高中物理電容與電容器知識(shí)點(diǎn)與配套經(jīng)典習(xí)題精講精練

1、WORD格式電容與電容器一1. 電容器容納電荷的容器 1根本構(gòu)造：由兩塊彼此絕緣互相靠近的導(dǎo)體組成。 2帶電特點(diǎn)：兩板電荷等量異號(hào)，分布在兩板相對(duì)的內(nèi)側(cè)。 3板間電場(chǎng)：板間形成勻強(qiáng)電場(chǎng)不考慮邊緣效應(yīng)，場(chǎng)強(qiáng)大小E=U/d ，方向始終垂直板面。充電與放電：使電容器帶電叫充電；使充電后的電容器失去電荷叫放電。充電過(guò)程實(shí)質(zhì)上是電源逐步把正電荷從電容器的負(fù)極板移到正極板的過(guò)程。由于正、負(fù)兩極板間有電勢(shì)差，所以電源需要抑制電場(chǎng)力做功。正是電源所做的這局部功以電能的形式儲(chǔ)存在電容器中，放電時(shí)，這局部能量又釋放出來(lái)。電容器所帶電量：電容器的一個(gè)極板上所帶電量的絕對(duì)值。擊穿電壓與額定電壓：加在電容器兩極上的電壓

2、如果超過(guò)某一極限，電介質(zhì)將被擊穿而損壞電容器，這個(gè)極限電壓叫擊穿電壓；電容器長(zhǎng)期工作所能承受的電壓叫做額定電壓，它比擊穿電壓要低。2. 電容（ 1物理意義：表征電容器容納儲(chǔ)存電荷本領(lǐng)的物理量。 2定義：使電容器兩極板間的電勢(shì)差增加1V 所需要增加的電量。電容器兩極板間的電勢(shì)差增加1V 所需的電量越多，電容器的電容越大；反之那么越小。定義式：式中 C 表示電容器的電容，表示兩板間增加的電勢(shì)差，表示當(dāng)兩板間電勢(shì)差增加時(shí)電容器所增加的電量。電容器的電容還可這樣定義：表示電容器的帶電量，U 表示帶電量為Q 時(shí)兩板間的電勢(shì)差。電容的單位是F，應(yīng)用中還有和，1F=。注意：電容器的電容是反映其容納電荷本領(lǐng)的

3、物理量，完全由電容器本身屬性決定，跟電容器是否帶電，帶電量多少以及兩板電勢(shì)差的大小無(wú)關(guān)。（ 3電容大小的決定因素電容器的電容跟兩極板的正對(duì)面積、兩極板的間距以及兩極板間的介質(zhì)有關(guān)。兩極板的正對(duì)面積越大，極板間的距離越小，電介質(zhì)的介電常數(shù)越大，電容器的電容就越大。通常的可變電容器就是通過(guò)改變兩極板的正對(duì)面積來(lái)實(shí)現(xiàn)電容量的改變的。題型 1、電容概念的理解問(wèn)題：例 1. 對(duì)一電容充電時(shí)電容器的電容C、帶電量 Q、電壓 U 之間的圖象如下列圖，其中正確的選項(xiàng)是答案： CD變式 1：對(duì)于水平放置的平行板電容器，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)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(kāi)，使正對(duì)面積減小

4、，電容將減小C. 在下板的內(nèi)外表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. 在下板的內(nèi)外表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 答案： BCD 變式 2、21.如下列圖， C 為中間插有電介質(zhì)的電容器， a 和 b 為其兩極板； a 板接地； P 和 Q 為兩豎直放置的平行金屬板，在兩板間用絕緣線懸掛一帶電小球；P 板與 b 板用導(dǎo)線相連，Q 板接地。開(kāi)場(chǎng)時(shí)懸線靜止在豎直方向，在b 板帶電后，懸線偏轉(zhuǎn)了角度 a。在以下方法中，能使懸線的偏角a 變大的是A. 縮小 a、b 間的距離B. 加大 a、b 間的距離C. 取出 a、b 兩極板間的電介質(zhì)D. 換

5、一塊形狀大小一樣、介電常數(shù)更大的電介質(zhì)答案： BC3. 平行板電容器 1電容：平行板電容器的電容與兩板的正對(duì)面積S 成正比，與兩板間距d 成反比，與充滿兩板間介質(zhì)的介電常數(shù)成專業(yè)資料整理WORD格式正比，即。專業(yè)資料整理WORD格式注意：上式雖不要求進(jìn)展定量計(jì)算，但用此式進(jìn)展定性分析會(huì)很方便。 2板間場(chǎng)強(qiáng)：充電后的平行板電容器板間形成勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)，其中 U 是兩板間電勢(shì)差， d 為兩板間距離。4. 兩類典型電容器問(wèn)題的求解方法 1平行板電容器充電后，繼續(xù)保持電容器兩極板與電池兩極相連接，電容器的d、S、變化，將引起電容器的 C、Q、U、 E 怎樣變化？C、Q、E 的變化情況。這類問(wèn)題由于電容

6、器始終連接在電池上，因此兩板間的電壓保持不變，可根據(jù)以下幾式討論專業(yè)資料整理WORD格式 2平行板電容器充電后，切斷與電池的連接，電容器的d、S、變化，將引起電容器的這類問(wèn)題由于電容器充電后，切斷與電池的連接，使電容器的帶電量保持不變，可根據(jù)以下幾式討論C、 Q、 U 、E 怎樣變化？C、U、E 的變化情專業(yè)資料整理WORD格式?jīng)r。專業(yè)資料整理WORD格式題型 2、平行板電容器的動(dòng)態(tài)分析：例 2. 如下列圖， D 是一只二極管，AB 是平行板電容器，在電容器兩極板間有一帶電微粒間的距離增大一些的瞬間兩極板仍平行，帶電微粒P 的運(yùn)動(dòng)情況是A. 向下運(yùn)動(dòng)B. 向上運(yùn)動(dòng)C. 仍靜止不動(dòng)D. 不能確定

7、P 處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)兩極板A 和 B專業(yè)資料整理WORD格式答案： C變式 1：21.題 21 圖 1 是某同學(xué)設(shè)計(jì)的電容式速度傳感器原理圖，其中上板為固定極板，下板為待測(cè)物體，在兩極板間電壓恒定的條件下，極板上所帶電量 Q 將隨待測(cè)物體的上下運(yùn)動(dòng)而變化，假設(shè) Q 隨時(shí)間 t 的變化關(guān)系為 Q= a、b 為大于零的常數(shù)，其圖象如題 21 圖 2 所示，那么題 21 圖 3、圖 4 中反映極板間場(chǎng)強(qiáng)大小 E 和物體速率 v 隨 t 變化的圖線可能是A. 和 B. 和 C. 和 D. 和答案： C 變式 2、兩塊大小、形狀完全一樣的金屬平板平行放置，構(gòu)成一個(gè)平行板電容器，與它相連接的電路如下列圖。

8、接通開(kāi)關(guān)S，電源即給電容器充電A、保持 S 接通，減小兩極板間的距離，那么兩極板間電場(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介質(zhì)，那么極板上的電量增大C、斷開(kāi) S，減小兩極板間的距離，那么兩極板間的電勢(shì)差減小D、斷開(kāi) S，在兩極板間插入一塊介質(zhì)，那么兩極板間的電勢(shì)差增大答案： BC二1. 帶電粒子的加速 1運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析： 帶電粒子沿與電場(chǎng)線平行的方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)受到的電場(chǎng)力與運(yùn)動(dòng)方向在同一直線上， 做勻加減速直線運(yùn)動(dòng)。 2用功能觀點(diǎn)分析：粒子動(dòng)能變化量等于電場(chǎng)力做的功。專業(yè)資料整理WORD格式假設(shè)粒子的初速度為零，那么：，即。假設(shè)粒子的初速度不為零，那么：（ 3能用來(lái)處理問(wèn)題

9、的物理規(guī)律主要有：牛頓定律結(jié)合直線運(yùn)動(dòng)公式；動(dòng)能定理；動(dòng)量守恒定律；包括電勢(shì)能在內(nèi)的能量守恒定律。 4對(duì)于微觀粒子如：電子、質(zhì)子、粒子等因其重力與電場(chǎng)力相比小得多，通?？珊雎灾亓ψ饔茫珜?duì)帶電微粒如：小球、油滴、塵埃等必須要考慮重力作用。2. 帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)專業(yè)資料整理WORD格式 1運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析：帶電粒子以速度垂直于電場(chǎng)線方向飛入勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，受到恒定的與初速度方向成力作用而做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。 2偏轉(zhuǎn)問(wèn)題的分析處理方法：類似于平拋運(yùn)動(dòng)的分析方法，應(yīng)用運(yùn)動(dòng)的合成和分解知識(shí)分析處理。角的電場(chǎng)專業(yè)資料整理WORD格式沿初速度方向?yàn)閯蛩僦本€運(yùn)動(dòng)。即運(yùn)動(dòng)時(shí)間。專業(yè)資料整理WORD格式沿電場(chǎng)方向?yàn)?/p>

10、初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的偏移量離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角。 3帶電粒子的重力是否可忽略。根本粒子：如電子、質(zhì)子、粒子、離子等，除有說(shuō)明或明確暗示以外一般都可忽略不計(jì)。帶電顆粒：如塵埃、液滴、小球等，除有說(shuō)明或明確暗示以外一般都不能忽略。例 3. 帶電粒子在平行板電容器中的平衡靜止或勻速、加速和偏轉(zhuǎn)。19. 一平行板電容器的兩個(gè)極板水平放置，兩極板間有一帶電量不變的小油滴，油滴在極板間運(yùn)動(dòng)時(shí)所受空氣阻力的大小與其速率成正比。假設(shè)兩極板間電壓為零，經(jīng)一段時(shí)間后，油滴以速率v 勻速下降；假設(shè)兩極板間的電壓為U，經(jīng)一段時(shí)間后，油滴以速率 v 勻速上升。假設(shè)兩極板間電壓為U ，油滴做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速

11、度的大小、方向?qū)⑹茿. 2 v、向下B. 2v、向上C. 3 v、向下D. 3 v、向上答案： C變式 1、如以下列圖所示， A、 B 為平行金屬板，兩板相距為d，分別與電源兩極相連，兩板的中央各有一小孔M 和 N，今有一帶電質(zhì)點(diǎn)，自A 板上方相距為 d 的 P 點(diǎn)由靜止自由下落P、M 、N 在同一豎直線上，空氣阻力忽略不計(jì)，到達(dá)N 孔時(shí)，速度恰好為零，然后沿原路返回，假設(shè)保持兩極板間的電壓不變，那么A. 把 A 板向上平移一小段距離，質(zhì)點(diǎn)自P 點(diǎn)自由下落后仍能返回B. 把 A 板向下平移一小段距離，質(zhì)點(diǎn)自P 點(diǎn)自由下落后將穿過(guò)N 孔繼續(xù)下落C. 把 B 板向上平移一小段距離，質(zhì)點(diǎn)自P 點(diǎn)自由

12、下落后仍能返回D. 把 B 板向下平移一小段距離，質(zhì)點(diǎn)自P 點(diǎn)自由下落后將穿過(guò)N 孔繼續(xù)下落答案： ACD*卷 23. 12 分如下列圖為研究電子槍中電子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的簡(jiǎn)化模型示意圖。在Oxy 平面的 ABCD 區(qū)域內(nèi)，存在兩個(gè)場(chǎng)強(qiáng)大小均為E 的勻強(qiáng)電場(chǎng) I 和 II ，兩電場(chǎng)的邊界均是邊長(zhǎng)為L(zhǎng) 的正方形不計(jì)電子所受重力。 1在該區(qū)域 AB 邊的中點(diǎn)處由靜止釋放電子，求電子離開(kāi)ABCD 區(qū)域的位置。 2在電場(chǎng) I 區(qū)域內(nèi)適當(dāng)位置由靜止釋放電子，電子恰能從ABCD 區(qū)域左下角 D 處離開(kāi)，求所有釋放點(diǎn)的位置。 3假設(shè)將左側(cè)電場(chǎng) II 整體水平向右移動(dòng)L/nn 1，仍使電子從 ABCD 區(qū)域左下角

13、 D 處離開(kāi) D 不隨電場(chǎng)移動(dòng)，求在電場(chǎng) I 區(qū)域內(nèi)由靜止釋放電子的所有位置。專業(yè)資料整理WORD格式解：1設(shè)電子的質(zhì)量為m，電量為e，電子在電場(chǎng)I 中做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，出區(qū)域I 時(shí)的速度為v0，此后電場(chǎng)II 做類平專業(yè)資料整理WORD格式拋運(yùn)動(dòng)，假設(shè)電子從CD邊射出，出射點(diǎn)縱坐標(biāo)為y，有， 解得y ，所以原假設(shè)專業(yè)資料整理WORD格式成立，即電子離開(kāi) ABCD 2設(shè)釋放點(diǎn)在電場(chǎng)區(qū)域區(qū)域的位置坐標(biāo)為2L，I 中，其坐標(biāo)為x，y，在電場(chǎng)I 中電子被加速到v1，然后進(jìn)入電場(chǎng)II 做類平拋運(yùn)動(dòng)，并從D 點(diǎn)專業(yè)資料整理WORD格式離開(kāi)，有，3設(shè)電子從 x，y點(diǎn)釋放， 在電場(chǎng)中類似，然后電子做勻速直線運(yùn)

14、動(dòng)，經(jīng)過(guò)，解得 xyI 中加速到 v2，進(jìn)入電場(chǎng)IID 點(diǎn)，那么有，即在電場(chǎng)I 區(qū)域內(nèi)滿足方程的點(diǎn)即為所求位置。后做類平拋運(yùn)動(dòng)， 在高度為 y 處離開(kāi)電場(chǎng)II 時(shí)的情景與 2專業(yè)資料整理WORD格式， ，解得 ，即在電場(chǎng) I 區(qū)域內(nèi)滿足方程的點(diǎn)即為所求位置小結(jié)： 帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的解題思路3. 帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的解題思路帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)由粒子的初始狀態(tài)和受力情況決定， 在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中， 帶電粒子受到的電場(chǎng)力是變力， 解決這種類型的練習(xí)只有用動(dòng)能定理求解。在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，帶電粒子受到的是恒力，假設(shè)帶電粒子初速為零或初速方向平行于電場(chǎng)方向，帶電粒子將做勻變速運(yùn)動(dòng)；假設(shè)帶電粒子初速方向垂

15、直于電場(chǎng)方向，帶電粒子做類平拋運(yùn)動(dòng)。其運(yùn)動(dòng)情況由重力和電場(chǎng)力共同決定。又因?yàn)橹亓碗妶?chǎng)力都是恒力，其做功特點(diǎn)一樣，常將帶電小球、帶電微粒和帶電質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)環(huán)境想象成一等效場(chǎng)，等效場(chǎng)的大小和方向由重力場(chǎng)和電場(chǎng)共同決定?！灸M試題】1. 一束帶電粒子以一樣的速率從同一位置，垂直于電場(chǎng)方向飛入勻強(qiáng)電場(chǎng)中，所有粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡都是一樣的，這說(shuō)明所有粒子專業(yè)資料整理WORD格式A. 都具有一樣的質(zhì)量B. 都具有一樣的電量C. 電量與質(zhì)量之比都一樣D.都是同位素2. 一帶負(fù)電小球在從空中的a 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b 點(diǎn)的過(guò)程中，受重力、空氣阻力和電場(chǎng)力作用，小球抑制重力做功氣阻力做功1J，電場(chǎng)力對(duì)小球做功2J，那么以下說(shuō)

16、法正確的選項(xiàng)是A. 小球在 a 點(diǎn)的重力勢(shì)能比在b 點(diǎn)大 5. 小球在 a 點(diǎn)的機(jī)械能比在b 點(diǎn)大 1JC. 小球在 a 點(diǎn)的電勢(shì)能比在b 點(diǎn)多 2JD. 小球在 a 點(diǎn)的動(dòng)能比在b 點(diǎn)多 4J5J，小球抑制空專業(yè)資料整理WORD格式3. 如下列圖，兩極板與電源相連接，電子從負(fù)極板邊緣垂直電場(chǎng)方向射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，且恰好從正極板邊緣飛出，現(xiàn)在使電子射入速度變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍，而電子仍從原來(lái)位置射入，且仍從正極板邊緣飛出，那么兩極板間距離應(yīng)變?yōu)樵瓉?lái)的A.2倍B.4倍C.倍D.倍4. 平行金屬板 A 、B 分別帶等量異種電荷， A 板帶正電， B 板帶負(fù)電， a、b 兩個(gè)帶正電粒子，以一樣的速率先后垂直于

17、電場(chǎng)線從同一點(diǎn)進(jìn)入兩金屬板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，并分別打在B 板上的 a、 b兩點(diǎn)，如下列圖，假設(shè)不計(jì)重力那么A. a 粒子的帶電量一定大于b 粒子的帶電量B. a 粒子的質(zhì)量一定小于b 粒子的質(zhì)量C. a 粒子的帶電量與質(zhì)量之比一定大于b 粒子的帶電量與質(zhì)量之比D. a 粒子的帶電量與質(zhì)量之比一定小于b 粒子的帶電量與質(zhì)量之比5、一個(gè)不計(jì)重力的帶電微粒，進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)沒(méi)有發(fā)生偏轉(zhuǎn)，那么該微粒的A. 運(yùn)動(dòng)速度必然增大B. 運(yùn)動(dòng)速度必然減小C. 運(yùn)動(dòng)速度可能不變D. 運(yùn)動(dòng)加速度肯定不為零6、氘核電荷量為e，質(zhì)量為2m和氚核電荷量為e、質(zhì)量為3m經(jīng)一樣電壓加速后，垂直偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)方向進(jìn)入同一勻強(qiáng)電場(chǎng)。飛出電場(chǎng)

18、時(shí)，運(yùn)動(dòng)方向的偏轉(zhuǎn)角的正切值之比為原子核所受的重力可忽略不計(jì)A. 1：2B. 2： 1C. 1：1D. 1： 4專業(yè)資料整理WORD格式7、如下列圖，從靜止出發(fā)的電子經(jīng)加速電場(chǎng)加速后，進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)。假設(shè)加速電壓為 、偏轉(zhuǎn)電壓為中的偏移距離 y 增大為原來(lái)的 2 倍在保證電子不會(huì)打到極板上的前提下 ，可選用的方法有 。，要使電子在電場(chǎng)專業(yè)資料整理WORD格式A. 使減小為原來(lái)的1/2專業(yè)資料整理WORD格式B. 使增大為原來(lái)的2 倍專業(yè)資料整理WORD格式C. 使偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)極板長(zhǎng)度增大為原來(lái)的2 倍專業(yè)資料整理WORD格式D. 使偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)極板的間距減小為原來(lái)的1/2專業(yè)資料整理WORD格式8、如下

19、列圖是某示波管的示意圖，如果在水平放置的偏轉(zhuǎn)電極上加一個(gè)電壓，那么電子束將被偏轉(zhuǎn)。每單位電壓引起的偏轉(zhuǎn)距離叫示波管的靈敏度，下面這些措施中對(duì)提高示波管的靈敏度有用的是。A. 盡可能把偏轉(zhuǎn)極板L 做得長(zhǎng)一點(diǎn)B. 盡可能把偏轉(zhuǎn)極板L 做得短一點(diǎn)C. 盡可能把偏轉(zhuǎn)極板間的距離d 做得小一點(diǎn)專業(yè)資料整理WORD格式D. 將電子槍的加速電壓提高專業(yè)資料整理WORD格式【試題答案】1、 C專業(yè)資料整理WORD格式提示：根據(jù)，軌跡一樣，一樣，那么一定一樣。專業(yè)資料整理WORD格式2、 C、D專業(yè)資料整理WORD格式提示：重力勢(shì)能的變化只看重力做功，電勢(shì)能的變化只看電場(chǎng)力做功，機(jī)械能的變化看重力以外的其他力空氣阻力和電場(chǎng)力的總功的功，動(dòng)能的變化看合外力的總功 C、D 對(duì)；重力和靜電場(chǎng)力都是保守力，它們的影響可以用做功來(lái)表示，也可用勢(shì)能的變化來(lái)表示