電容器的兩類動(dòng)態(tài)變化

1、第8講電容器的兩類動(dòng)態(tài)變化【技巧點(diǎn)撥】電容器兩類動(dòng)態(tài)變化問題分析技巧1 .分析電容器的動(dòng)態(tài)變化問題，要抓住不變量，分析變化量.其理論依據(jù)是：Q(1)電容器電容的定義式 8 Q；(2)平行板電容器內(nèi)部是勻強(qiáng)電場(chǎng)，E=， 平行板電容器電容的決定式 c=SS.4 71kd2 .電容器的動(dòng)態(tài)變化問題分為兩類：(1)平行板電容器始終連接在電源兩端：電勢(shì)差U不變此時(shí)，電容器的極板距離d、極板的正對(duì)面積 S電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)一的變化，將引起電容C的變化，從而引起電量 Q和極板間的場(chǎng)強(qiáng) E的變化.一 £ rS £ ".一 ，一由C=-一二0c二;一可知C隨d、S、£

2、r的變化而變化.4 71kd d一一£ rS, _ £ rS_ , _ _'由Q= CU=骨.U當(dāng)U不變時(shí)，藪方可知，當(dāng)U不變時(shí)，Q也隨d、S J的變化而變化.,_ U 1由9大d可知,當(dāng)U不變時(shí),d的變化而變化.(2)平行板電容器充電后，切斷與電源的連接：電量Q保持不變?nèi)绻麅蓸O板切斷與電源的連接， 并保持兩極板絕緣， 電容器既不會(huì)充電也不會(huì)放電， 所以電 荷量Q就保持不變.極板距離 d、正對(duì)面積S、電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù) 一發(fā)生變化，將引 起電容C的變化，從而引起電壓 U及板間場(chǎng)強(qiáng)E的變化.,_ 8 rs 8rs一_ _ _由C=：一匕8二I可知C隨d、S、

3、3; r的變化而變化. 4 71kd d由U= Q= 4：kS%知,當(dāng)Q不變時(shí)，U也隨d、S、一的變化而變化.一 U Q 4兀 kQ 1 一 一，由E= -= = -OC 一可知，E隨S、£ r變化而變化. d Cd £ rS £ rS【對(duì)點(diǎn)題組】1.對(duì)于水平放置的平行板電容器，下列說法正確的是A.將兩極板的間距加大，電容將增大B.將兩極板平行錯(cuò)開，使正對(duì)面積減小，電容將減小C.在下極板的內(nèi)表面上放置一面積和極板相等、厚度小于極板間距的陶瓷板，電容將增大D.在下極板的內(nèi)表面上放置一面積和極板相等、厚度小于極板間距的鋁板，電容將增大2連接在電池兩極上的平行板電容器，

4、當(dāng)兩板間的距離減小時(shí)()A.電容器的電容 C變大B.電容器極板白帶電荷量 Q變大C.電容器兩極板間的電勢(shì)差 U變大D.電容器兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度 E變大3兩塊大小、形狀完全相同的金屬平板平行正對(duì)放置，構(gòu)成一平行板電容器，與它相連接的電路如圖所示，接通開關(guān) S,電源即給電容器充電.則 ()A.保持S接通，減小兩極板間的距離，則兩極板間電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度減小B.保持S接通，在兩極板間插入一塊電介質(zhì)，則極板上的電荷量增大C.斷開S,減小兩極板間的距離，則兩極板間的電勢(shì)差減小D.斷開S,在兩極板間插入一塊電介質(zhì)，則兩極板間的電勢(shì)差增大4平行板電容器充電后斷開電源，現(xiàn)將其中一塊金屬板沿遠(yuǎn)離另一極板的方向平移一

5、小段距離下圖表示此過程中電容器兩極板間電場(chǎng)強(qiáng)度E 隨兩極板間距離d 的變化關(guān)系，正確的是 ()5兩塊大小、形狀完全相同的金屬板正對(duì)水平放置，構(gòu)成一個(gè)平行板電容器將兩金屬板分別與電源兩極相連，如圖所示，閉合開關(guān)S 達(dá)到穩(wěn)定后，在兩板間有一帶電液滴P 恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，下列判斷正確的是()A.保持開關(guān)S閉合，減小兩極間的距離，液滴向上運(yùn)動(dòng)B.保持開關(guān)S閉合，減小兩板間的距離，液滴向下運(yùn)動(dòng)C.斷開開關(guān)S,減小兩板間的距離，液滴向上運(yùn)動(dòng)D.斷開開關(guān)S,減小兩板間的距離，液滴向下運(yùn)動(dòng)【高考題組】6. (2010 北京)用控制變量法，可以研究影響平行板電容器的因素(如圖)。設(shè)兩極板正對(duì)面積為S ,極板間的

6、距離為 d,靜電計(jì)指針偏角為 e。實(shí)驗(yàn)中，極板所帶電荷量不變， 若( )A.保持S不變，增大d,則0變大B.保持S不變，增大d,則0變小C.保持d不變，減小S,則e變小d.保持d不變，減小s,則e不變7. （2012 江蘇）一充電后的平行板電容器保持兩極板的正對(duì)面積、間距和電荷量不變,在兩極板間插入一電介質(zhì)，其電容C和兩極板間的電勢(shì)差 U的變化情況是（）A. C和U均增大B . C增大，U減小C. C減小，U增大 D . C和U均減小8. （2012 海南）將平行板電容器兩極板之間的距離、電壓、電場(chǎng)強(qiáng)度大小和極板所帶的 電荷量分別用d、U、E和Q表示。下列說法正確的是 （）A.保持U不變，將d

7、變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍，則E 變?yōu)樵瓉?lái)的一半B.保持E不變，將d變?yōu)樵瓉?lái)的一半，則U 變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍C.保持d不變，將Q變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍，則U 變?yōu)樵瓉?lái)的一半D.保持d不變，將Q變?yōu)樵瓉?lái)的一半，則 E變?yōu)樵瓉?lái)的一半答案精析【對(duì)點(diǎn)題組】1 .【答案】BCD【解析】影響平行板電容器電容大小的因素有：（1）隨正對(duì)面積的增大而增大；（2）隨兩極板間距離的增大而減小；（3）在兩極板間放入電介質(zhì)，電容增大.據(jù)上面敘述可直接看出B、C選項(xiàng)正確；對(duì) D選項(xiàng)，實(shí)際上是減小了兩極板間的距離.所以本題正確選項(xiàng)應(yīng)為B、C、D.2 .【答案】ABD , . 一S【解析】平行板電容器的電容 *二工.當(dāng)兩極板間距離d減小時(shí)，電容 C

8、變大，選項(xiàng)A正 4 71kd確.平行板電容器連接在電池兩極上，兩極板間的電壓為定值，選項(xiàng)C錯(cuò)誤.根據(jù)電容定義式，C= QU, Q= CU U不變，C變大，所以Q變大，選項(xiàng)B正確.平行板電容器兩極板間的 電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)，E= U/d, U不變，d減小，所以E變大，選項(xiàng)D正確.3 .【答案】BC【解析】保持S接通則兩極板間電勢(shì)差 U不變，減小兩極板間的距離 d時(shí)，根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度公 式E= U/d,兩極板間電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度將增大，A錯(cuò)誤；根據(jù)平行板電容器電容的定義式和決、，一 Q £ rS , 、， 一一 .、定式，可得C= 口= 47kd，當(dāng)在兩極板間插入一塊電介質(zhì)時(shí)，介電常數(shù) 一變大，導(dǎo)致

9、電容C變大，而U不變，所以極板上白電荷量增大， B正確；同理，斷開 S時(shí)極板上的電荷量 Q 不變，減小兩極板間的距離 d時(shí)電容C變大，則電勢(shì)差 U一定變小，C正確；如果在兩極板 間插入一塊電介質(zhì)，則 C變大，Q不變則電勢(shì)差 U一定減小，D錯(cuò)誤.本題正確選項(xiàng)是 B、 C.4 .【答案】C【解析】由于平行板電容器充電后斷開電源，電容器所帶電荷量保持不變，兩極板間電場(chǎng)強(qiáng)、 U Q 4kTtQ，一， 人度E=二=三產(chǎn)一E隨兩極板間距離 d的增大保持不變，C正確，A B、D錯(cuò)誤. d Cd & rS5 .【答案】A【解析】由液滴靜止得 mg= Eq,保持開關(guān)S閉合，E=，U一定，減小d, E增大

10、，合力向,，一,U Q 4k% Q 、 一、，上，故A正確，B錯(cuò)誤；斷開開關(guān) S, E=- = =-Q一定，減小d, E不變，合力仍 d Cd & rS為零，故C、D錯(cuò)誤.【高考題組】6 .【答案】A一 , QSr 4 兀 kdQ 一、，【解析】由C=c C=",一二可得：UT，保持S不變，增大d,則U增大，即e變大，U 4 兀 kd£ rS故A正確，B錯(cuò)誤；保持d不變，減小S,則U增大，即e變大，故C、D錯(cuò)誤。7 .【答案】B【解析】由平行板電容器電容決定式C=SS知，當(dāng)插入電介質(zhì)后，一變大，則在 S d4 71kdQrQ不變的T青況下C增大；由電谷定乂式 C=m導(dǎo)u=-,又電何量Q不變，故兩極板間的電勢(shì)差 U CU減小，選項(xiàng)B正確.8 .【答案】AD【解析】由E=，可知，保持U不變，將d變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍，則