專題49 靜電平衡和電容器 （原稿版）

專題49靜電平衡和電容器專題導(dǎo)航目錄TOC\o"1-3"\h\u?？键c(diǎn)靜電平衡和電容器 1考點(diǎn)拓展練習(xí) 4?？键c(diǎn)歸納常考點(diǎn)靜電平衡和電容器【典例1】（多選）電源、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器和平行板電容器連成如圖所示電路，P點(diǎn)到A、B兩極板的距離相等，且B板接地。閉合開關(guān)S，電源對(duì)電容器充電后，電容器帶電荷量為Q，板間電壓為U，板間電場強(qiáng)度大小為E。則下列說法正確的是（）A．若將A板下移少許，則Q變大，U不變，E變大 B．若滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)，則Q變大，U減小，E變大 C．若斷開開關(guān)，將A板下移少許，則P點(diǎn)的電勢(shì)不變 D．若斷開開關(guān)，將A板向左移動(dòng)少許，則Q不變，U不變，E不變【典例2】（多選）用控制變量法，可以研究影響平行板電容器的因素（如圖）．設(shè)兩極板正對(duì)面積為S，極板間的距離為d，靜電計(jì)指針偏角為θ．實(shí)驗(yàn)中，極板所帶電荷量不變，則（）A．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，增大S，則θ變小 D．保持d不變，增大S，則θ不變【技巧點(diǎn)撥】1．靜電平衡狀態(tài)(1)導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)為零；(2)凈電荷僅分布在導(dǎo)體表面上（孤立導(dǎo)體的凈電荷僅分布在導(dǎo)體的外表面上）；(3)導(dǎo)體為等勢(shì)體，導(dǎo)體表面為等勢(shì)面，電場線與導(dǎo)體表面處處垂直。靜電平衡時(shí)內(nèi)部場強(qiáng)為零的現(xiàn)象，在技術(shù)上用來實(shí)現(xiàn)靜電屏蔽。2．電容器(1)組成：兩個(gè)彼此絕緣且又相距很近的導(dǎo)體。(2)帶電荷量：一個(gè)極板所帶電荷量的絕對(duì)值。(3)充、放電：3．電容(1)定義：電容器所帶的電荷量與電容器兩極板間的電勢(shì)差的比值。(2)定義式：C＝eq\f(Q,U)。(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＝106μF＝1012pF。4．平行板電容器(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：C＝eq\f(εrS,4πkd)，k為靜電力常量。5．平行板電容器動(dòng)態(tài)分析的解題思路：(1)確定不變量，分析是電容器兩端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=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)或E=分析平行板電容器極板間勻強(qiáng)電場場強(qiáng)的變化。6．兩類平行板電容器的動(dòng)態(tài)問題分析比較(1)兩極板間電壓U恒定不變。(2)電容器所帶電荷量Q恒定不變。7．驗(yàn)電器與靜電計(jì)（1）在結(jié)構(gòu)上的不同（2）驗(yàn)電器的主要作用有：①檢驗(yàn)導(dǎo)體是否帶電。②檢驗(yàn)導(dǎo)體所帶電性。（3）靜電計(jì)作用：①定量測(cè)量兩導(dǎo)體間的電勢(shì)差。②定量測(cè)量某導(dǎo)體的電勢(shì)?！咀兪窖菥?】（多選）如圖所示，兩板間距為d的平行板電容器與一電源連接，下極板接地。開關(guān)S閉合，電容器兩極板間有一質(zhì)量為m，帶電量為q的微粒靜止不動(dòng)，下列各敘述中正確的是（）A．?dāng)嚅_開關(guān)S，把電容器兩極板距離增大，電容會(huì)增大 B．?dāng)嚅_開關(guān)S，把電容器兩極板距離減小，微粒將保持靜止 C．保持開關(guān)S閉合，把電容器兩極板距離增大，兩板帶電量將會(huì)增大 D．保持開關(guān)S閉合，把電容器上極板向上移動(dòng)少許，微粒在初始位置的電勢(shì)能將增大【變式演練2】（多選）如圖所示，充電后與電源分離的平行板電容器，其正極板接地在極板間P點(diǎn)有一帶電液滴q處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)將B板移至虛線處，則（）A．兩極間電壓變大 B．P點(diǎn)場強(qiáng)不變，但電勢(shì)降低 C．帶電液滴q仍保持靜止 D．帶電液滴q的電勢(shì)能增大考點(diǎn)拓展練習(xí)1．如圖，在兩極板間有一固定在P點(diǎn)的點(diǎn)電荷，以E表示兩板間的電場強(qiáng)度，Ep表示點(diǎn)電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能，θ表示靜電計(jì)指針的偏角。若保持下極板不動(dòng)，將上極板向下移動(dòng)一小段距離至圖中虛線位置，則（）A．θ增大，E增大 B．θ減小，E不變 C．θ減小，Ep增大 D．θ增大，Ep不變2．如圖所示是由電源E、靈敏電流計(jì)G、滑動(dòng)變阻器R和平行板電容器C組成的電路，開關(guān)S閉合。在下列四個(gè)過程中，靈敏電流計(jì)中有方向由a到b電流的是（）A．在平行板電容器中插入電介質(zhì) B．減小平行板電容器兩極板間的距離 C．減小平行板電容器兩極板的正對(duì)面積 D．增大平行板電容器兩極板的正對(duì)面積3．如圖所示，一平行板電容器的兩極板與一電壓恒定的電源相連，極板水平放置，極板間距為d，在下極板上疊放一厚度為l的金屬板，其上部空間有一帶正電粒子P靜止在電容器中，當(dāng)把金屬板從電容器中快速抽出后，粒子P開始運(yùn)動(dòng)，重力加速度為g．則下列判斷正確的是（）A．上極板帶正電 B．粒子開始向上運(yùn)動(dòng) C．粒子運(yùn)動(dòng)的加速度大小為g D．粒子運(yùn)動(dòng)的加速度大小為g4．如圖所示，平行板電容器兩極板帶等量異種電荷，右極板與靜電計(jì)金屬球相連，左極板和靜電計(jì)金屬外殼相連，下列操作能使靜電計(jì)指針張角變小的是（）A．增大兩極板的帶電量 B．在兩極板間插入電介質(zhì) C．將左極板向上平移少許 D．將左極板向左平移少許5．平行板電容器、靜電計(jì)、理想二極管（正向電阻為0，反向電阻無窮大）所連接成的電路如圖所示，電源內(nèi)阻不計(jì)。現(xiàn)在平行板電容器的右極板固定不動(dòng)，且于兩極板之間的P點(diǎn)固定一帶負(fù)電的點(diǎn)電荷。改變左極板的位置，設(shè)靜電計(jì)的張角為θ．下列說法正確的是（）A．若左極板向左移動(dòng)少許，則θ變大，P點(diǎn)的電勢(shì)變大 B．若左極板向左移動(dòng)少許，則θ不變，P點(diǎn)的電勢(shì)變小 C．若左極板向上移動(dòng)少許；則θ不變，位于P點(diǎn)的點(diǎn)電荷的電勢(shì)能減小 D．若左極板向下移動(dòng)少許，則θ變小，位于P點(diǎn)的點(diǎn)電荷的電勢(shì)能增大6．某電容器上標(biāo)有“10μF200V”，則（）A．該電容器加上100V電壓時(shí)，其電容為20μF B．該電容器加的電壓不能低于200V C．該電容器的電容總等于10μF D．該電容器的最大電容為10μF，當(dāng)其帶電荷量較少時(shí)，電容小于10μF7．關(guān)于電容器、電容以下說法正確的是（）A．電容器的電容大說明它能容納的電荷量多 B．電容的定義式為C＝，也可寫為C＝ C．由電容的定義式可知：電容C和電容器帶電量Q成正比，和兩極間的電壓U成反比 D．根據(jù)電容的定義式知，若電容器不帶電，則其電容為零8．如圖所示，兩塊相互靠近的平行金屬板組成的平行板電容器，極板N與靜電計(jì)相連，極板M與靜電計(jì)的外殼均接地。用靜電計(jì)測(cè)量平行板電容器兩極板間的電勢(shì)差U。在兩板相距一定距離d時(shí)，給電容器充電，靜電計(jì)指針張開一定角度。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，保持電容所帶電量Q不變，下面的操作中將使靜電計(jì)指針張角變大的是（）A．僅將M板向上平移 B．僅將M板向右平移 C．僅在M、N之間插入云母板 D．僅在M、N之間插入金屬板，且不和M、N接觸9．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)開一些，其他條件不變，則（）A．電容器帶電量不變 B．塵埃仍靜止 C．檢流計(jì)中無電流 D．檢流計(jì)中有b→a的電流10．（多選）如圖所示，平行板電容器AB通過二極管與電源相連接，二極管具