高中物理人教版1第一章靜電場(chǎng)第8節(jié)電容器的電容 精品

電容器的電容【考綱要求】常見(jiàn)電容器，=1\*ROMANI級(jí)要求。電容器的電壓、電荷量和電容的關(guān)系，=1\*ROMANI級(jí)要求。【自主學(xué)習(xí)】1：電容器的構(gòu)造及電容器的充放電特點(diǎn)?2：電容器的帶電特點(diǎn)？3：電容的定義、定義式及單位和單位的物理意義？4：通過(guò)實(shí)驗(yàn)如何定性的理解平行板電容器電容的決定因素？5：生活中有哪些常見(jiàn)的電容？【考點(diǎn)突破】典型例題1：對(duì)于給定的電容器，描述其電容C、電荷量Q、電壓U之間相應(yīng)關(guān)系的圖應(yīng)是下圖中的（）A．B．C．D．解析：考點(diǎn)：電容器：電容器的電容由本身的性質(zhì)決定，與Q和U無(wú)關(guān)．解答：解：是電容的定義式，電容器電容的大小與電容的帶電量Q以及電容器兩極板之間的電壓無(wú)關(guān)，電容器電容的決定式為：，只要電容器不變其電容就不發(fā)生變化，故ACD錯(cuò)誤，B正確．

故選：B．點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵掌握電容的定義式為，知道C與Q和U無(wú)關(guān)，根據(jù)Q=CU，知Q與U成正比，同時(shí)理解電容器電容大小與那些因素有關(guān)．反饋訓(xùn)練1：兩塊正對(duì)的平行金屬板之間夾上一層電介質(zhì)，就組成了一個(gè)平行板電容器，要改變電容器的電容，可以改變（）A兩板間的電壓UB電容器所帶的電量QC兩極板間的間距D兩極板間的正對(duì)面積S典型例題2：如圖所示，A、B為平行板電容器的金屬板，G為靜電計(jì)．開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)S閉合，靜電計(jì)指針張開(kāi)一定角度．為了使指針張開(kāi)角度增大一些，應(yīng)該采取的措施是（）A．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)S后，將A、B兩極板靠近一些B．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)S后，將A、B兩極板分開(kāi)一些C．保持開(kāi)關(guān)S閉合，將A、B兩極板靠近一些D．保持開(kāi)關(guān)S閉合，將A、B兩極板分開(kāi)一些解析：考點(diǎn)：，常見(jiàn)的兩種情況：一是電容器始終和電源連接，此時(shí)U恒定；二是電容器充電后與電源斷開(kāi)，此時(shí)Q一定。分析：要使張角增大，則應(yīng)增大兩點(diǎn)間的電勢(shì)差；則根據(jù)電容的性質(zhì)可分別判斷各措施是否有效．解答：解：A、若充電后斷開(kāi)，則兩極板上的電量不變，將兩板靠近，則d減小，C增大，由Q=UC可知兩板間的電勢(shì)差減小，故A錯(cuò)誤；

B、由A的分析可知，兩板間的電勢(shì)差增大，故驗(yàn)電器的張角增大，故B正確；

C、保持開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，極板兩端的電壓不變，故無(wú)論如何調(diào)節(jié)驗(yàn)電器的張角均不變，故CD均錯(cuò)誤；故選B．反饋訓(xùn)練2：如右圖所示，平行板電容器與電動(dòng)勢(shì)為E的直流電源(內(nèi)阻不計(jì))連接，下極板接地．一帶電油滴位于電容器中的P點(diǎn)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(dòng)一小段距離()A．帶電油滴將沿豎直方向向上運(yùn)動(dòng)B．P點(diǎn)的電勢(shì)將降低C．帶電油滴的電勢(shì)能將減小D．若電容器的電容減小，則極板帶電荷量將增大典型例題3：如圖，一平行板電容器的兩個(gè)極板豎直放置，在兩極板間有一帶電小球，小球用一絕緣清線懸掛于O點(diǎn)。現(xiàn)給電容器緩慢充電，使兩級(jí)板所帶電荷量分別為﹢Q和﹣Q，此時(shí)懸線與豎直方向的夾角為π/6。再給電容器緩慢充電，直到懸線和豎直方向的夾角增加到π/3，且小球與兩極板不接觸。求第二次充電使電容器正極板增加的電荷量。解析：主要考查電容器帶電體的受力分析，要從力學(xué)和電學(xué)兩個(gè)方面結(jié)合分析。第一次充電后，設(shè)電容器的電容為C，則第一次充電Q后，電容器兩極板間電勢(shì)差，

兩板間為勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)，設(shè)電場(chǎng)中小球帶電量為q，則所受電場(chǎng)力

小球在電容器中受重力，電場(chǎng)力和拉力平衡，由平衡條件有：

綜合以上各式得：

第二次充電后，電容器帶電量為Q',同理可得：

解得：所以

反饋訓(xùn)練3：如圖所示，將平行板電容器兩極板分別與電池正、負(fù)極相接，兩板間一帶電液滴恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)貼著下板插入一定厚度的金屬板，則在插入過(guò)程中（）A．電容器的帶電量不變B．電路將有逆時(shí)針?lè)较虻亩虝弘娏鰿．帶電液滴仍將靜止D．帶電液滴將向下做加速運(yùn)動(dòng)【考點(diǎn)鞏固】1．對(duì)電容C＝eq\f(Q,U)，以下說(shuō)法正確的是()A．電容器充電荷量越大，電容增加越大B．電容器的電容跟它兩極板所加電壓成反比C．電容器的電容越大，所帶電荷量就越多D．對(duì)于確定的電容器，它所充的電荷量跟它兩極板間所加電壓的比值保持不變．2．某一電容器外殼上標(biāo)注的是：“300V5μF”，則下列說(shuō)法正確的是()A．該電容器可在300V以下電壓下正常工作B．該電容器只能在300V電壓時(shí)正常工作C．電壓是200V時(shí)，電容仍是5μFD．使用時(shí)只需考慮工作電壓，不必考慮電容器的引出線與電源的哪個(gè)極相連3．如圖所示，電源A的電壓為6V，電源B的電壓為8V，當(dāng)開(kāi)關(guān)S從A轉(zhuǎn)到B時(shí)(電容器的電容為2μF)，通過(guò)電流計(jì)的電荷量為()A．4×10－6CB．12×10－C．16×10－6CD．28×10－4．如圖所示，一個(gè)平行板電容器板間距離為d，當(dāng)對(duì)其加上電壓后，A、B兩板的電勢(shì)分別為＋φ和－φ，下述結(jié)論正確的是()A．電容器兩極板間可形成勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E＝eq\f(φ,d)B．電容器兩極板間各點(diǎn)的電勢(shì)有的相同、有的不同，有正的、有負(fù)的、有的為零C．若只減小兩極板間的距離d，該電容器的電容C要增大，極板上所帶的電荷量Q也會(huì)增加D．若有一個(gè)電子穿越兩極板之間的電場(chǎng)，則此電子的電勢(shì)能一定會(huì)減小5.如圖所示，將平行板電容器與電池組相連，兩板間的帶電塵埃恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)．若將兩板緩慢地錯(cuò)開(kāi)一些，其他條件不變，則()A．電容器帶電荷量不變B．塵埃仍靜止C.檢流計(jì)中有a→b的電流D．檢流計(jì)中有b→a的電流6.如圖所示為電容器C與電壓為U的電源連接成的電路，當(dāng)電鍵K與1接通時(shí)，電容器A板帶______________電，B板帶________電，這一過(guò)程稱(chēng)電容器的________過(guò)程.電路穩(wěn)定后，兩板間的電勢(shì)差為_(kāi)_______．當(dāng)K與2接通時(shí)，流過(guò)導(dǎo)體acb的電流方向?yàn)開(kāi)_______，這就是電容器的________過(guò)程．7.如圖所示，用靜電計(jì)測(cè)量電容器兩板間的電勢(shì)差，不改變兩板的帶電荷量，把A板向右移，靜電計(jì)指針偏角將________________；把A板豎直向下移，靜電計(jì)指針偏角將________；在A、B板間插入一塊電介質(zhì)，靜電計(jì)指針偏角將________．．8．如圖所示，平行板電容器的兩個(gè)極板A、B分別接在電壓為60V的恒壓電源上，兩極板間距為3cm，電容器帶電荷量為6×10－8(1)平行板電容器的電容；(2)平行板電容器兩板之間的電場(chǎng)強(qiáng)度；(3)距B板為2cm9.如圖8所示，有的計(jì)算機(jī)鍵盤(pán)的每一個(gè)鍵下面都連一小塊金屬片，與該金屬片隔有一定空氣間隙的是另一塊小的固定金屬片，這兩片金屬片組成一個(gè)小電容器，該電容器的電容C可用公式C＝εreq\f(S,d)計(jì)算，式中常量εr＝9×10－12F/m，S表示金屬片的正對(duì)面積，d表示兩金屬片間的距離．當(dāng)鍵按下時(shí)，此小電容器的電容發(fā)生變化，與之相連的電子線路就能檢測(cè)是哪個(gè)鍵被按下了，從而給出相應(yīng)的信號(hào)．設(shè)每個(gè)金屬片的正對(duì)面積為50mm2，鍵未按下時(shí)兩金屬片的距離為0.6mm.如果電容變化pF，電子線路恰能檢測(cè)出此信號(hào)，則鍵至少需要被按下多大距離？8電容器的電容三【考點(diǎn)突破】反饋訓(xùn)練1：D反饋訓(xùn)練2：B反饋訓(xùn)練3：B四【考點(diǎn)鞏固】1．D解析電容器的電容是由電容器本身的因素決定的，與電容器的帶電荷量Q和兩極板間的電壓無(wú)關(guān)．所以D對(duì)2.答案AC解析“300V5μF”表示使用該電容器時(shí)正常工作的最大電壓為300V，電容器的電容始終為5μF，所以A、C正確，B錯(cuò)．而且電容器的極板上分別帶正負(fù)電荷，所以在使用時(shí)仍需區(qū)分電源與哪個(gè)極相連．所以D錯(cuò)．3答案D解析先后在電容器上變化的電壓為ΔU＝14V，根據(jù)公式ΔQ＝CΔU＝2×10－6×14C＝28×10－64答案BC解析電容器兩極板間的電勢(shì)差U＝φ－(－φ)＝2φ，場(chǎng)強(qiáng)E＝eq\f(U,d)＝eq\f(2φ,d)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由U＝Ed得，電場(chǎng)中某點(diǎn)到B板的電勢(shì)差UxB＝φx－(－φ)＝Ed′＝eq\f(2φ,d)d′，φx＝eq\f(2φ,d)d′－φ，當(dāng)d′＝eq\f(d,2)時(shí)，Ux＝0，選項(xiàng)B正確；U不變，當(dāng)d減小時(shí)，C增大，帶電荷量Q＝CU增大，選項(xiàng)C正確；電子的電勢(shì)能如何變化要看電子進(jìn)入電場(chǎng)和射出電場(chǎng)時(shí)的位置關(guān)系，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．5答案BC解析電容器與電源相連，所以?xún)蓸O板間電壓不變．兩板錯(cuò)開(kāi)一些，正對(duì)面積S將減小，由C＝eq\f(εrS,4πkd)得C減?。蒕＝UC得，Q減小，電容器放電，電子從b向a運(yùn)動(dòng)，所以電流從a向b.由E＝eq\f(U,d)得，E不變，所以塵埃仍靜止．6答案負(fù)正充電Ub→c→a放電解析電鍵接1時(shí)，電容器與電源串聯(lián)，電源給電容器充電，A板帶負(fù)電，B板帶正電，電路穩(wěn)定后，兩板間電勢(shì)差為U；當(dāng)K接2時(shí)，電容器放電，電流方向?yàn)閎ca.7答案減小增大減小解析A板右移，兩板間距減小，由C＝eq\f(εrS,4πkd)、U＝eq\f(Q,C)得：C增大，Q不變，U減小，靜電計(jì)偏角將減小；A板下移，S減小，C減小，U增大，偏角增大；A、B間插入電介質(zhì)，C增大，U減小，偏角減小8.答案(1)1×10－9F(2)2×103V/m解析(1)由電容定義式C＝eq\f(Q,U)＝eq\f(6×10－8,60)F＝1×10－9F(2)兩板之間為勻強(qiáng)電