電容器與電容

電容器與電容考綱解讀電容器的電壓、電荷量和電容的關(guān)系Ⅰ重點(diǎn)知識(shí)回顧1．電容器(1)組成：由兩個(gè)彼此絕緣又相互靠近的導(dǎo)體組成。(2)帶電荷量：一個(gè)極板所帶電荷量的絕對(duì)值帶電特點(diǎn)：兩極板帶等量異種電荷重點(diǎn)知識(shí)回顧(3)充放電充電：使電容器帶電的過程，電容器中儲(chǔ)存電場(chǎng)能。放電：使電容器失去電荷的過程，電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為其它形式能重點(diǎn)知識(shí)回顧2．電容(1)定義：電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極板間的電勢(shì)差U的比值。(2)定義式：重點(diǎn)知識(shí)回顧(3)物理意義：表示電容器容納電荷本領(lǐng)大小的物理量。(4)單位：法拉(F)1F＝

μF＝

pF重點(diǎn)知識(shí)回顧3．平行板電容(1)影響因素：平行板電容器的電容與極板的正對(duì)面積成正比，與電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)成正比，與極板間距離成反比。（2）決定式：重點(diǎn)知識(shí)回顧4．兩種典型模型(1)電壓恒定U不變重點(diǎn)知識(shí)回顧4．兩種典型模型(2)充電后斷開Q不變5.電容器與恒定電流相聯(lián)系

在直流電路中，電容器的充電過程非常短暫，除充電瞬間以外，電容器都可以視為斷路。應(yīng)該理解的是：電容器與哪部分電路并聯(lián)，電容器兩端的電壓就必然與那部分電路兩端電壓相等。重點(diǎn)知識(shí)回顧

6.電容器力學(xué)綜合

電容器通過電學(xué)與力學(xué)知識(shí)聯(lián)系起來時(shí)，解答這一類題目的關(guān)鍵還是在力學(xué)上，只要在對(duì)物體進(jìn)行受力分析時(shí)，注意對(duì)帶電體所受的電場(chǎng)力分析，再應(yīng)用力學(xué)相關(guān)知識(shí)即可求解。必須注意的是：當(dāng)帶電體運(yùn)動(dòng)過程中與其它導(dǎo)體有接觸時(shí)，有可能所帶電量要發(fā)生變化。重點(diǎn)知識(shí)回顧

【例1】如圖所示，用靜電計(jì)可以測(cè)量已充電的平行板電容器兩極板之間的電勢(shì)差U，現(xiàn)使B板帶正電，則下列判斷正確的是()

A．增大兩極板之間的距離，靜電計(jì)指針張角變大

B．將A板稍微上移，靜電計(jì)指針張角將變大

C．若將玻璃板插入兩板之間,則靜電計(jì)指針張角變大

D．若將A板拿走，則靜電計(jì)指針張角變?yōu)榱憬忸}方法AB

【練習(xí)1】一平行板電容器充電后與電源斷開，負(fù)極板接地，在兩極板間有一正電荷（電量很小）固定在P點(diǎn)，如圖所示，以E表示兩極板間的場(chǎng)強(qiáng)，U表示電容器的電壓，E＇表示正電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能，若保持負(fù)極板不動(dòng)，將正極板移到圖中虛線所示的位置，則下列選項(xiàng)正確的有（）

A．U變小，E不變B．E變大，E＇變大

C．U變小，E＇不變D．U不變，E＇不變

解題方法AC·P

【練習(xí)2】如圖所示，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)能將減少

D．若電容器的電容減小，則極板帶電量將增大

解題方法B

【練習(xí)3】在一塊半導(dǎo)體基板上陣列了10萬金屬顆粒，每一顆粒充當(dāng)電容器的一極，外表面絕緣，手指貼在其上構(gòu)成電容器的另一極，這就組成了指紋傳感器．當(dāng)手指的指紋一面與絕緣表面接觸時(shí)，由于指紋深淺不同，對(duì)應(yīng)的峪和嵴與顆粒間形成一個(gè)個(gè)電容值大小不同的電容器，則(

)

A．指紋的嵴處與半導(dǎo)體基板上對(duì)應(yīng)的金屬顆粒距離近，電容小

B．指紋的峪處與半導(dǎo)體基板上對(duì)應(yīng)的金屬顆粒距離遠(yuǎn)，電容小

C．對(duì)每個(gè)電容感應(yīng)顆粒都充電至某一參考電壓，在手指靠近時(shí)，各金屬電極電荷量減小

D．對(duì)每個(gè)電容感應(yīng)顆粒都充電至某一參考電壓，在手指遠(yuǎn)離時(shí)，各金屬電極均處于充電狀態(tài)

解題方法B

【例2】.如圖所示，M、N是平行板電容器的兩個(gè)極板，R0為定值電阻，R1、R2為可調(diào)電阻，用絕緣細(xì)線將質(zhì)量為m、帶正電的小球懸于電容器內(nèi)部．閉合電鍵S，小球靜止時(shí)受到懸線的拉力為F.調(diào)節(jié)R1、R2，關(guān)于F的大小判斷正確的是(

)

A．保持R1不變，緩慢增大R2時(shí)，F(xiàn)將變大

B．保持R1不變，緩慢增大R2時(shí)，F(xiàn)將變小

C．保持R2不變，緩慢增大R1時(shí)，F(xiàn)將變大

D．保持R2不變，緩慢增大R1時(shí)，F(xiàn)將變小

解題方法B

【練習(xí)4】帶電小球懸掛在平行板電容器內(nèi)部，閉合開關(guān)S，電容器充電后，懸線與豎直方向的夾角為θ,如圖所示．下列方法中能使夾角θ減小的是(

)

A．保持開關(guān)閉合，使兩極板靠近一些

B．保持開關(guān)閉合，使滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng)

C．保持開關(guān)閉合，使兩極板遠(yuǎn)離一些

D．?dāng)嚅_開關(guān)，使兩極板靠近一些

解題方法C

【例3】在真空中水平放置一個(gè)平行板電容器，兩極板間有一個(gè)帶電油滴，電容器兩板間距為d，當(dāng)平行板電容器的電壓為U0時(shí)，油滴保持靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示．給電容器突然充電使其電壓增加ΔU1，油滴開始向上運(yùn)動(dòng)；經(jīng)時(shí)間Δt后，電容器突然放電使其電壓減少ΔU2，又經(jīng)過時(shí)間Δt，油滴恰好回到原來的位置．假設(shè)油滴在運(yùn)動(dòng)過程中電荷量不變，充電和放電的過程均很短暫，這段時(shí)間內(nèi)油滴的位移可忽略不計(jì)，重力加速度為g.試求：

(1)帶電油滴所帶電荷量與質(zhì)量之比；

(2)第一個(gè)Δt與第二個(gè)Δt時(shí)間內(nèi)油滴

運(yùn)動(dòng)的加速度大小之比；

(3)ΔU1與ΔU2之比．（1）油滴靜止時(shí)，由牛頓第二定律得：

分析:先作運(yùn)動(dòng)過程分析圖ABCΔtΔtX1X2可以求得：（2）設(shè)第一個(gè)Δt內(nèi)油滴從A到B的位移為x1，加速度大小為a1，第二個(gè)Δt內(nèi)油滴從B到C再回到A的位移為x2，加速度大小為a2，則：ABCΔtΔtX1X2由以上各式可以求得：（3）當(dāng)油滴從A到B加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由牛頓第二定律可得：ABCΔtΔtX1X2可得：即（3）油滴從B到C再回到A過程，由牛頓第二定律可得：即【練習(xí)4】電子所帶電荷量最早是由美國科學(xué)家密立根通過油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)出的．油滴實(shí)驗(yàn)的原理如圖所示，兩塊水平放置的平行金屬板與電源連接，上、下板分別帶正、負(fù)電荷．油滴從噴霧器噴出后，由于摩擦而帶電．油滴進(jìn)入上板中央小孔后落到勻強(qiáng)電場(chǎng)中，通過顯微鏡可以觀察到油滴的運(yùn)動(dòng)情況．兩金屬板間的距離為d，忽略空氣對(duì)油滴的浮力和阻力．(1)調(diào)節(jié)兩金屬板間的電