電容與電容器(含答案)

-.z.第4課時電容與電容器導(dǎo)學(xué)目標1.理解有關(guān)電容器的根本概念.2.掌握電容器的兩類動態(tài)分析．電容器與電容[根底導(dǎo)引]判斷下面關(guān)于電容器及其電容的表達的正誤：(1)任何兩個彼此絕緣而又相互靠近的導(dǎo)體，就組成了電容器，跟這兩個導(dǎo)體是否帶電無關(guān)．()(2)電容器所帶的電荷量是指每個極板所帶電荷量的代數(shù)和．()(3)電容器的電容與電容器所帶電荷量成反比．()(4)一個電容器的電荷量增加ΔQ＝1.0×10－6C時，兩板間電壓升高10V，則電容器的電容無法確定．()[知識梳理]1．電容器(1)組成：由兩個彼此________又相互________的導(dǎo)體組成．(2)帶電量：每個極板所帶電荷量的__________．(3)電容器的充電和放電充電：使電容器帶電的過程，充電后電容器兩極板帶上等量的____________，電容器中儲存__________．放電：使充電后的電容器失去電荷的過程，放電過程中__________轉(zhuǎn)化為其他形式的能．2．電容(1)定義：電容器所帶的____________與電容器兩極板間的電勢差U的比值．(2)定義式：____________(3)物理意義：表示電容器____________本領(lǐng)大小的物理量．3．平行板電容器(1)影響因素：平行板電容器的電容與____________成正比，與介質(zhì)的____________成正比，與________________成反比．(2)決定式：C＝____________，k為靜電力常量．eq\*(思考)：電容器的電容、電容器帶電荷量的變化量以及對應(yīng)兩極板電壓的變化量，三者之間有什么關(guān)系？考點一關(guān)于電容兩個公式的意義考點解讀1．電容的定義式C＝eq\f(Q,U)，反映了電容器容納電荷量的本領(lǐng)，但平行板電容器的電容C的大小與Q、U都無關(guān)，僅由兩個導(dǎo)體板的大小和形狀、兩導(dǎo)體板的相對位置以及極板間的電介質(zhì)來決定．2．平行板電容器電容的決定式C＝eq\f(εrS,4πkd)，反映了電容C的大小與兩極板正對面積成正比，與兩極板間距離成反比，與極板間電介質(zhì)的介電常數(shù)成正比．典例剖析圖1如圖1所示為一只"極距變化型電容式傳感器〞的局部構(gòu)件示圖1意圖．當動極板和定極板之間的距離d變化時，電容C便發(fā)生變化，通過測量電容C的變化就可知道兩極板之間距離d的變化情況．在以下圖中能正確反映C與d之間變化規(guī)律的圖象是()思維突破1．C＝eq\f(Q,U)是電容的定義式，C與Q、U均沒有關(guān)系，C是由公式C＝eq\f(εrS,4kπd)決定的．2．而Q＝CU，則Q與C、U有關(guān)，C一定時，C與U成正比．跟蹤訓(xùn)練1根據(jù)電容器電容的定義式C＝eq\f(Q,U)，可知()A．電容器所帶的電荷量Q越多，它的電容就越大，C與Q成正比B．電容器不帶電時，其電容為零C．電容器兩極板之間的電壓U越高，它的電容就越小，C與U成反比D．以上說法均不對考點二電容器兩類動態(tài)問題的分析方法考點解讀電容器動態(tài)分析的思路(1)確定不變量，分析是電壓不變還是所帶電荷量不變．(2)用決定式C＝eq\f(εrS,4πkd)分析平行板電容器電容的變化．(3)用定義式C＝eq\f(Q,U)分析電容器所帶電荷量或兩極板間電壓的變化．(4)用E＝eq\f(U,d)分析電容器極板間場強的變化．特別提醒有一種情況我們應(yīng)當作為結(jié)論記?。寒旊娙萜鞒潆姾笈c電源斷開，即電容器所帶電荷量不變時，無論怎樣改變板間距離，板間的場強是不變的．典例剖析一平行板電容器充電后與電源斷開，負極板接地．兩板間有一個正試探電荷固定在P點，如圖2所示，以C表示電容器的電容、E表示兩板間的場強、φ表示P點的電勢，W表示正圖2電荷在P點的電勢能，假設(shè)正極板保持不動，將負極板緩慢向右圖2平移一小段距離l0的過程中，各物理量與負極板移動距離*的關(guān)系圖象中正確的選項是()思維突破1．此題中l(wèi)0的意義要認識清楚，l0是負極板向右移動的距離，而不是兩極板間距離．2．求與平行板電容器有關(guān)的問題時，應(yīng)從平行板電容器的電容決定式入手，首先確定不變量，然后根據(jù)電容決定式C＝eq\f(εrS,4πkd)進展推導(dǎo)討論，找出各物理量之間的關(guān)系，從而得出正確結(jié)論．跟蹤訓(xùn)練2如圖3甲所示為*同學(xué)設(shè)計的電容式位移傳感器原理圖，其中右板為固定極板，左板為可動極板，待測物體固定在可動極板上．假設(shè)兩極板所帶電荷量Q恒定，極板兩端電壓U將隨待測物體的左右移動而變化，假設(shè)U隨時間t的變化關(guān)系為U＝at＋b(a、b為大于零的常數(shù))，其圖象如圖乙所示，則圖丙、丁中反映極板間場強大小E和物體位移*隨時間t變化的圖線是(設(shè)t＝0時物體位移為零)()圖3A．①和③B．②和④C．②和③D．①和④A組與電容相關(guān)的概念類問題1．對于給定的電容器，描述其電容C、電荷量Q、電壓U之間的相應(yīng)關(guān)系的圖象正確的選項是()2．*電容器上標有"25μF、450V〞字樣，以下對該電容器的說法中正確的選項是()A．要使該電容器兩極板之間電壓增加1V，所需電荷量為2.5×10－5CB．要使該電容器帶電荷量1C，兩極板之間需加電壓2.5×10－5VC．該電容器能夠容納的電荷量最多為2.5×10－5CD．該電容器能夠承受的最大電壓為450VB組電容器的動態(tài)分析3．一平行板電容器兩極板間距為d、極板面積為S，電容為eq\f(ε0S,d)，其中ε0是常量．對此電容器充電后斷開電源．當增加兩板間距時，電容器極板間()A．電場強度不變，電勢差變大B．電場強度不變，電勢差不變C．電場強度減小，電勢差不變D．電場強度減小，電勢差減小4．(2010··18)用控制變量法，可以研究影響平行板電容器電容的因素(如圖4所示)．設(shè)兩極板正對面積為S，極板間的距離為d，靜電計指針偏角為θ.實驗中，極板所帶電荷量不變，假設(shè)()圖4A．保持S不變，增大d，則θ變大B．保持S不變，增大d，則θ變小C．保持d不變，減小S，則θ變小D．保持d不變，減小S，則θ不變課時標準訓(xùn)練(限時：60分鐘)一、選擇題1．如圖1所示的電容式鍵盤，是通過改變電容器的哪個因素來改變電容的()圖1A．兩板間的距離B．兩板間的電壓C．兩板間的電介質(zhì)D．兩板的正對面積2．以下關(guān)于電容器的說法中正確的選項是()A．電容器是儲存電荷和電能的器件B．互相絕緣、相互靠近的兩個導(dǎo)體構(gòu)成電容器的電極，電容跟這兩個導(dǎo)體是否帶電無關(guān)C．電容器所帶電荷量是指每個極板所帶電荷量D．電容器的充電過程是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電場能的過程，電容器的放電過程是將電場能轉(zhuǎn)化為其他形式的能3．(2011·**理綜·5)板間距為d的平行板電容器所帶電荷量為Q時，兩極板間電勢差為U1，板間場強為E1.現(xiàn)將電容器所帶電荷量變?yōu)?Q，板間距變?yōu)閑q\f(1,2)d，其他條件不變，這時兩極板間電勢差為U2，板間場強為E2，以下說法正確的選項是()A．U2＝U1，E2＝E1B．U2＝2U1，E2＝4E1C．U2＝U1，E2＝2E1D．U2＝2U1，E2＝2E1圖24．如圖2所示是測定液面高度h的電容式傳感器示意圖，E為電源，圖2G為靈敏電流計，A為固定的導(dǎo)體芯，B為導(dǎo)體芯外面的一層絕緣物質(zhì)，C為導(dǎo)電液體．靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向的關(guān)系為：電流從左邊接線柱流進電流計，指針向左偏．如果在導(dǎo)電液體的深度h發(fā)生變化時觀察到指針正向左偏轉(zhuǎn)，則()A．導(dǎo)體芯A所帶電荷量在增加，液體的深度h在增大B．導(dǎo)體芯A所帶電荷量在減小，液體的深度h在增大C．導(dǎo)體芯A所帶電荷量在增加，液體的深度h在減小D．導(dǎo)體芯A所帶電荷量在減小，液體的深度h在減小圖35．如圖3所示，兩塊較大的金屬板A、B相距為d，平行放置并與一電圖3源相連，S閉合后，兩板間恰好有一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的油滴處于靜止狀態(tài)，以下說法正確的選項是()A．假設(shè)將S斷開，則油滴將做自由落體運動，G表中無電流B．假設(shè)將A向左平移一小段距離，則油滴仍然靜止，G表中有b→a的電流C．假設(shè)將A向上平移一小段距離，則油滴向下加速運動，G表中有b→a的電流D．假設(shè)將A向下平移一小段距離，則油滴向上加速運動，G表中有b→a的電流6．(2010·**理綜·18)如圖4所示，M、N是平行板電容器的兩個極板，R0為定值電阻，R1、R2為可調(diào)電阻，用絕緣細線將質(zhì)量為m、帶正電的小球懸于電容器內(nèi)部．閉合開關(guān)S，小球靜止時受到懸線的拉力為F.調(diào)節(jié)R1、R2，關(guān)于F的大小判斷正確的選項是()A．保持R1不變，緩慢增大R2時，F(xiàn)將變大圖4B．保持R1不變，緩慢增大R2時，F(xiàn)將變小圖4C．保持R2不變，緩慢增大R1時，F(xiàn)將變大D．保持R2不變，緩慢增大R1時，F(xiàn)將變小7．靜電計是在驗電器的根底上制成的，用其指針張角的大小來定性顯示其金屬球與外殼之間的電勢差大?。鐖D5所示，A、B是平行板電容器的兩個金屬板，G為靜電計．開場時開關(guān)S閉合，靜電計指針張開一定角度，為了使指針張開的角度增大些，以下采取的措施可行的是()圖5A．斷開開關(guān)S后，將A、B分開些B．保持開關(guān)S閉合，將A、B兩極板分開些C．保持開關(guān)S閉合，將A、B兩極板靠近些D．保持開關(guān)S閉合，將滑動變阻器滑動觸頭向右移動8．(2010··18)*電容式話筒的原理示意圖如圖6所示，E為電源，R為電阻，薄片P和Q為兩金屬極板．對著話筒說話時，P振動而Q可視為不動．在P、Q間距增大過程中()A．P、Q構(gòu)成的電容器的電容增大圖6B．P上電荷量保持不變圖6C．M點的電勢比N點的電勢低D．M點的電勢比N點的電勢高圖79．如圖7所示，平行板電容器與電動勢為E的直流電源(內(nèi)阻不計)連圖7接，下極板接地．一帶電油滴位于容器中的P點且恰好處于平衡狀態(tài)．現(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向上移動一小段距離()A．帶電油滴將沿豎直方向向上運動B．P點的電勢將降低C．帶電油滴的電勢能將減少D．假設(shè)電容器的電容減小，則極板帶電量將增大圖810．如圖8所示的電路，水平放置的平行板電容器中有一個帶電液滴圖8正好處于靜止狀態(tài)．為了使液滴豎直向上運動，以下操作可行的是()A．斷開開關(guān)，將兩板間的距離拉大一些B．斷開開關(guān)，將兩板水平地向相反方向移開一些C．保持開關(guān)閉合，將兩板間的距離減小一些D．保持開關(guān)閉合，以兩板各自的左側(cè)板沿為軸，同時向上(即逆時針方向)轉(zhuǎn)過一個小角度二、非選擇題11．如圖9所示，水平放置的兩平行金屬板A、B接在U＝4000V的直流電源上，兩極板間距離為2cm，A極板接地，電場中a點距B極板1cm，b點和c點均距A極板0.5cm，求：圖9(1)a點的電場強度；圖9(2)a、c之間的電勢差；(3)電子在b點的電勢能；(4)電子從a點運動到c點，電場力做的功．圖1012．如圖10所示，一平行板電容器水平放置，板間距離為d，上極板圖10開有一小孔，質(zhì)量均為m，帶電荷量均為＋q的兩個帶電小球(視為質(zhì)點)，其間用長為L的絕緣輕桿相連，處于豎直狀態(tài)，d＝2L，今使下端小球恰好位于小孔中，由靜止釋放，讓兩球豎直下落．當下端的小球到達下極板時，速度剛好為零．試求：(1)兩極板間勻強電場的電場強度；(2)兩球運動過程中的最大速度．復(fù)習(xí)講義根底再現(xiàn)根底導(dǎo)引(1)√(2)×(3)×(4)×知識梳理1.(1)絕緣靠近(2)絕對值(3)異種電荷電場能電場能2.(1)電荷量Q(2)C＝eq\f(Q,U)(3)容納電荷3．(1)正對面積介電常數(shù)兩板間的距離(2)eq\f(εrS,4πkd)思考：設(shè)電容器開場帶電荷量Q1，兩板電壓U1，改變后電壓為U2，帶電量為Q2，則ΔQ＝Q1－Q2，ΔU＝U1－U2，因為C