電容器電容器的電壓電荷量和電容的關系

電容器電容器的電壓電荷量和電容的關系現(xiàn)在是1頁\一共有35頁\編輯于星期日電場4電容器電容器的電壓、電荷量和電容的關系第七章現(xiàn)在是2頁\一共有35頁\編輯于星期日一、電容器兩個彼此

又相互靠近的

構(gòu)成一個電容器.①常用電容器：有固定電容器和可變電容器.固定電容器有：

和

，使用電解電容器時不能接錯其兩極，不能接

電流；可變電容器通常采用改變

來改變電容大小.絕緣導體紙質(zhì)電容器電解電容器交變導體正對面積現(xiàn)在是3頁\一共有35頁\編輯于星期日②電容器的充放電使電容器兩極板帶上等量異種電荷的過程稱為

，充電后在兩極間就存在

，兩極間就存在電勢差，此電勢差叫電容器的

，電容器上

所帶電荷量的絕對值叫做電容器的電荷量.電容器充電后，兩極間用導體接通，使兩板電荷相互

，電容器的帶電量逐漸減小的過程叫

.充電電場電壓一個極板中和放電現(xiàn)在是4頁\一共有35頁\編輯于星期日二、電容①定義：電容器所帶

與兩個極板間的

的比值.公式

.②單位：

，單位符號

.*③平行板電容器的電容決定公式：

.電荷量電勢差C=Q/U法拉F現(xiàn)在是5頁\一共有35頁\編輯于星期日

電容器定義式和決定式的應用傳感器是把非電學物理量(如位移、速度、壓力、角度等)轉(zhuǎn)換成電學物理量(如電壓、電流、電阻等)的一種元件.如圖7-4-1所示中的甲、乙、丙、丁是四種常見的電容式傳感器，下列說法正確的是()現(xiàn)在是6頁\一共有35頁\編輯于星期日圖7-4-1現(xiàn)在是7頁\一共有35頁\編輯于星期日A.甲圖中兩極間的電荷量不變，若電壓減少，可判斷出h變小B.乙圖中兩極間的電荷量不變，若電壓增加，可判斷出θ變小C.丙圖中兩極間的電壓不變，若有電流流向傳感器的負極，則x變小D.丁圖中兩極間的電壓不變，若有電流流向傳感器的正極，則F變大現(xiàn)在是8頁\一共有35頁\編輯于星期日在圖(甲)中，導電液和金屬棒彼此之間絕緣相當電容器兩極.電容器兩極間距和帶電量不變.當h減小時，兩極之間正對面積S減小，電容器電容減小，因而兩極之間電壓增大，此時傳感器顯示電壓值應增大，故選項A錯誤；在圖(乙)中，動片和定片彼此之間絕緣相當電容器兩極.電容器兩極間距和帶電量不變,當動片旋轉(zhuǎn)θ角越大，兩極之間正對面積S越小，同理得兩極之間電壓增大，此時傳感器顯示電壓值應增大，故選項B錯誤；現(xiàn)在是9頁\一共有35頁\編輯于星期日在圖(丙)中，插入電介質(zhì)材料，電容器電容增大，而兩極間的電壓不變，因而電容器帶電量增多，即正極板失去電子，電流方向由外電路指向正極，選項C錯誤；在圖(丁)中，兩極之間距離減小，電容器電容增大，而兩極之間電壓不變，故電容器充電，即正極板失去電子，電流方向由外電路指向正極，選項D正確.現(xiàn)在是10頁\一共有35頁\編輯于星期日解決本題時首先要理解以上四種情況中電容器的兩極在哪里？電容的大小取決于裝置中哪些因素？解決了這些跨度問題才能順利應用知識進行分析.因此，運用物理知識解決實際問題時，首先要識別“廬山真面目”，即在實際現(xiàn)象與物理知識之間搭上“橋梁”，從而建立物理情景和物理模型.如涉及靜電場的傳感器、示波管原理、靜電分選、尖端放電和避雷針等問題都存在知識與實際之間的跨度，復習時應作針對性思考.現(xiàn)在是11頁\一共有35頁\編輯于星期日如下圖所示，關于給定的電容器電容C、帶電量Q、極板間電壓U之間的關系，下列正確的是()現(xiàn)在是12頁\一共有35頁\編輯于星期日電容器電容決定于極板正對面積大小S、兩極板間距離及極板間介質(zhì)材料的種類，而與極板帶電量Q、極板間電壓U等無關．因此選項B、D錯誤，選項C正確．在電容器電壓發(fā)生改變情況下，電容器電容不變，根據(jù)Q=CU知，電容器帶電量Q與極板間電壓U成正比，選項A錯誤．現(xiàn)在是13頁\一共有35頁\編輯于星期日

*平行板電容器的電壓、電容、電荷量、場強的關系平行板電容器的電容C，兩板間的電壓U，兩板間場強E和帶電量Q在下列情況下怎樣變化？(1)保持兩板與電源相連，只增大兩板間距離，則C

，U

，Q

，E

.(2)給電容器充電后與電源斷開，再增大兩板間距離，則C

，U

，Q

，E

.現(xiàn)在是14頁\一共有35頁\編輯于星期日(1)由于電容器與電源接通，所以U不變(U=E)，,所以C變小，Q=C↓U，所以Q變小，E=，所以E變小.現(xiàn)在是15頁\一共有35頁\編輯于星期日(2)充電后斷開電源，所以Q不變

，所以C變小，U=，所以U變大，E==,保持不變.

現(xiàn)在是16頁\一共有35頁\編輯于星期日常用三個公式：、來討論電容器問題，關鍵要弄清哪些是變量，哪些是不變量；當Q不變而d改變時，內(nèi)部場強不變，這是個很有用的結(jié)論.同理，同學們也可以思考一下，若上題中將“增大板的距離”改為“減小兩板的正對面積”，各量又是如何變化的？現(xiàn)在是17頁\一共有35頁\編輯于星期日帶有等量異種電荷的兩塊等大的平行金屬板M、N水平正對放置.如圖7-4-2所示，兩板間有一帶電微粒以速度v0沿直線運動，當微粒運動到P點時，將M板迅速向上平移一小段距離后，則此后微粒的可能運動情況是()圖7-4-2A.沿軌跡①運動B.沿軌跡②運動C.沿軌跡③運動D.沿軌跡④運動現(xiàn)在是18頁\一共有35頁\編輯于星期日兩極板帶電量不變，只減小兩板間距離，則兩極間場強不變，即電場力不變．現(xiàn)在是19頁\一共有35頁\編輯于星期日*1.對于水平放置的平行板電容器，下列說法正確的是(

)A．將兩極板間距加大，電容將增大B．將兩極板平行錯開，電容將減小C．在兩極板間放入陶瓷板，電容將減小D．在兩極板間放入一厚度小于兩極間距的鋁板，電容將減小【解析】放入陶瓷板相當于介電常數(shù)

增大；放入鋁板，相當于兩極板間距減?。A訓練B現(xiàn)在是20頁\一共有35頁\編輯于星期日*2.如圖7-4-3所示，讓平行板電容器帶電后，靜電計指針偏轉(zhuǎn)到一定角度，若不改變A、B兩極板帶電量而減小兩極板之間距離，同時在極板之間插入電介質(zhì)，那么靜電計指針偏轉(zhuǎn)角度(

)A．一定減小B．一定增大C．一定不變D．可能不變基礎訓練A圖7-4-3現(xiàn)在是21頁\一共有35頁\編輯于星期日【解析】靜電計指針偏角大小顯示電容器兩極板之間電壓的大小，偏角越大，表示兩極間電壓越大．基礎訓練現(xiàn)在是22頁\一共有35頁\編輯于星期日基礎訓練C圖7-4-4現(xiàn)在是23頁\一共有35頁\編輯于星期日*4.如圖7-4-5所示，兩板間距為d的平行板電容器與一電源連接，開關閉合，電容器兩板間有一質(zhì)量為m，電荷量為q的微粒靜止不動．下列敘述正確的是(

)A．微粒帶正電B．斷開開關，微粒將向下加速運動C．保持開關閉合，將電容器兩極板間的距離拉大，微粒將向下加速運動D．保持開關閉合，將電容器兩極板錯開，使正對面積減小，微粒向下加速運動基礎訓練圖7-4-5C現(xiàn)在是24頁\一共有35頁\編輯于星期日【解析】粒子處于靜止狀態(tài)，說明粒子所受到的電場力與重力方向相反，而電容器內(nèi)部場強方向向下，故該粒子帶負電；若斷開開關而不調(diào)節(jié)電容器，則電容器內(nèi)部場強不變，故此時粒子仍靜止；若保持開關閉合，則電容器極板間電壓不變；當將電容器極板間距拉大時，極板間場強大小減小，故此時粒子將加速向下運動；若保持開關閉合，僅減小兩板間正對面積時，則板間場強不變，此時粒子仍靜止．基礎訓練現(xiàn)在是25頁\一共有35頁\編輯于星期日5.有兩個平行板電容器，它們的電容之比為4∶3，帶電量之比為1∶3.如果有兩個電子都從靜止狀態(tài)分別從兩個電容器的負極板出發(fā)，飛向正極板，則兩個電子達到正極板時的速度之比為(

)A．1∶B．1∶2C．2∶D．2∶3基礎訓練B現(xiàn)在是26頁\一共有35頁\編輯于星期日6.(2010×北京卷)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7-4-6)．設兩極板正對面積為S，極板間的距離為d，靜電計指針偏角為q.實驗中，極板所帶電荷量不變，若(

)提升訓練圖7-4-6A現(xiàn)在是27頁\一共有35頁\編輯于星期日提升訓練現(xiàn)在是28頁\一共有35頁\編輯于星期日7.如圖7-4-7所示，A、B為平行金屬板，兩極相距為d，分別與電源兩極相連，兩板的中央各有一個小孔M和N.今有一帶電質(zhì)點，自A板上方相距為d的P點由靜止自由下落(P、M、N在同一豎直線上)，空氣阻力忽略不計，到達N孔時速度恰好為零，然后沿原路返回．若保持兩極板間的電壓不變，則(

)提升訓練圖7-4-7現(xiàn)在是29頁\一共有35頁\編輯于星期日A．把A板向上平移一小段距離，質(zhì)點自P點自由下落后仍能返回B．把A板向下平移一小段距離，質(zhì)點自P點自由下落后將穿過N孔繼續(xù)下落C．把B板向上平移一小段距離，質(zhì)點自P點自由下落后將穿過N孔繼續(xù)下落D．把B板向下平移一段距離，質(zhì)點自P點自由下落后仍能返回提升訓練答案：A現(xiàn)在是30頁\一共有35頁\編輯于星期日【解析】電場力做的功數(shù)值上等于重力做的功時帶電質(zhì)點恰好返回，A板上移后重力做的功與克服電場力做的功仍相等(電壓不變)，A正確；同理B錯誤；B板上移后，帶電質(zhì)點還未到達B板前重力做的功已經(jīng)等于克服電場力做的功了，所以C錯誤；B板下移后，帶點質(zhì)點到達B板時重力做的功將大于克服電場力做的功，粒子將穿過N孔，D錯誤．提升訓練現(xiàn)在是31頁\一共有35頁\編輯于星期日8.如圖7-4-8(a)所示是用高電阻放電法測電容器電容的實驗裝置圖．其原理是測出電容器在充電電壓為U時所帶電荷量，從而求出電容C.實驗器材有帶輸出電壓顯示的學生直流電源、秒表、待測電容器(約1000μF左右)、高值電阻(10kw)、微安表、還有開關、導線若干．拓展訓練圖7-4-8現(xiàn)在是32頁\一共有35頁\編輯于星期日該實驗操作步驟如下：①按電路圖接好電路；②接通開關S，調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值，使微安表的指針接近滿刻度，記下這時的電壓表讀數(shù)U0=6.2V和微安表讀數(shù)I0=490μA；③斷開開關S使電容器開始放電，在斷開開關的同時開始計時，每隔5秒讀一次微安表的讀數(shù)i，將讀數(shù)記錄在預先設計的表格中；④根據(jù)表格中的12組數(shù)據(jù)，以時間t為橫坐標，電流i為縱坐標，在圖7-4-8(b)中的坐標紙上描點(圖