的电流方向为自右向左 10、近年来医用口罩需求陡增，熔喷布是医用口罩的最核心的材料。工厂在生产熔喷布时为了实时监控其厚度，通常要在生产流水线上设置如图所示传感器，其中A、B为平行板电容器的上、下两个极板，上下位置均固定，且分别接在恒压直流电源的两极上，G是灵敏电流计。熔喷布匀速从两极板间穿过，当熔喷布的厚度变薄时会导致相对介电常数变小，则熔喷布(　D　) A．突然变薄，电容器两端电压会变大 B．突然变薄，电容器的电容会变大 C．突然变厚，A、B两个极板间的电场会变弱 D．突然变厚，会有自b向a的电流 11.(多选)加速度的测量可以使用电容式加速度传感器，其结构原理图如图所示，质量块右侧连接轻质弹簧，左侧连接电介质，弹簧与电容器固定在外框上，质量块带动电介质移动改变电容，下列说法正确的是(　BD　) A．电介质插入极板越深，电容器电容越小 B．电介质插入极板越深，电容器电容越大 C．当电介质抽出极板时，电流从a点流向b点 D．当电介质抽出极板时，电流从b点流向a点 2.5、平行板电容器的综合运用 1、如图所示是一个平行板电容器，其电容为C，带电荷量为Q，上极板带正电，两极板间距为d。现将一个带正电且电荷量为q的试探电荷由两极板间的A点移动到B点，A、B两点间的距离为s，AB连线与极板间的夹角为30°，则静电力对该试探电荷所做的功等于(　C　) A. B. C. D. 2.(多选)如图，平行板电容器与直流电源连接，电源正极接地。初始电容器不带电，闭合开关，电路稳定后，一个带电油滴位于电容器中的P点且处于静止状态。下列说法正确的是(　BCD　) A．带电油滴带正电 B．保持开关闭合，上极板下移，带电油滴向上运动 C．保持开关闭合，上极板上移，P点电势降低 D．电路稳定后，断开开关，下极板下移，带电油滴保持静止 3、如图所示，水平金属板A、B分别与电源两极相连，带电油滴处于静止状态。现将B板右端向下移动一小段距离，两金属板表面仍均为等势面，则该油滴(　D　) A．仍然保持静止 B．竖直向下运动 C．向左下方运动 D．向右下方运动 4.(多选)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，图中向下为二极管正向)连接，电源负极接地。初始电容器不带电，闭合开关稳定后，一带电油滴位于电容器中的P点且处于静止状态。下列说法正确的是(　AD　) A．将下极板下移，则P点的电势升高 B．将上极板下移，则P点的电势不变 C．减小极板间的正对面积，带电油滴保持静止，但P点的电势会降低 D．减小极板间的正对面积，带电油滴将向上运动 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C＝，C＝，极板间的电场强度E＝，整理可得E＝＝。将下极板下移，d变大，由C＝可知C变小，由于二极管具有单向导电性，电容器不能放电，由E＝可知电容器两极板间的电场强度不变，P与下极板间距离增大，两者间的电势差增大，则P点电势升高，故A正确；将上极板下移，d变小，由C＝可知C变大，两极板电势差不变，根据E＝知两板间电场强度变大，P点与下极板之间距离不变，根据UP下＝EdP下，可知下极板与P点间的电势差变大，下极板电势不变，则P点电势升高，故B错误；根据C＝，减小极板间的正对面积，电容C减小，由于二极管具有单向导电性，而题图中电容器只能充电，不能放电，由E＝可知电容器两极板间的电场强度变大，油滴所受静电力变大，带电油滴将向上运动；P点与下极板间的距离不变，E变大，则P点电势会升高，故C错误，D正确。 5、已知均匀带电的无穷大平面在真空中激发电场的场强大小为，其中为平面上单位面积所带的电荷量，为常量。如图所示的平行板电容器，极板正对面积为S，其间为真空，带电荷量为Q。不计边缘效应时，极板可看作无穷大导体板，则极板间的电场强度大小和两极板间相互的静电引力大小分别为（ D ） A．和 B．和 C．和 D．和 提示：一个板上电荷产生的电场对另一个板上电荷的作用力 6、如图所示，平行板电容器与电源相连，两极板竖直放置，间距为d。在两极板的中央位置，用长为L的绝缘细线悬挂一个质量为m，电荷量为q的小球。小球静止在A点，此时细线与竖直方向成θ角。已知电容器的电容为C，重力加速度大小为g。 (1)求平行板电容器两极板间的电场强度大小； (2)求电容器极板上所带电荷量Q； (3)将小球从悬点正下方O点(细线处于张紧状态)由静止释放，求小球运动到A点时的速度。 答案　(1)　(2) (3) 解析　(1)带电小球静止在A点的受力如图所示。 根据平衡条件可得qE＝mgtan θ 解得E＝。 (2)设两板间电压为U，则U＝Ed 又C＝ 可得Q＝CEd＝。 (3)带电小球从O运动到A，由动能定理得 qELsin θ－mgL(1－cos θ)＝mv2－0 解得v＝。 7．如图所示，内径很小的绝缘圆弧管AB固定在竖直平面内，圆弧半径r＝0.2m，圆心O处固定一个电荷量Q＝+4×10﹣10C的点电荷，质量m＝0.06kg、略小于圆管截面的电荷量qC的带负电小球（视为质点），从与O点等高的A点沿圆管由静止运动到最低点B，到达B点时小球刚好与圆弧管没有作用力，然后进入板间距d＝0.08m的平行板电容器，刚好水平向右做匀速直线运动。已知在电容器中小球不受点电荷Q的影响，取重力加速度大小g＝10m/s2，静电力常量k＝9.0×109N⋅m2/C2，求： （1）小球到达B点时的速度大小v； （2）小球下滑过程中克服阻力做的功W； （3）平行板电容器两板间的电势差UMN。 解：（1）到达B点时小球刚好与圆弧管没有作用力，对小球受力分析，根据牛顿第二定律有 解得： （2）小球下滑过程中，由动能定理得 解得：Wf＝0.06J； （3）进入平行板电容器，刚好水平向右做匀速直线运动，则有 解得：UMN＝3.6V。 8、如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为 C，极板间距离为 d，上极板正中有一小孔。质量为 m、电荷量为 q 的小球从小孔正上方高 h 处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处速度恰为零 。空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为 g。求： （1）小球到达小孔处的速度； （2）极板间电场强度大小 （3）两板间的电势差和电容器所带电荷量； 【知识点3、静电的防止与利用】 【知识梳理】 自然界到处都有静电。生产中的搅拌、挤压、切割等活动，生活中的穿衣、脱衣、运动等过程都可能产生静电。 在加油站给车加油前，为什么要触摸一下静电释放器？ 1.静电利用原理的三种情况 （1）利用电场对带电粒子的吸引作用: 如静电除尘、静电植绒、静电喷雾、静电复印等 。 （2）利用静电产生的高压放电：如警棍、压电打火机、点火器、煤气灶打火开关等。 （3）利用尖端放电，如负离子发生器等。 2、静电的利用 2.1、静电除尘（装置如右图a、b）--工业静电除尘器 基本构造：金属圆筒A接高压电源正极并接地，筒内金属丝B接高压电源负极。 除尘原理：设法使空气中的尘埃带电，在静电力作用下，尘埃到达电极而被收集起来，这就是静电除尘。 如图，静电除尘器由筒状收集器A和线状电离器B组成。A接到几千伏高压电源的正极，B接到高压电源的负极，它们之间有很强的电场，而且距B越近，电场强度越大。B附近的空气中的气体分子更容易被电离，成为正离子和电子。正离子被吸到B上，得到电子，又成为分子。电子在向着正极A运动的过程中，遇到烟气中的粉尘，使粉尘带负电。粉尘被吸附到正极A上，最后在重力的作用下落入下面的漏斗中。静电除尘用于粉尘较多的各种场所，除去有害的微粒，或者回收物资，如回收水泥粉尘。 2.2静电喷雾 原理：应用高压静电,在喷枪与被涂物之间形成一个高压静电场，当涂料经过喷头时产生了高压静电，从喷头喷出后变成带有静电荷的雾滴。在静电场的作用下，雾滴作定向运动，且喷洒均匀。 2.3静电复印 （1）硒鼓：没有光照射部分为绝缘体，能保持电荷；有光照射部分为导体，将所带电荷传走。 （2）墨粉：一种带电荷的细微塑料颗粒，其电荷与硒鼓表面的电荷极性相反。 （3）工作原理：复印时先使硒鼓带正电，用光学系统将原稿文字成像在硒鼓上，由于字迹的遮光效果，硒鼓表面没有光照射的部分是很好的绝缘体，能保持电荷，因而留下我们看不到的带正电的“静电潜像”。带负电的墨粉和硒鼓表面接触，被带正电的“静电潜像”吸引，显出墨粉组成的字迹。带正电的白纸与硒鼓表面墨粉组成的字迹接触，将墨粉吸附到白纸上，最后加热使墨粉牢固停留在纸上。 复印机复印的工作过程如图所示 3、静电的防范 3.1、良好接地：把静电传入地下，防止静电聚集，避免静电放电的火花引发爆炸；如油罐车用铁链拖地、加油机上的金属键盘；飞机起落架上的轮胎要用导电橡胶制成；维修集成电路板技术员所带的防静电手套；在含有易燃气体的工厂或实验室里的工作人员要穿一种特制的导电鞋；在地毯中夹杂一些不锈钢铁丝。 3.2、工艺控制：使空气保持湿润，让静电通过潮湿的空气转移出去；如无尘车间。 适当增加工作环境的湿度以让静电通过潮湿的空气传导走。如：在印染厂里，棉纱、毛线、化纤上的静电会吸引空气中的尘埃，使印染质量下降，为此适当增加车间内的空气湿度，以让静电通过潮湿的空气传导走。 3.3、使用避雷针--原理是尖端放电。 将尖锐的金属棒安装在建筑物的顶端，用粗导线与埋在地下的金属板连接，保持与大地的良好接触，就成为避雷针如图所示，在雷雨天气高楼上空出现带电云层时，高楼顶部会被感应上大量电荷。由于避雷针是尖的，在其周围形成强电场而导致尖端放电。这就是把空气击穿（电离）形成导电通路，使云层中积累的电荷通过避雷针导入大地，减少地面物受雷击的可能性。所以避雷针其实不“避雷”，反而是“接雷”，只不过是化强为弱，避免强雷电的破坏。 4、总之，静电利用是借助电荷间的相互作用，而静电防范是让产生的电荷及时转移出去，不产生累积。 5、尖端放电： 5.1．空气的电离： 静电平衡时，导体内部没有净剩电荷，电荷只分布在导体的外表面。并且在导体外表面，越尖锐的位置，电荷的密度（单位面积的电荷量）越大，周围的电场强度越大。 在一定条件下，导体尖端电荷密度很大，导体尖端周围的强电场使空气中残留的带电粒子发生剧烈运动，并与空气分子碰撞从而使空气分子中的正负电荷分离，这种现象叫作空气的电离。 5.2．尖端放电： 中性的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。 所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子，由于被吸引，而与尖端上的电荷中和，相当于导体从尖端失去电荷的现象。 5.3．尖端放电的应用与防止： (1)应用：避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施。 (2)防止：尖端放电会导致高压设备上电能的损失，高压设备中导体的表面尽量光滑 会减少电能的损失。 夜间高压线周围有时会出现一层绿色光晕，俗称电晕，这是一种微弱的放电现象。 【专题讲练3】 3.1静电的防止与利用 1、静电复印是静电现象的一种应用，左图是一台复印机。其中心部件是一个硒鼓，硒在没有光照射时是很好的绝缘体，受到光照后会立刻变为导体。工作时，先将硒鼓接地，并充电使其表面带上正电荷，然后通过光学系统的工作，将原稿上的字迹投影在硒鼓表面，如右图所示，硒鼓上字迹的静电潜像是没有光照射到的地方，即原稿字迹的影，则硒鼓表面的带电情况是( A ) A、静电潜像部分将保持正电荷，其余部分正电荷被导走 B、静电潜像部分将出现负电荷，其余部分正电荷被导走 C、静电潜像部分正电荷被导走，其余部分将保持正电荷 D、静电潜像部分正电荷被导走，其余部分将保持正电荷 2、(多选) 静电的应用有多种，如静电除尘、静电喷涂、静电植绒、静电复印等，它们依据的原理都是让带电的物质粒子在电场力作用下奔向并吸附到电极上，静电喷漆的原理如图所示，则以下说法正确的是(　AC　) A．在喷枪喷嘴与被喷涂工件之间有一强电场 B．涂料微粒一定带正电 C．涂料微粒一定带负电 D．涂料微粒可以带正电，也可以带负电 3、利用静电除尘可以大量减少排放烟气中的粉尘．如图是静电除尘装置的示意图，烟气从管口M进入，从管口N排出，当A、B两端接上高压后，在电场作用下管道内的空气分子被电离为电子和正离子，而粉尘在吸附了电子后最终附着在金属管壁上，从而达到减少排放烟气中粉尘的目的．根据上述原理，下面做法正确的是（ B ） A．A端接高压正极，B端接高压负极 B．A端接高压负极，B端接高压正极 C．A端、B端都接高压正极 D．A端、B端都接高压负极 4、如图为静电除尘器除尘机理的示意图。尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的，下列表述正确的是( D ) A. 到达集尘极的尘埃带正电荷 B. 电场方向由放电极指向集尘极 C. 带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同 D. 同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大 5、如图为静电除尘示意图，m、n 为金属管内两点。在 P、Q 两点加高电压时，金属管内空气电离。电离出来的电子在电场力的作用下，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电，导致煤粉被吸附到管壁上，排出的烟就清洁了。就此示意图，下列说法正确的是（　B　） A．Q 接电源的正极，且电场强度Em＝En B．Q 接电源的正极，且电场强度 Em＞En C．P 接电源的正极，且电场强度 Em＝En D．P 接电源的正极，且电场强度 Em＞En 6、请用学过的电学知识判断下列说法正确的是（ B ） A．电工穿绝缘衣比穿金属衣安全 B．制作汽油桶的材料用金属比用塑料好 C．小鸟停在单根高压输电线上会被电死 D．打雷时，呆在汽车里比呆在木屋里要危险 7、 如图为烟囱中的静电除尘示意图。A与烟囱金属管相连，B为金属丝，C和D分别表示烟囱两个通气口。在A、B之间加上高电压，电场很强的地方空气分子被电离为电子和正离子，煤粉俘获电子而带上负电，而后被吸附到带正电的电极上，因此排出的烟就比较清洁了。有关该除尘装置，下列说法正确的是（　C　） A. A接高压电源负极，B接高压电源正极 B. 煤粉等烟尘俘获电子后被吸在B上 C. 靠近B处电场强度大，B附近空气被电离成正离子和电子 D. 煤粉等烟尘在强大电场作用下被电离成电子和正离子，分别吸附在B和A上 8、以下说法中不正确的是（ D   ）。 A．印刷厂里，纸页之间的摩擦起电会使纸页粘在一起 B．干净的人造纤维服装，穿不了多大工夫就会蒙上一层灰尘，是由于静电吸引尘埃的缘故 C．在地毯上行走的人，与地毯摩擦过多，当他伸手拉金属门把手时，会产生火花放电，严重时会使他痉挛 D．油罐车有一条拖在地上的铁链，这根铁链是油罐车的标记，没有其他作用 9、如图是制作口罩的一种新颖的“静电”绝缘纤维布，熔喷层经驻极工艺，表面带有电荷，它能阻隔几微米的飞沫，这种静电的阻隔作用属于(　B　) A．静电喷涂 B．静电吸附 C．静电感应 D．尖端放电 10、下列关于避雷针的说法中，正确的是（　C　） A．避雷针避雷是不让电荷在云层中产生 B．为了美观，通常把避雷针顶端设计成球形 C．避雷针避雷是利用尖端放电的原理 D．避雷针安装在高大建筑物顶部，不能接地 11、以下说法中正确的是（　ABC　）（多选） A．印刷厂里，纸页之间的摩擦起电会使纸页粘在一起 B．干净的人造纤维服装，穿不了多大工夫就会蒙上一层灰尘，是静电吸引尘埃的缘故 C．在地毯上行走的人，与地毯摩擦过多，当他伸手拉金属门把手时，会产生火花放电，严重时会使他痉挛 D．油罐车有一条拖在地上的铁链，这根铁链是油罐车的标记，没有其他作用 12．关于静电的利用和防范，以下说法中正确的是（ B ）。 A．没有安装避雷针的建筑物一定会被雷电击毁 B．油罐车行驶途中车尾有一条铁链拖在地上，避免产生电火花引起爆炸 C．飞机起落架的轮胎用绝缘橡胶制成，可防止静电积聚 D．手术室的医生和护士都要穿绝缘性能良好的化纤制品，可防止麻醉药燃烧 13．静电在各个行业和日常生活中有着重要的应用，如静电除尘、静电复印等，所依据的基本原理几乎都是带电的物质微粒在电荷间作用力的作用下奔向并吸附到电极上。现有三个粒子A，B，c从P点向下运动，它们的运动轨迹如图所示，则（　B　） A．a带负电，b带正电，c不带电 B．a带正电，b不带电，c带负电 C．a带负电，b不带电，c带正电 D．a带正电，b带负电，c不带电 14、在气候干燥的秋冬季节，人们常常会碰到这些现象：晚上脱衣时，常会听到噼啪的声响；早上起来梳头时，头发常会“飘”起来。这就是发生在我们日常生活中的静电现象。有一次，小明的手指靠近金属门把手时，突然有一种被电击的感觉。这是因为运动摩擦使身体带电，当手指靠近门把手时，二者之间形成的放电现象。若放电前，小明的手指带负电。有关金属门把手的两端被感应带电的情况，下列图中标示正确的是( A ) A B C + + - D + - - - + - - - - 15、(多选)如图所示为静电除尘示意图，在M、N两点间加高压电源时，金属管内的空气电离，电离出的电子在静电力的作用下运动，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电荷，因而煤粉被吸附到管壁上，排出的烟就清洁了。就此示意图，下列说法正确的是(　AC　) A．N接电源的正极 B．M接电源的正极 C．电场强度EB＞EA D．电场强度EB＜EA 16、 (多选)如图是某款家用空气净化器及其原理示意图，污浊空气通过过滤网后尘埃带电。图中充电极b、d接电源负极，集尘极a、c、e接电源正极(接地)。下列说法正确的是(AB) A.通过过滤网后空气中的尘埃带负电 B.尘埃在被吸附到集尘极e的过程中动能增大 C.c、d两个电极之间的电场方向竖直向上 D.尘埃被吸附到集尘极a的过程中所受电场力做负功 3.2导体上电荷的分布与尖端放电 1、避雷针能够避免建筑物被雷击的原因是(　C　) A．云层中的电荷被避雷针通过导线导入大地 B．云层与避雷针发生摩擦，避雷针上产生的电荷被导入大地 C．避雷针的尖端向云层放电，中和了云层中的电荷 D．以上说法都不对 2、在高大的建筑物上安装避雷针的目的是（ A ） A．通过尖端放电中和云层中的电荷 B．避免放电现象的发生 C．直接导走云层中的电荷 D．增加电荷在建筑物上的积累 3、如图所示是模拟避雷针作用的实验装置，金属板M、N间有两个等高的金属体A、B，A为尖头、B为圆头．将金属板M、N接在高压电源上，逐渐升高电源电压，首先观察到 ( A ) A．A放电 B．B放电 C．A、B一起放电 D．A、B之间放电 4、如图所示，在火箭发射塔周围有钢铁制成的四座高塔，高塔的功能最有可能是(　C　) A．探测发射台周围风力的大小 B．发射与航天器联系的电磁波 C．预防雷电击中待发射的火箭 D．测量火箭发射过程的速度和加速度 5.(多选)如图所示是闪电击中广州塔的画面，广州塔的尖顶是一避雷针，雷雨天气时，底端带负电的云层经过避雷针上方时，避雷针尖端放电形成瞬间强电流，乌云所带的负电荷经避雷针导入大地，在此过程中，下列说法正确的是(　AD　) A．云层靠近避雷针时，针尖感应出正电荷 B．云层靠近避雷针时，针尖感应出负电荷 C．避雷针尖端附近的电场强度比避雷针底端附近的电场强度小 D．避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施 1 物理学习的核心在于思维 最基本的知识、方法才是最重要的； 30%兴趣+30%信心+30%方法+10%勤奋+l%天赋>100%成功初三物理暑假课程 学科网（北京）股份有限公司 $普高物理必修3第9章静电场第10讲电容器的电容 静电的防止与利用 （讲义）--学生版（定稿） 必修3第9章静电场第10讲电容器的电容 静电的防止与利用 （讲义） 知识点1、电容器 1、电容器是一种重要的电学元件，有广泛的应用，两个彼此绝缘且又相距很近的导体，中间夹上一层绝缘物质（电介质），就组成了一个电容器，电容器可以容纳电荷。相距很近的两平行金属板就是一种最简单的电容器，叫做平行板电容器。 2、基本构造：任何两个彼此 又相距很近的导体，都可以看成一个电容器。 3、充电、放电： 3.1、充电：把电容器的两个极板与电源的正负极相连，使两个极板上带上 的过程。充电后，跟电源正极相连的极板带 ，跟电源负极相连的极板带 电。充电过程如图甲所示。 3.2、放电：用导线把充电后的电容器的两个极板接通，两个极板上的电荷 ，电容器失去电荷的过程。放电后，电容器任一极板带电荷量均为 。放电过程如图乙所示。 4．从能量的角度区分充电与放电： 充电是从电源获得能量储存在电容器中，放电是把电容器中的 转化为其他形式的能量。 5．电容器的电荷量：其中 极板所带电荷量的绝对值。 6．电容 类比：为了更好的理解电容我们这里把电容器与柱形水容器进行类比 电荷量类比于水的体积，电势差类比于水的深度。对于同一柱形水容器，越大，越大。对于同一电容器，越大，越大； 猜测：对于一个给定的柱形水容器而言，与的比值为常量，对于一个给定的电容器而言，与的比值也应该为一个常量。 电容器极板上电荷量增加，两极板间的电场强度也会增强，根据电势差与电场强度的关系，两极板间的电势差也会增大。最后通过实验也证明是一个常量。 6.1、定义：电容器所带 Q与电容器两极板间的 U的比值，叫作电容器的电容。 6.2、定义式：（电容的定义式）对任何电容器都适用。对于一个电容器来说，其电容是确定的。 Q指 个极板所带电荷量的绝对值。 6.3、单位：电容的国际单位： ，简称： ，用字母 表示，常用的单位还有 和 ，1 F＝ μF＝ pF。 6.4、由C＝表明，电容器的电容在数值上等于使两极板间的电势差为 1 V 时电容器需要带的电荷量。 6.5、物理意义：描述电容器容纳电荷本领大小的物理量。 是电容器本身的一种属性，和电容器是否带电无关．与电容器的电荷量无关． 6.6、对于给定的一个电容器有： 6.7、击穿电压和额定电压 (1)击穿电压：电介质不被 时加在电容器两极板上的 电压，若电压超过这一限度，电容器就会损坏。 (2)额定电压：电容器外壳上标的电压是工作电压(或称额定电压)，也是电容器正常工作时所能承受的最大电压。 电容器在不高于额定电压下工作都是安全可靠的，不要误认为电容器只有在额定电压下工作才是正常的． (3)额定电压比击穿电压 。 7、实验：观察电容器的充、放电现象 7.1．实验器材：8 V的直流电源、单刀双掷开关、平行板电容器、电流表、电压表、小灯泡、导线若干。 7.2．实验步骤 (1)按图连接好电路。 (2)把单刀双掷开关S接在上面，使触点1和触点2连通，观察电容器的充电现象，并将结果记录在表格中。 (3)将单刀双掷开关S接在下面，使触点3和触点2连通，观察电容器的放电现象，并将结果记录在表格中。 (4)记录好实验结果，关闭电源。 7.3．实验记录和分析 实验项目 实验现象 电容器充电 灯泡 灯泡的亮度由 到 最后 (均选填“明”“暗”或“熄灭”) 电流表1 电流表1的读数由 到 最后为 (均选填“大”“小”或“零”) 电压表 电压表的读数由 (选填“大”或“小”)到 (选填“大”或“小”)最后稳定为某一数值 电容器放电 灯泡 灯泡的亮度由 到 最后 (均选填“明”“暗”或“熄灭”) 电流表2 电流表2的读数由 到 最后为 (均选填“大”“小”或“零”) 电压表 电压表的读数由 (选填“大”或“小”)到 (选填“大”或“小”)最后为 7.4、充放电的比较 充电过程 放电过程 示意图 特点 （1）电流的方向为逆时针方向，强度由大到小 （2）极板所带电量增多 （3）两极板间电压增高 （4）两极板间电场强度增强 （5）充电过程从电源获取能量转化为电场能 （1）电流方向由电容器正极板流出，强度由大到小 （2）电容器的电荷量减少 （3）两极板间电压降低 （4）两极板间电场强度减小 （5）放电过程由电场能转化为其他形式的能（如内能） 【专题讲练1】 1.1电容器、电容 1、辨析题 (1)电容器的电容跟它所带电荷量成正比。(　 　) (2)对于确定的电容器，它所带电荷量跟它两极板间电压的比值保持不变。(　 　) (3)同一个电容器额定电压和击穿电压相等。(　 　) (4)当加在电容器的电压超过额定电压时，电容器将被击穿。(　 　) 2、关于电容器和电容，下列说法中正确的是（ ） A．电容器的电容越大，其所带的电荷量就越多 B．电容器不带电时，其电容为零 C．对于一个确定的电容器来说，其电容与带电情况无关，是个定值 D．由可知，与成正比，与成反比 3．关于电容器，下列说法不正确的是（　 ） A．电容描述电容器容纳电荷的本领 B．电容器充电时，与电源正极相连的极板带正电 C．电容器带电时，两个极板只有一个板上有电荷 D．世界上最早的电容器叫莱顿瓶 4、下列关于电容的说法不正确的是（　 　） A．电容是反映电容器容纳电荷本领的物理量 B．电容器A的电容比B的大，说明A的带电荷量比B多 C．电容在数值上等于使两极板间的电势差为1 V时电容器需要带的电荷量 D．由公式知，若电容器两极板间电压为10 V，极板带电荷量为2×10-5 C，则电容器电容大小为2×10-6 F 5、一个电容器，当所带电荷量为Q时，两极板间的电势差为U，如果所带电荷量增大为2Q，则（ ） A．电容器电容增大为原来的2倍，两极板间电势差保持不变 B．电容器电容减少为原来的1/2，两极板间电势差保持不变 C．电容器电容保持不变，两极板间电势差增大为原来的2倍 D．电容器电容保持不变，两极板间电势差减少为原来的1/2 6、在如图所示实验中，关于平行板电容器的充、放电，下列说法正确的是(　 　) A．开关接1时，平行板电容器充电，且上极板带正电 B．开关接1时，平行板电容器充电，且上极板带负电 C．开关接2时，平行板电容器充电，且上极板带正电 D．开关接2时，平行板电容器充电，且上极板带负电 7、心室纤颤是一种可危及生命的疾病。如图所示为一种叫作心脏除颤器的设备，某型号AED模拟治疗仪器的电容器电容是25 μF，充电至6 kV电压，如果电容器在3 ms时间内完成放电，则下列说法正确的是(　 　) A．电容器放电过程中电流保持不变 B．电容器的击穿电压为6 kV C．电容器充满电的电荷量是1.5 C D．电容器充满电的电荷量是0.15 C 8、电容器是一种重要的电学元件，它能储存电荷，如图所示，在对电容器充电的过程中，下列说法正确的是（　 ） A. 电容器所带的电荷量逐渐增大 B. 电容器所带的电荷量保持不变 C. 电容器两极板间的电压保持不变 D. 电容器两极板间的电压逐渐减小 9、用表示电容器的电容，表示电容器所带的电荷量，表示电容器两极板间的电势差。给一固定电容器充电，在下面四幅图中，能正确反映上述物理量之间关系的是（　 　）（多选） A. B. C. D. 10、某电解电容器上标有“25V，470μF”的字样，对此，下述说法中正确的是( )（多选） A．此电容器只能在直流25V以下电压才能正常工作 B．此电容器必须在直流25V的电压时才能正常工作 C．当工作电压是直流25V时，电容才是470μF D．这种电容器使用时，必须考虑电容器的两根引线的极性 11、对于水平放置的平行板电容器，下列说法正确的是( )（多选） A．将两极板的间距加大，电容将增大 B．将两极板平行错开，使正对面积减小，电容将减小 C．在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的陶瓷板，电容将增大 D．在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的铝板，电容将增大 12、下图能储存电荷最多的电容器是（　 　） A. B. C. D. 13．(多选)有一只电容器的规格是“1.5 μF　9 V”，则该电容器(　 　) A．正常工作时所带电荷量不能超过1.5×10－5 C B．正常工作时所带电荷量不能超过1.35×10－5 C C．额定电压为9 V D．击穿电压为9 V 14、(多选)下列关于电容器及电容的叙述正确的是(　 　) A．任何两个彼此绝缘而又相距很近的导体，都能组成电容器，跟这两个导体是否带电无关 B．电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和 C．电容器的电容与电容器所带电荷量成反比 D．一个电容器所带的电荷量增加ΔQ＝1.0×10－6 C时，两极板间电压升高10 V，则该电容器的电容为1.0×10－7 F 15、对于某个给定的电容器，图中描述其所带电荷量Q、两板间的电势差U、电容C之间相互关系错误的是( ) 1.2、电容的计算 1、一个电容器带电荷量为Q时，两极板间电压为U，若使其带电荷量增加4.0×10－7 C，它两极板间的电势差增加20 V，则它的电容为(　 　) A．1.0×10－8 F B．2.0×10－8 F C．4.0×10－8 F D．8.0×10－8 F 2、一个已充电的电容器，若使它的电荷量减少1.5×10－4 C，则其电压减小为原来的，则(　 　) A．电容器原来的带电荷量为9×10－4 C B．电容器原来的带电荷量为4.5×10－4 C C．电容器原来的电压为1 V D．电容器的电容变为原来的 3、如图所示为某一电容器所带电荷量和两端电压之间的关系图线，若将该电容器两端的电压从40 V降低到36 V，对电容器来说正确的是(　 　) A．是充电过程 B．是放电过程 C．该电容器的电容为5×10－2 F D．该电容器的电荷量变化量为0.2 C 1.3、实验：观察电容器的充、放电现象 1、如图所示，直流电源、开关、电流表、平行板电容器、可变电阻R组成闭合电路。下列说法中正确的是（ ） A．增大电容器极板间距，电容器的电容增大 B．电容器的电容随其两端电压的增大而增大 C．电容器充电时，通过电流表的电流方向由b到a D．保持开关闭合，可变电阻R的阻值增大，电容器两端电压减小 2、某同学利用如图所示的实验电路观察电容器的充、放电现象，下列说法正确的是（ ） A．把开关S接1，电压表和电流表示数均逐渐增大 B．把开关S先接1再断开，断开后电压表示数立即变为零 C．电容器充电与放电过程，通过电流表的电流方向相同 D．电容器放电过程，电压表和电流表示数均逐渐减小 3、如图所示为研究电容器的充、放电现象的电路图，实验前，开关S是断开的，电容器不带电。下列操作过程中，说法正确的是(　 ) A．开关S接1，电容器上极板带负电 B．开关S接1稳定后，再断开S，电容器两极板间有电场存在 C．开关S接1稳定后，再将S掷向2，通过电流传感器的电流方向向上 D．开关S接1稳定后，再将S掷向2，通过电阻R中电流方向向右 4、如图所示的实验电路，可研究电容器的充、放电，先使开关S与1端相连，电源给电容器充电，然后把开关S掷向2端，电容器通过电阻R放电。 (1)电容器在充电的过程中，电容器的带电荷量 ； A．不变 B．变大 C．变小 (2)电容器在放电的过程中，电容器的电容 ； A．不变 B．变大 C．变小 (3)传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的I－t曲线。曲线与t轴围成的面积代表电容器的 。 A．电压 B．电容 C．电荷量 5、如图甲所示为电容器的充电电路，先将可变电阻的阻值调为R1，闭合开关S，电容器所带电荷量q随时间t变化的关系图像如图乙实线①所示。然后断开开关，先使电容器放电完毕，再把的阻值调为R2（R2＞R1），接着重复前面的操作，得到如图乙实线②所示图像，下列说法正确的是（ ） A. 电容器充电过程，充电电流不断减小 B. 电容器充电过程，充电电流不断增加 C. 电容器充电过程，电容器的电容不断增加 D. 增大可变电阻的阻值对电容器充电更快完成 6、某同学用传感器做“观察电容器的充放电”实验，采用的实验电路如图1所示。 （1）将开关先与“1”端闭合，电容器进行_________（选填“充电”或“放电”），稍后再将开关与“2”端闭合。在下列四个图像中，表示以上过程中，通过传感器的电流随时间变化的图像为_____，电容器两极板间的电压随时间变化的图像为_____。（填选项对应的字母） A. B.C. D. （2）该同学用同一电路分别给两个不同的电容器充电，电容器的电容C1＜C2，充电时通过传感器的电流随时间变化的图像如图2中①②所示，其中对应电容为C1的电容器充电过程I﹣t图像的是______（选填①或②）。请说明你的判断依据_____________________。 7. 利用图甲所示电路观察电容器的充、放电现象。 （1）图甲中，传感器1是________传感器，传感器2是________传感器感器（均选填：“电流”或“电压”）。 （2）在对电容器充电的过程中，充电电流I随时间t变化的图线可能是图乙中的________。 （3）充电完成后电容器两板间电势差为16V，极板所带的电荷量为，则此电容器的电容为________；再对电容器放电，放电结束后电容器的电容为______。 （4）电容器充电过程中，整个电路能量转化情况是：________。 8、一位同学用电流传感器观察电容器放电过程的变化情况得到的I－t图像如图所示，电源电压是8 V。 (1)在图中画一个竖立的狭长矩形(在图的最左边)，它的面积的物理意义是什么？ (2)怎样根据I－t图像估算电容器在全部放电过程中释放的电荷量？试着算一算。 9、在“观察电容器的充、放电现象”实验中， (1)用如图所示的电容器做实验，电容器外壳上面标着“2 200 μF,10 V”的字样，下列说法正确的是 。 A．电容器的击穿电压为10 V B．电压为10 V时，电容器才正常工作 C．电容器电压为5 V时，电容是2 200 μF D．电容器电压为5 V时，电容是1 100 μF (2)把干电池E、电阻箱R、电容器C、电流表G、单刀双掷开关S按照电路图连成实验电路，将电阻箱R调到合适阻值。 ①先使开关S接1，电源给电容器充电，观察到电流表指针偏转情况为 ； A．逐渐偏转到某一刻度后保持不变 B．逐渐偏转到某一刻度后迅速回到0 C．迅速偏转到某一刻度后保持不变 D．迅速偏转到某一刻度后逐渐减小到0 ②电容器充电完毕，断开开关，此时如图所示电路图中电容器上极板 (填“带正电”“带负电”或“不带电”)； ③然后将开关S接2，电容器放电。在放电过程中，电路中的电流大小为i，电容器所带电荷量为Q，电容器两极板电势差为U，电容器的电容为C。关于i、Q、U、C随时间t变化的图像正确的是 。 10、电容器是一种重要的电学元件，在电工、电子技术中应用广泛。使用图甲所示电路观察电容器的充、放电过程。电路中的电流传感器与计算机相连，可以显示电路中电流随时间的变化。图甲中直流电源电动势E＝8 V，实验前电容器不带电。先使S与“1”端相连给电容器充电，充电结束后，使S与“2”端相连，直至放电完毕。计算机记录的电流随时间变化的i－t曲线如图乙所示。 (1)图像阴影为i－t图像与对应时间轴所围成的面积表示的物理意义是 ； (2)乙图中阴影部分的面积S1 S2；(选填“>”“<”或“＝”) (3)计算机测得S1＝1 203 mA·s，则该电容器的电容为 F。(保留两位有效数字) 11、(多选)图甲为用电流传感器在计算机上观察电容器充、放电现象的电路图，E表示电源(忽略内阻)，R表示电阻，C表示电容器，将S分别拨到a、b两触点，得到充、放电过程中电容器两极板间电压U、电路中的电流I与时间t的关系图像如图乙所示，以下说法正确的是(　 　) A．t1～t2时间内，电容器极板所带的电荷量逐渐增加，电容器在充电 B．t2～t3时间内，电容器极板所带的电荷量减少为零，电容器在放电 C．t3～t4时间内，I－t图线与t轴围成的图形“面积”表示电容器放电过程放出的电荷量 D．在图甲的电路中，增大电阻R，可以实现对电容器更快速充电 12、某同学用电流传感器观察电容器的放电过程。甲图为该实验电路图，其中电源电压恒为6 V。该同学先将开关接1为电容器充电，待电容器充满电再将开关接2，利用传感器记录电容器放电过程，得到该电容器放电过程的I－t图像如图乙。 (1)下列说法正确的是 。 A．电容器充电的过程中，负电荷由电源的正极移动到电容器的正极板 B．电容器充电的过程中，电路中的电流不断增大 C．电容器放电的过程中，电容器两极板间的电场强度不断变小 D．电容器放电的过程中，电路中电流不断增大 (2)根据以上数据估算，电容器在整个放电过程中释放的电荷量为 C。(结果保留三位有效数字) (3)该同学用相同实验装置测得另一电容器放电过程中释放的电荷量Q＝6.6×10－3 C，该电容器的电容为 F。(结果保留两位有效数字) (4)如果不改变电路其他参数，只减小电阻R，充电时i－t图线与横轴所围成的面积将 (填“增大”“不变”或“减小”)；充电时间将 (填“变长”“不变”或“变短”)。 知识点2、平行板电容器的电容 1、探究决定平行板电容器的大小的因素 保持Q和d不变，增大(或减小)两极板的正对面积S，观察电势差U(静电计指针偏角)的变化，依据C＝，分析电容C的变化． 所示，保持Q和S不变，增大(或减小)两极板间的距离d，观察电势差U(静电计指针偏角)的变化，依据C＝，分析电容C的变化． 所示，保持Q、S、d不变，插入电介质，观察电势差U(静电计指针偏角)的变化，依据C＝，分析电容C的变化． (1)实验结论：S增大，电势差U减小，电容C增大． (2)实验结论：d增大，电势差U增大，电容C减小． (3)实验结论：插入电介质，电势差U减小，电容C增大． 2、平行板电容器的电容 2.1、平行板电容器电容的决定因素：电容C与两极板间电介质的相对介电常数εr成 ，跟极板的正对面积S成 ，跟两极板间的距离d成 。 2.2、平行板电容器电容的决定式（只适用于平行板电容器）：C＝ ，εr为电介质的相对介电常数，k为静电力常量。当两极板间是真空时，εr＝ 。 2.3、几种常用电介质的相对介电常数（真空时相对介电常数εr＝1，其他任何电介质的相对介电常数εr都大于1） 电介质 空气 煤油 石蜡 陶瓷 玻璃 云母 水 1.0005 2 2.0~2.1 6 4~11 6~8 81 2.4、公式C＝与C＝的比较 　　公式 内容　　 C＝ C＝ 公式特点 定义式 决定式 意义 对某电容器Q∝U，但＝C不变，反映容纳电荷的本领 平行板电容器，C∝εr，C∝S，C∝，反映了影响电容大小的因素 适用范围 任何电容器 平行板电容器 联系 电容器容纳电荷的本领由来量度，由本身的结构(如平行板电容器的εr、S、d等因素)来决定 3、常用电容器 从构造上看，可以分为 电容器和 电容器两类。 （1）固定电容器——电容固定不变，如聚苯乙烯电容器； （2）电解电容器——正负极不能接反，不能接交流电； （3）可变电容器——可变电容器由两组铝片组成，固定的一组铝片叫作 ，可以转动的一组铝片叫作 。转动动片，使两组铝片的 发生变化，电容就随着改变。 4、平行板电容器的两类动态问题 4.1、两类基本问题 (1)电容器始终与电池两极相连，让电容器的某一物理量发生变化，求其他物理量的变化。处理原则：电容器上的电压不变。 (2)电容器和电源连接后再断开，电容器不充、放电而让某一物理量发生变化，求其他物理量的变化。处理原则：电容器上的电荷量不变。 4.2、平行板电容器动态问题的分析方法：抓住不变量，分析变化量，紧抓三个公式：C＝、E＝和C＝ 4.3、平行板电容器动态问题的分析步骤： （1）、认清电容器是、中的哪一个量不变。 若电容器始终与电源连接，则两板间的电势差保持不变。若电容器与电源断开，则两板所带电荷量保持不变。 （2）、用决定式，来判断电容的变化趋势。 （3）、由定义式，来判断、中会发生变化的那个量的变化趋势。 （4）、由或（），来分析场强的变化。 （5）、由，来分析点电荷的受力变化。 （6）、选定零电势位置，用来分析某点的电势变化。 4.4、平行板电容器的两类典型问题基本思路 4.4.1、U不变的情形-----电容器两极板始终与电源两极相连， 由C＝→C∝，可知C随d、S、εr的变化而变化 由Q＝UC＝U→Q∝，可知Q随d、S、εr的变化而变化 由E＝→E∝，可知E随d的变化而变化 若用“↑”表示相关物理量增大，“↓”表示减小，则： (1)电容器极板间距离变化． (2)电容器的正对面积变化． 4.4.2、Q不变的情形----电容器充电后与电源断开：． 由C＝→C∝，可知C随d、S、εr的变化而变化 由U＝＝→U∝，可知U随d、S、εr的变化而变化 由E＝＝＝→E∝，可知E随S、εr的变化而变化，但与d无关，不随d的变化而变化 若用“↑”表示相关物理量增大，“↓”表示减小，则： (1)电容器极板间距离变化 (2)电容器的正对面积变化． 5、平行板电容器与静电计结合问题的解决方法 5.1．静电计指针和外壳分别与两块平行金属板相连接，两块金属板带上等量的异种电荷，电容器电荷量Q不变． 5.2．由决定式C＝，根据所给问题中εr、S或d的变化，确定平行板电容器的电容C的变化情况． 注意电容器间插入电介质时意味着εr变大，电容C变大；插入金属板时意味着d减小，电容C也变大． 5.3．根据U＝，可确定电容器两极板间的电势差的变化，进而可以确定静电计指针的张角变化情况． 专题讲练2 2.1、平行板电容器的电容 1、(多选)有一个真空平行板电容器，两极板间距离为d，正对面积为S，充以电荷量Q后，两极板间电压为U，为使电容器的电容加倍，可采用的办法是(　 　) A．将电压变为 B．将带电荷量变为2Q C．将极板间的距离变为 D．两极板间充满相对介电常数为2的电介质 2、一平行板电容器两极板间距为d、极板面积为S，电容为，其中是常量。对此电容器充电后断开电源。当增加两板间距时，电容器极板间电场强度 （填“不变，变大，变小”），电势差 （填“不变，变大，变小”）。 2.2平行板电容器的动态变化---与电源保持连接 1、如图所示，平行板电容器与电动势为E的电流电源连接，上极板A接地，一带负电油滴固定于电容器中的P点，现将平行板电容器的下极板B竖直向下移动一小段距离，则（　 ） A．带电油滴所受电场力不变 B．P点的电势将升高 C．带电油滴的电势能增大 D．电容器的电容减小，极板带电量增大 2、两块大小、形状完全相同的金属板正对水平放置，构成一个平行板电容器。将两金属板分别与电源两极相连，如图所示，闭合开关S达到稳定后，在两板间有一带电液滴P恰好处于静止状态，下列判断正确的是（　 　） A．保持开关S闭合，减小两极间的距离，液滴向上运动 B．保持开关S闭合，减小两板间的距离，液滴向下运动 C．断开开关S，减小两板间的距离，液滴向上运动 D．断开开关S，减小两板间的距离，液滴向下运动 3、如图所示电路中，A、B是构成平行板电容器的两金属极板，P为其中的一个定点。将开关S闭合，电路稳定后将A板向上平移一小段距离，则下列说法正确的是（ ）（多选） A．电容器的电容增加 B．在A板上移过程中，电阻R中有向上的电流 C．A、B两板间的电场强度增大 D．P点电势降低 4、两块大小、形状完全相同的金属板平行放置，构成一平行板电容器，与它相连接的电路如图所示．接通开关，电源即给电容器充电，下列说法正确的是（BC）（多选） A．保持K接通，减小两极板间的距离，则两极板间场强减小 B．保持K接通，在两极板间插入一块介质，则极板上的电荷量增大 C．断开K，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小 D．断开K，在两极板间插入一块介质，则两极板间的电势差增大 5、两个较大的平行金属板A、B相距为d，分别接在电压为U的电源正、负极上，这时质量为m，带电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，如果将两极非常缓慢地错开一些，那么在错开的过程中（ ） A．油滴将向上加速运动，电流计中电流从b流向a B．油滴将向下加速运动，电流计中的电流从a流向b C．油滴静止不动，电流计中的电流从a流向b D．油滴静止不动，电流计中的电流从b流向a 6、如图所示的电路中，理想二极管和水平放置的平行板电容器串联接在电路中，不计电源内阻，闭合开关S，平行板间有一质量为m，电荷量为q的带电液滴恰好能处于静止状态，则下列说法正确中的是（　 　）（多选） A．将A板向下平移一些，液滴将向上运动 B．断开开关S，将A板向上平移一些，液滴将保持静止不动 C．将A板向右平移一些，液滴仍处于静止状态 D．断开开关S，将A板向右平移一些，液滴将向上运动 7、如图所示，两块较大的金属板A、B平行放置并与一电源相连，其中A板接地(取大地电势φ＝0)。开关S闭合后，两板间有一质量为m、电荷量为q的油滴恰好处于静止状态。以下说法正确的是(　 　) A．保持S闭合，若将A板向上平移一小段位移，则油滴向下加速运动，G中有a→b的电流 B．保持S闭合，若将A板向左平移一小段位移(油滴仍处于两极板之间)，则油滴仍然静止，G中有b→a的电流 C．若将S断开，则油滴立即向下做匀加速直线运动 D．若将S断开，再将B板向下平移一小段位移，则油滴仍然保持静止，但油滴的电势能减小 8、如图所示，平行板电容器的两极板A、B接于电源两极，一个带正电小球悬挂在电容器内部。闭合开关S，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ，下列说法正确的是(　 　) A．保持开关S闭合，将A板向上移动少许，则θ减小 B．保持开关S闭合，将A板水平向左远离B板，则θ不变 C．断开开关S，将A板水平向左远离B板时，则θ不变 D．断开开关S，将A板向上移动少许，则θ减小 9、一平行板电容器，板间距离为，电容为，接在电压为的电源上，充电完成后撤去电源，求： ⑴ 电容器所带的电荷量； ⑵ 两极板间的电场强度； ⑶ 若使板间距离增大为，则电容器的电容、电量变为多少？两极板间的电压、电场强度变为多大？ 2.3平行板电容器的动态变化---与电源断开的（电量保持不变） 1、一平行板电容器两极板间距为、极板面积为，电容为，其中是常量．对此电容器充电后断开电源．当增加两板间距时，电容器极板间（ ） A．电场强度不变，电势差变大 B．电场强度不变，电势差不变 C．电场强度减小，电势差不变 D．电场强度减小，电势差减小 2、(多选)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，电荷量足够小，固定在P点，如图所示。若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线位置，则(　 　) A．静电计指针偏角变小 B．两极板间的电场强度保持不变 C．P点的电势变大 D．在P点的正电荷电势能保持不变 3．(多选)如图所示平行金属板A、B组成的电容器，充电后与静电计相连。实验中极板所带电荷量不变，下列说法正确的是(　 　) A．在A、B两板间平行插入厚度小于极板间距的陶瓷板，电容C变小 B．在A、B间紧贴极板平行插入厚度小于极板间距的铝板，静电计指针张角变大 C．将B板向上平移少许，静电计指针张角变大 D．将B板向左平移少许，两极板间电场强度不变 4.一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地。两极板间有一个正试探电荷固定在P点，如图所示。以C表示电容器的电容、E表示两极板间的电场强度、φ表示P点的电势、Ep表示正电荷在P点的电势能。若正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离x0的过程中，各物理量与负极板移动距离x的关系图像正确的是(　 　) 5、两平行金属板带等量异种电荷，要使两板间的电压加倍，两板间的电场强度减半，采用的办法是（ ） A．两板的电荷量加倍，而距离变为原来的四倍 B．两板的电荷量加倍，而距离变为原来的二倍 C．两板的电荷量减半，而距离变为原来的四倍 D．两板的电荷量减半，而距离变为原来的二倍 6、板间距为d的平行板电容器所带电荷量为Q时，两极板间的电势差为U1，板间场强为E1．现将电容器所带电荷量变为2Q，板间距变为，其他条件不变，这时两极板间电势差为U2，板间场强为E2，下列说法正确的是（ ） A． B． C． D． 7、如图所示，有一个平行板电容器，A板带电荷量为，B板接地，在A、B两板间的电场内有一固定点P。下列说法中正确的是（　 　） A．若B板固定，A板下移，则P点的电场强度不变，P点电势不变 B．若B板固定，A板下移，则P点的电场强度不变，P点电势升高 C．若A板固定，B板上移，则P点的电场强度变大，P点电势降低 D．若A板固定，B板上移，则P点的电场强度不变，P点电势升高 8、如图，两平行正对的带电金属板A、B水平放置，充电后与电源断开，其中B板接地，一带电油滴恰好静止地悬浮在P点。下列说法中正确的是（　 　） A．将A板向上移动一段距离，两板间电势差减小 B．将A板水平向左移动一小段距离，油滴向上加速运动 C．A板以左端为轴垂直于纸面逆时针旋转一个小角度后油滴仍保持静止状态 D．增加A板所带电荷量，P点电势一定升高 9、如图所示，在“研究影响平行板电容器电容的因素”实验中，极板所带电荷量保持不变。设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ，下列说法正确的是（　 　） A．保持d不变，减小S，则θ变小 B．保持d不变，减小S，则θ不变 C．保持S不变，增大d，则θ变大 D．保持S不变，增大d，则θ变小 10、让平行板电容器正对的两极板带电后，静电计的指针偏转一定角度.不改变A、B两板所带电荷量，且保持两板在竖直平面内。现要使静电计指针偏转角变大，下列做法中可行的是 （　 　）（多选） A．保持B板不动，A板向下平移 B．保持B板不动，A板向左平移 C．保持B板不动，A板向右平移 D．保持A、B两板不动，在A、B之间插入一块绝缘介质板 11、下图是某实验小组为了定性探究平行板电容器的电容与其结构之间的关系装置图。充电后与电源断开的平行板电容器的A板与静电计相连，B板和静电计金属壳都接地，A板通过绝缘柄固定在铁架台上，人手通过绝缘柄控制B板的移动。请回答下列问题： （1）本实验采用的科学方法是__________ A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．建立物理模型法 （2）在该实验中，静电计的作用是___________ A．测定该电容器的电荷量 B．测定该电容器两极的电势差 C．测定该电容器的电容 D．测定A、B两板之间的电场强度 （3）在实验中观察到的现象是 A．甲图中的手水平向左移动时，静电计指针的张角变大 B．甲图中的手水平向左移动时，静电计指针的张角不变 C．乙图中的手竖直向上移动时，静电计指针的张角变小 D．丙图中的手不动，而向两板间插入陶瓷片时，静电计指针的张角变大 12、有一平行板电容器，已知电容器的正对面积为S、板间距d． （1）在两金属板之间插入面积为S、厚度为、介电常数为电介质，如图1，求电容器的电容． （2）在两金属板之间插入面积为、厚度为、介电常数为电介质，如图2，求电容器的电容． 2.4电容器动态变化的应用 1、如图为某电容式话筒的原理示意图，图中电压U不变，R为定值电阻，薄片P和Q为两相互绝缘的金属极板。当对着话筒说话时，P振动而可视为不动，在P、Q间距增大过程中（　 ） A．有向下的电流流过R B．P板电荷量增大 C．P、Q两板构成电容器的电容增大 D．P、Q两板间的场强不变 2、很多手机的指纹解锁功能利用了电容式指纹识别技术。如图所示，指纹识别传感器上有大量面积相同的小极板，当手指贴在传感器上时，指纹的凸起部分（叫“嵴”）及凹下部分（叫“峪”）与这些小极板形成大量大小不同的电容器．传感器给所有的电容器充电达到某一电压值后，电容器放电，根据放电快慢的不同来探测嵴和峪的位置，从而形成指纹图象数据，则（　 　） A．沾水潮湿的手指不会影响正常解锁 B．极板与指纹“嵴”部分形成的电容器电容较大 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面也能够实现指纹解锁 3、工厂在生产纺织品、纸张等绝缘材料时为了实时监控其厚度，通常要在生产流水线上设置如图所示传感器。其中A、B为平行板电容器的上、下两个极板，上、下位置均固定，且分别接在恒压直流电源的两极上。当流水线上通过的产品厚度增大时，下列说法正确的是（ 　　） A．A、B平行板电容器的电容减小 B．A、B两板间的电场强度增大 C．A、B两板上的电荷量变小 D．有电流从a向b流过灵敏电流计 4.(多选)如图是一种通过测量电容器电容的变化，来检测液面高低的仪器原理图，电容器的两个电极分别用导线接到指示器上，指示器可显示电容的大小，下列关于该仪器的说法中正确的有(　 　) A．该仪器中电容器的两个电极分别是金属芯柱和导电液体 B．芯柱外面的绝缘层越厚，该电容器的电容越大 C．容器中液面升高，相当于两平行板间的距离增大，电容器电容减少 D．如果指示器显示出电容增大了，则说明容器中液面升高了 5、如图所示是电容式话筒的示意图，它是利用电容制作的传感器，话筒的振动膜前面镀有薄薄的金属层，膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极，在两极间加一电压U，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发生变化，导致话筒所在电路中的其他量发生变化，使声音信号被话筒转化为电信号，其中导致电容变化的原因可能是电容器两板间的（　 　） A．距离变化 B．正对面积变化 C．介质变化 D．电压变化 6、如图所示，电容式麦克风的振动膜是利用超薄金属或镀金的塑料薄膜制成的，它与基板构成电容器，并与电阻、电池构成闭合回路。麦克风正常工作时，振动膜随声波左右振动。下列说法正确的是（　 　）（多选） A．振动膜向右运动时，电容器的板间电场强度不变 B．振动膜向右运动时，a点的电势比b点的电势高 C．振动膜向左运动时，电阻上有从a到b的电流 D．振动膜向左运动时，振动膜所带的电荷量减小 7、如图是电子秤中用电容制成的力传感器电路图。当用力F向上压膜片电极时，下列说法正确的是（AD）（多选） A．电容器的电容增大，带电荷量增大 B．电容器的电容减小，带电荷量减小 C．电流表有示数，其电流方向由a向b D．电流表有示数，其电流方向由b向a 8、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，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，则以下说法正确的是（　 　）（多选） A．若电容器极板间的电压不变，x变大，电容器极板上带电量减小 B．若电容器极板电量不变，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 D．若电容器的电压保持不变，手指挤压绝缘表面，电容器两极间的距离减小，电容器带电量减小 9、如图所示为一种电容传声器。b是固定不动的金属板，a是能在声波驱动下沿水平方向振动的金属膜片，a、b构成一个电容器。其工作原理是当声波作用于金属膜片时，金属膜片发生相应的振动，于是就改变了它与固定极板b间的距离，从而使电容发生变化，而电容的变化可以转化为电路中电信号的变化，闭合开关K，若声源S发出声波使a向右运动时(　 　) A．电容器的电容减小 B．a、b板之间的电场强度减小 C．电容器极板上的电荷量增大 D．流过电流表的电流方向为自右向左 10、近年来医用口罩需求陡增，熔喷布是医用口罩的最核心的材料。工厂在生产熔喷布时为了实时监控其厚度，通常要在生产流水线上设置如图所示传感器，其中A、B为平行板电容器的上、下两个极板，上下位置均固定，且分别接在恒压直流电源的两极上，G是灵敏电流计。熔喷布匀速从两极板间穿过，当熔喷布的厚度变薄时会导致相对介电常数变小，则熔喷布(　 　) A．突然变薄，电容器两端电压会变大 B．突然变薄，电容器的电容会变大 C．突然变厚，A、B两个极板间的电场会变弱 D．突然变厚，会有自b向a的电流 11.(多选)加速度的测量可以使用电容式加速度传感器，其结构原理图如图所示，质量块右侧连接轻质弹簧，左侧连接电介质，弹簧与电容器固定在外框上，质量块带动电介质移动改变电容，下列说法正确的是(　BD　) A．电介质插入极板越深，电容器电容越小 B．电介质插入极板越深，电容器电容越大 C．当电介质抽出极板时，电流从a点流向b点 D．当电介质抽出极板时，电流从b点流向a点 2.5、平行板电容器的综合运用 1、如图所示是一个平行板电容器，其电容为C，带电荷量为Q，上极板带正电，两极板间距为d。现将一个带正电且电荷量为q的试探电荷由两极板间的A点移动到B点，A、B两点间的距离为s，AB连线与极板间的夹角为30°，则静电力对该试探电荷所做的功等于(　 　) A. B. C. D. 2.(多选)如图，平行板电容器与直流电源连接，电源正极接地。初始电容器不带电，闭合开关，电路稳定后，一个带电油滴位于电容器中的P点且处于静止状态。下列说法正确的是(　 　) A．带电油滴带正电 B．保持开关闭合，上极板下移，带电油滴向上运动 C．保持开关闭合，上极板上移，P点电势降低 D．电路稳定后，断开开关，下极板下移，带电油滴保持静止 3、如图所示，水平金属板A、B分别与电源两极相连，带电油滴处于静止状态。现将B板右端向下移动一小段距离，两金属板表面仍均为等势面，则该油滴(　 　) A．仍然保持静止 B．竖直向下运动 C．向左下方运动 D．向右下方运动 4.(多选)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，图中向下为二极管正向)连接，电源负极接地。初始电容器不带电，闭合开关稳定后，一带电油滴位于电容器中的P点且处于静止状态。下列说法正确的是(　 　) A．将下极板下移，则P点的电势升高 B．将上极板下移，则P点的电势不变 C．减小极板间的正对面积，带电油滴保持静止，但P点的电势会降低 D．减小极板间的正对面积，带电油滴将向上运动 5、已知均匀带电的无穷大平面在真空中激发电场的场强大小为，其中为平面上单位面积所带的电荷量，为常量。如图所示的平行板电容器，极板正对面积为S，其间为真空，带电荷量为Q。不计边缘效应时，极板可看作无穷大导体板，则极板间的电场强度大小和两极板间相互的静电引力大小分别为（ ） A．和 B．和 C．和 D．和 提示：一个板上电荷产生的电场对另一个板上电荷的作用力 6、如图所示，平行板电容器与电源相连，两极板竖直放置，间距为d。在两极板的中央位置，用长为L的绝缘细线悬挂一个质量为m，电荷量为q的小球。小球静止在A点，此时细线与竖直方向成θ角。已知电容器的电容为C，重力加速度大小为g。 (1)求平行板电容器两极板间的电场强度大小； (2)求电容器极板上所带电荷量Q； (3)将小球从悬点正下方O点(细线处于张紧状态)由静止释放，求小球运动到A点时的速度。 7．如图所示，内径很小的绝缘圆弧管AB固定在竖直平面内，圆弧半径r＝0.2m，圆心O处固定一个电荷量Q＝+4×10﹣10C的点电荷，质量m＝0.06kg、略小于圆管截面的电荷量qC的带负电小球（视为质点），从与O点等高的A点沿圆管由静止运动到最低点B，到达B点时小球刚好与圆弧管没有作用力，然后进入板间距d＝0.08m的平行板电容器，刚好水平向右做匀速直线运动。已知在电容器中小球不受点电荷Q的影响，取重力加速度大小g＝10m/s2，静电力常量k＝9.0×109N⋅m2/C2，求： （1）小球到达B点时的速度大小v； （2）小球下滑过程中克服阻力做的功W； （3）平行板电容器两板间的电势差UMN。 8、如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为 C，极板间距离为 d，上极板正中有一小孔。质量为 m、电荷量为 q 的小球从小孔正上方高 h 处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处速度恰为零 。空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为 g。求： （1）小球到达小孔处的速度； （2）极板间电场强度大小 （3）两板间的电势差和电容器所带电荷量； 【知识点3、静电的防止与利用】 自然界到处都有静电。生产中的搅拌、挤压、切割等活动，生活中的穿衣、脱衣、运动等过程都可能产生静电。 在加油站给车加油前，为什么要触摸一下静电释放器？ 1.静电利用原理的三种情况 （1）利用电场对带电粒子的吸引作用: 如静电除尘、静电植绒、静电喷雾、静电复印等 。 （2）利用静电产生的高压放电：如警棍、压电打火机、点火器、煤气灶打火开关等。 （3）利用尖端放电，如负离子发生器等。 2、静电的利用 2.1、静电除尘（装置如右图a、b）--工业静电除尘器 基本构造：金属圆筒A接高压电源正极并接地，筒内金属丝B接高压电源负极。 除尘原理：设法使空气中的尘埃带电，在静电力作用下，尘埃到达电极而被收集起来，这就是静电除尘。 如图，静电除尘器由筒状收集器A和线状电离器B组成。A接到几千伏高压电源的正极，B接到高压电源的负极，它们之间有很强的电场，而且距B越近，电场强度越大。B附近的空气中的气体分子更容易被电离，成为正离子和电子。正离子被吸到B上，得到电子，又成为分子。电子在向着正极A运动的过程中，遇到烟气中的粉尘，使粉尘带负电。粉尘被吸附到正极A上，最后在重力的作用下落入下面的漏斗中。静电除尘用于粉尘较多的各种场所，除去有害的微粒，或者回收物资，如回收水泥粉尘。 2.2静电喷雾 原理：应用高压静电,在喷枪与被涂物之间形成一个高压静电场，当涂料经过喷头时产生了高压静电，从喷头喷出后变成带有静电荷的雾滴。在静电场的作用下，雾滴作定向运动，且喷洒均匀。 2.3静电复印 （1）硒鼓：没有光照射部分为绝缘体，能保持电荷；有光照射部分为导体，将所带电荷传走。 （2）墨粉：一种带电荷的细微塑料颗粒，其电荷与硒鼓表面的电荷极性相反。 （3）工作原理：复印时先使硒鼓带正电，用光学系统将原稿文字成像在硒鼓上，由于字迹的遮光效果，硒鼓表面没有光照射的部分是很好的绝缘体，能保持电荷，因而留下我们看不到的带正电的“静电潜像”。带负电的墨粉和硒鼓表面接触，被带正电的“静电潜像”吸引，显出墨粉组成的字迹。带正电的白纸与硒鼓表面墨粉组成的字迹接触，将墨粉吸附到白纸上，最后加热使墨粉牢固停留在纸上。 复印机复印的工作过程如图所示 3、静电的防范 3.1、良好接地：把静电传入地下，防止静电聚集，避免静电放电的火花引发爆炸；如油罐车用铁链拖地、加油机上的金属键盘；飞机起落架上的轮胎要用导电橡胶制成；维修集成电路板技术员所带的防静电手套；在含有易燃气体的工厂或实验室里的工作人员要穿一种特制的导电鞋；在地毯中夹杂一些不锈钢铁丝。 3.2、工艺控制：使空气保持湿润，让静电通过潮湿的空气转移出去；如无尘车间。 适当增加工作环境的湿度以让静电通过潮湿的空气传导走。如：在印染厂里，棉纱、毛线、化纤上的静电会吸引空气中的尘埃，使印染质量下降，为此适当增加车间内的空气湿度，以让静电通过潮湿的空气传导走。 3.3、使用避雷针--原理是尖端放电。 将尖锐的金属棒安装在建筑物的顶端，用粗导线与埋在地下的金属板连接，保持与大地的良好接触，就成为避雷针如图所示，在雷雨天气高楼上空出现带电云层时，高楼顶部会被感应上大量电荷。由于避雷针是尖的，在其周围形成强电场而导致尖端放电。这就是把空气击穿（电离）形成导电通路，使云层中积累的电荷通过避雷针导入大地，减少地面物受雷击的可能性。所以避雷针其实不“避雷”，反而是“接雷”，只不过是化强为弱，避免强雷电的破坏。 4、总之，静电利用是借助电荷间的相互作用，而静电防范是让产生的电荷及时转移出去，不产生累积。 5、尖端放电： 5.1．空气的电离： 静电平衡时，导体内部没有净剩电荷，电荷只分布在导体的外表面。并且在导体外表面，越尖锐的位置，电荷的密度（单位面积的电荷量）越大，周围的电场强度越大。 在一定条件下，导体尖端电荷密度很大，导体尖端周围的强电场使空气中残留的带电粒子发生剧烈运动，并与空气分子碰撞从而使空气分子中的正负电荷分离，这种现象叫作空气的电离。 5.2．尖端放电： 中性的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。 所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子，由于被吸引，而与尖端上的电荷中和，相当于导体从尖端失去电荷的现象。 5.3．尖端放电的应用与防止： (1)应用：避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施。 (2)防止：尖端放电会导致高压设备上电能的损失，高压设备中导体的表面尽量光滑 会减少电能的损失。 夜间高压线周围有时会出现一层绿色光晕，俗称电晕，这是一种微弱的放电现象。 【专题讲练3】 3.1静电的防止与利用 1、静电复印是静电现象的一种应用，左图是一台复印机。其中心部件是一个硒鼓，硒在没有光照射时是很好的绝缘体，受到光照后会立刻变为导体。工作时，先将硒鼓接地，并充电使其表面带上正电荷，然后通过光学系统的工作，将原稿上的字迹投影在硒鼓表面，如右图所示，硒鼓上字迹的静电潜像是没有光照射到的地方，即原稿字迹的影，则硒鼓表面的带电情况是( ) A、静电潜像部分将保持正电荷，其余部分正电荷被导走 B、静电潜像部分将出现负电荷，其余部分正电荷被导走 C、静电潜像部分正电荷被导走，其余部分将保持正电荷 D、静电潜像部分正电荷被导走，其余部分将保持正电荷 2、(多选) 静电的应用有多种，如静电除尘、静电喷涂、静电植绒、静电复印等，它们依据的原理都是让带电的物质粒子在电场力作用下奔向并吸附到电极上，静电喷漆的原理如图所示，则以下说法正确的是(　 　) A．在喷枪喷嘴与被喷涂工件之间有一强电场 B．涂料微粒一定带正电 C．涂料微粒一定带负电 D．涂料微粒可以带正电，也可以带负电 3、利用静电除尘可以大量减少排放烟气中的粉尘．如图是静电除尘装置的示意图，烟气从管口M进入，从管口N排出，当A、B两端接上高压后，在电场作用下管道内的空气分子被电离为电子和正离子，而粉尘在吸附了电子后最终附着在金属管壁上，从而达到减少排放烟气中粉尘的目的．根据上述原理，下面做法正确的是（ ） A．A端接高压正极，B端接高压负极 B．A端接高压负极，B端接高压正极 C．A端、B端都接高压正极 D．A端、B端都接高压负极 4、如图为静电除尘器除尘机理的示意图。尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的，下列表述正确的是( ) A. 到达集尘极的尘埃带正电荷 B. 电场方向由放电极指向集尘极 C. 带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同 D. 同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大 5、如图为静电除尘示意图，m、n 为金属管内两点。在 P、Q 两点加高电压时，金属管内空气电离。电离出来的电子在电场力的作用下，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电，导致煤粉被吸附到管壁上，排出的烟就清洁了。就此示意图，下列说法正确的是（　 　） A．Q 接电源的正极，且电场强度Em＝En B．Q 接电源的正极，且电场强度 Em＞En C．P 接电源的正极，且电场强度 Em＝En D．P 接电源的正极，且电场强度 Em＞En 6、请用学过的电学知识判断下列说法正确的是（ ） A．电工穿绝缘衣比穿金属衣安全 B．制作汽油桶的材料用金属比用塑料好 C．小鸟停在单根高压输电线上会被电死 D．打雷时，呆在汽车里比呆在木屋里要危险 7、 如图为烟囱中的静电除尘示意图。A与烟囱金属管相连，B为金属丝，C和D分别表示烟囱两个通气口。在A、B之间加上高电压，电场很强的地方空气分子被电离为电子和正离子，煤粉俘获电子而带上负电，而后被吸附到带正电的电极上，因此排出的烟就比较清洁了。有关该除尘装置，下列说法正确的是（　 　） A. A接高压电源负极，B接高压电源正极 B. 煤粉等烟尘俘获电子后被吸在B上 C. 靠近B处电场强度大，B附近空气被电离成正离子和电子 D. 煤粉等烟尘在强大电场作用下被电离成电子和正离子，分别吸附在B和A上 8、以下说法中不正确的是（     ）。 A．印刷厂里，纸页之间的摩擦起电会使纸页粘在一起 B．干净的人造纤维服装，穿不了多大工夫就会蒙上一层灰尘，是由于静电吸引尘埃的缘故 C．在地毯上行走的人，与地毯摩擦过多，当他伸手拉金属门把手时，会产生火花放电，严重时会使他痉挛 D．油罐车有一条拖在地上的铁链，这根铁链是油罐车的标记，没有其他作用 9、如图是制作口罩的一种新颖的“静电”绝缘纤维布，熔喷层经驻极工艺，表面带有电荷，它能阻隔几微米的飞沫，这种静电的阻隔作用属于(　 　) A．静电喷涂 B．静电吸附 C．静电感应 D．尖端放电 10、下列关于避雷针的说法中，正确的是（　 　） A．避雷针避雷是不让电荷在云层中产生 B．为了美观，通常把避雷针顶端设计成球形 C．避雷针避雷是利用尖端放电的原理 D．避雷针安装在高大建筑物顶部，不能接地 11、以下说法中正确的是（　 　）（多选） A．印刷厂里，纸页之间的摩擦起电会使纸页粘在一起 B．干净的人造纤维服装，穿不了多大工夫就会蒙上一层灰尘，是静电吸引尘埃的缘故 C．在地毯上行走的人，与地毯摩擦过多，当他伸手拉金属门把手时，会产生火花放电，严重时会使他痉挛 D．油罐车有一条拖在地上的铁链，这根铁链是油罐车的标记，没有其他作用 12．关于静电的利用和防范，以下说法中正确的是（ ）。 A．没有安装避雷针的建筑物一定会被雷电击毁 B．油罐车行驶途中车尾有一条铁链拖在地上，避免产生电火花引起爆炸 C．飞机起落架的轮胎用绝缘橡胶制成，可防止静电积聚 D．手术室的医生和护士都要穿绝缘性能良好的化纤制品，可防止麻醉药燃烧 13．静电在各个行业和日常生活中有着重要的应用，如静电除尘、静电复印等，所依据的基本原理几乎都是带电的物质微粒在电荷间作用力的作用下奔向并吸附到电极上。现有三个粒子A，B，c从P点向下运动，它们的运动轨迹如图所示，则（　 　） A．a带负电，b带正电，c不带电 B．a带正电，b不带电，c带负电 C．a带负电，b不带电，c带正电 D．a带正电，b带负电，c不带电 14、在气候干燥的秋冬季节，人们常常会碰到这些现象：晚上脱衣时，常会听到噼啪的声响；早上起来梳头时，头发常会“飘”起来。这就是发生在我们日常生活中的静电现象。有一次，小明的手指靠近金属门把手时，突然有一种被电击的感觉。这是因为运动摩擦使身体带电，当手指靠近门把手时，二者之间形成的放电现象。若放电前，小明的手指带负电。有关金属门把手的两端被感应带电的情况，下列图中标示正确的是( ) A B C + + - D + - - - + - - - - 15、(多选)如图所示为静电除尘示意图，在M、N两点间加高压电源时，金属管内的空气电离，电离出的电子在静电力的作用下运动，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电荷，因而煤粉被吸附到管壁上，排出的烟就清洁了。就此示意图，下列说法正确的是(　 　) A．N接电源的正极 B．M接电源的正极 C．电场强度EB＞EA D．电场强度EB＜EA 16、 (多选)如图是某款家用空气净化器及其原理示意图，污浊空气通过过滤网后尘埃带电。图中充电极b、d接电源负极，集尘极a、c、e接电源正极(接地)。下列说法正确的是( ) A.通过过滤网后空气中的尘埃带负电 B.尘埃在被吸附到集尘极e的过程中动能增大 C.c、d两个电极之间的电场方向竖直向上 D.尘埃被吸附到集尘极a的过程中所受电场力做负功 3.2导体上电荷的分布与尖端放电 1、避雷针能够避免建筑物被雷击的原因是(　 　) A．云层中的电荷被避雷针通过导线导入大地 B．云层与避雷针发生摩擦，避雷针上产生的电荷被导入大地 C．避雷针的尖端向云层放电，中和了云层中的电荷 D．以上说法都不对 2、在高大的建筑物上安装避雷针的目的是（ ） A．通过尖端放电中和云层中的电荷 B．避免放电现象的发生 C．直接导走云层中的电荷 D．增加电荷在建筑物上的积累 3、如图所示是模拟避雷针作用的实验装置，金属板M、N间有两个等高的金属体A、B，A为尖头、B为圆头．将金属板M、N接在高压电源上，逐渐升高电源电压，首先观察到 ( ) A．A放电 B．B放电 C．A、B一起放电 D．A、B之间放电 4、如图所示，在火箭发射塔周围有钢铁制成的四座高塔，高塔的功能最有可能是(　 　) A．探测发射台周围风力的大小 B．发射与航天器联系的电磁波 C．预防雷电击中待发射的火箭 D．测量火箭发射过程的速度和加速度 5.(多选)如图所示是闪电击中广州塔的画面，广州塔的尖顶是一避雷针，雷雨天气时，底端带负电的云层经过避雷针上方时，避雷针尖端放电形成瞬间强电流，乌云所带的负电荷经避雷针导入大地，在此过程中，下列说法正确的是(　 　) A．云层靠近避雷针时，针尖感应出正电荷 B．云层靠近避雷针时，针尖感应出负电荷 C．避雷针尖端附近的电场强度比避雷针底端附近的电场强度小 D．避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施 1 物理学习的核心在于思维 最基本的知识、方法才是最重要的； 30%兴趣+30%信心+30%方法+10%勤奋+l%天赋>100%成功初三物理暑假课程 学科网（北京）股份有限公司 $