電容的動(dòng)態(tài)分析課件

對(duì)電容器電容的兩個(gè)公式的理解c-G-A2

電容器電容的定義式(度量對(duì)一個(gè)確定的電容器，其電容已確定，不會(huì)隨其帶

電量和兩板電壓的改變而改變.)意式任平行板電容器電容的決定式(函數(shù)式).平行板電容器電容的大小由ε、s和d共同決定.c=4xaMP

二物理鼠餐法定或物理量式

覽

裝適)U

F=qE

W=qUm=pV

R

=

D物理

量

的

決

定

式

即

函

數(shù)

式

(

特

殊

)構(gòu)建和諧社會(huì)51-例1

.

如圖是描述對(duì)給定的電容器的帶電

量Q、

電

壓U、

電

容C之間相互關(guān)系的圖象，其中正確的有(

BcD

)C

C

CO

OOOfA

B

CD啟示1:對(duì)物理公式的理解及表達(dá)式的物理意義不能

從數(shù)學(xué)的角度來(lái)推理，應(yīng)深刻的理解其內(nèi)涵和外延。啟示2:了解電容器電容的決定因素時(shí)要區(qū)別電容的量度式

和決定式。電容器電容是反映電容器自身性質(zhì)，當(dāng)然決定于電容器自身的極板距離、正對(duì)面積極板間介電材料等自身

因

素

，

與

電

容

器

帶

電

量

、

板

間

電

壓

等

外

界

因

素

無(wú)

關(guān)

。變式1.

(

2

0

1

0

,

北

京

高

考

)

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所示。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0。實(shí)驗(yàn)中，極板所帶電荷量不變，

若(

A)A.保

持S

不

變

，

增

大d,

則

0

變

大B.保

持S不

變

，

增

大d,

則

0

變

小C.保

持d不

變

，

減

小S,

則

0

變

小D.

保

持d

不

變

，

減

小S,則

0

不

變啟示：通過(guò)靜電計(jì)指針偏角大小來(lái)反映金屬球與外殼之間電壓大小，也就反映電容器兩極板之間電壓大小。若用電壓表替代靜電計(jì)，則即使電容器帶電，兩極板間異種電荷也會(huì)通過(guò)電壓表形成一個(gè)回路而放電。二

、平行板電容器的動(dòng)態(tài)分析第1、類(lèi)砌題分平析板他板容器容電中因，為切圖反日離源的，連接，第電頰降遽與的子極電容器充電后，繼續(xù)保持電容器兩極

板

與

匏

物

兩

取

的

接

里

兩

女

間

的

電

壓U保

持

不

變。C=

4

E=

cC

(kdES電容題職帶電量@傾數(shù)委。致電容C

、電量Q

、電壓U、平行板電容

器電容的決

定式任意電容

器電容的

度量式勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)

強(qiáng)的決定式勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)

強(qiáng)的度量式物理依據(jù)例2

.

給平行板電容器充電后斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，當(dāng)兩極板間的距離減小時(shí)：

(A

D

K

RA.

電

容

器

的

電

容C

變

大第一類(lèi)問(wèn)題：Q

不

變討論平行板電容器的○、

U、C、E

的動(dòng)態(tài)變化。應(yīng)該先看常量。后看變量。并且注意度量式和決定式物理意義的不同。B.

電

容

器

極

板

的

帶

電

量Q變

大C.

電

容

器

兩

極

間

的

電

勢(shì)

差U變

大D.

電

容

器

兩

極

板

間

的

電

場(chǎng)

強(qiáng)

度E不

變CD4dkdS不

變u

=2Q不變關(guān)E不

變C=E

、d減

小C變

大U變小與

d

無(wú)E變式2.平行板電容器和電源、電阻、電鍵串聯(lián)，組

成如圖所示的電路

.

接通開(kāi)關(guān)K,電源即給電容器充

電

(

CD

)A.

保

持K接通，減小兩極板間的距離，則兩極板間

電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度減小B.

保

持K接通，在兩極板間插入

一塊介質(zhì)，則極板

上的帶電量不變C.充電結(jié)束后斷開(kāi)K,

減小兩極板間的距離，則兩

極板間的電勢(shì)差減小D.充電結(jié)束后斷開(kāi)K,

在兩極板間插入

一

塊介質(zhì)

，則極板上的電勢(shì)差增大

K

RE三、

電容中的電勢(shì)和電勢(shì)能的變化問(wèn)題。例3

.

如圖5所示，兩塊平行正對(duì)的金屬板與電

源相連，

N

板接地，在兩板中的P

點(diǎn)固定

一

帶正

電的檢驗(yàn)電荷，現(xiàn)保持下板不動(dòng)，將上板平行向

下緩慢移動(dòng)，則在M

板下移的過(guò)程中，該試探電圖

5啟示：分析電容器中某點(diǎn)電勢(shì)與電勢(shì)能的變化

時(shí)，先分析電場(chǎng)強(qiáng)度的變化，從而確定該點(diǎn)與

零電勢(shì)的電勢(shì)差變化，來(lái)判斷電勢(shì)的變化；

再

結(jié)合所放電荷的正負(fù)確定電勢(shì)能的變化。荷的電勢(shì)能變化情況是(

B

)A

、

不

變

B、

變

大C、

變小

D

、無(wú)法確定M_●PN變式3

.

一平行板電容器充電后與電源斷開(kāi)，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，

用E表示兩極板間場(chǎng)強(qiáng)，

U表示電容器的電壓Ep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：

(

AA.U

變

小

，E

不

變

B.E

變

大

，

Ep不

變C.U

變

小

，Ep不

變

D.U

不

變

，Ep不

變電容器充電后與電源斷開(kāi)，電量不變，根據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的決

定式可知，場(chǎng)強(qiáng)E不變。場(chǎng)強(qiáng)E不變，

P點(diǎn)到下極板間的距離不變，

P點(diǎn)與零勢(shì)面的電勢(shì)差不變，把點(diǎn)電荷從P點(diǎn)移到零勢(shì)面電場(chǎng)力

所做的功不變，故點(diǎn)電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能Ep不變

.第一類(lèi)問(wèn)題：Q不變，

E與d無(wú)關(guān)。解析：d減c

=分Q

不

變C變大U減

小四、電容的充電和放電：(

1

)

充

電

：使電容器帶電叫充電接電源正極的極板帶正電；充電時(shí)電流流向電容的

正

極

板。圖]1.7-1

電容器充電示意圖(

2

)

放電

：放電時(shí)，電流從電容

的正極板流出。圖1.7-2電容器放電示意圖L=0四

、電容的充電和放電：例

4

.

(

2

0

1

1

,

五

羊

原

創(chuàng)

)

如

圖

所

示

，

電

源

電

壓

恒

定

，

在閉合電鍵時(shí)發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針向左偏了一下。平行板電容器C

、

靈敏電流計(jì)G

、

電源及開(kāi)關(guān)組成閉

合回路?，F(xiàn)減小電容器兩極板間距離，則靈敏電流

計(jì)偏轉(zhuǎn)方向是

(

)

BCA。

向右偏轉(zhuǎn)B。

向左偏轉(zhuǎn)C

。若將電容器極板正對(duì)面積減小，則向右偏轉(zhuǎn)D

。

若將電容器極板正對(duì)面積減小，則向左偏轉(zhuǎn)啟示：1、確定電容的正負(fù)極板。2、

關(guān)鍵在于分析前后兩個(gè)狀態(tài)的電

容器上的電量變化，確定是放電還是充電。變式4.如圖7-4-4所示，是由一個(gè)電池、電阻R

與平

行

板

電

容

器

組

成

的

串

聯(lián)

電

路

，

在

增

大

電

容

器

兩

極板

間距離的過(guò)程中(

BD

)A.

電

阻R

中

沒(méi)

有

電

流B.

電

容

器

的

電

容

變

小C.

電

阻R

中

由

從A

流

向B

的

D.

電

阻R

中

由

從B

流

向A

的電

流

電

流五

、

電

容

傳

感

器傳感器是將所感受到的一種非電學(xué)物理量轉(zhuǎn)換成便于

檢測(cè)的電學(xué)物理量的器件。常用于檢測(cè)和自動(dòng)控制

.測(cè)

角

度

測(cè)位移測(cè)夜面高度測(cè)壓力例5

.

傳感器是把非電學(xué)量(如速度、溫度、壓力等)的

變化轉(zhuǎn)換成電學(xué)量變化的一種元件，在自動(dòng)控制中有著

相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。如圖所示是一種測(cè)定液面高度的電容式傳感器的示意，金屬芯線與導(dǎo)電液體形成一個(gè)電容器，

從電容C大小的變化就能反映液面的升降情況，兩者的關(guān)

系

是

：

(

A

C)

A.C

增

大

表

示h增

大

B.C

增

大

表

示h減

小

C.C

減

小

表

示h減

小

D.C減

小

表

示h增

大正對(duì)面eSC4dkdE

、

d

不

變S增大傳感器金屬芯線導(dǎo)電液體非電學(xué)量電學(xué)量h增大G增大電

解積【高考佐證】

(2010重慶理綜)某電容式話筒的原理示意圖如圖

1

所

示

，E

為

電

源

，R

為

電

阻

，

薄

片

P和

Q

為

兩

金

屬

極板

.

對(duì)著話筒說(shuō)話時(shí)，

P

振動(dòng)而

Q

可

視

為

不