高考物理一輪復習課件靜電場電容器

高中物理解題模型高中物理

一輪復習靜電場（8/9）1電荷守恒定律2庫侖定律3電場強度高中物理

一輪復習4靜電防止與應用5電場能的性質6電場線與等勢面靜電場（8/9）7靜電場圖像8電容器9帶電粒子運動靜電場—電容器相關知識：1.電容器：結構：兩個彼此絕緣又相距很近的導體；定義：電容器所帶電荷量Q與兩極板間的電勢差U的比值；2.電容：現象：S（正對面積）↓→U↑→C↓；d（極板距離）↑→U↑→C↓；εr（相對介電常數）↑→U↓→C↑；3.平行板電容器：作用：存儲電荷(存儲電能)；工作過程（充放電）：AVRC12ε定義式：C=Q/U；物理意義：電容器帶電本領；接1：充電；接2：放電；單位：F（法拉）；1F=106μF=1012pF擊穿電壓：電介質被擊穿，電容器損壞；額定電壓：正常工作的最大電壓；電容決定式：C=εrS4πkd+++++-----靜電計+++---相關知識：4.平行板電容器電容決定式解釋：5.電容器串、并聯：UA：UB=dA：dBEA：EB=SB：SA=UA：UB+++++-----+++++-----+++++-----+++++-----CA：CB=UB：UA=SA：SBCA：CB=UB：UA=dB：dAC2C1UU2U1串聯C1C2U并聯U1=Q1/C1U2=Q2/C2U=U1+U2Q1=Q2=QC1C11C21=+電容器串聯電容C減小，耐壓值變大；Q1=U1·C1Q2=U2·C2Q=Q1+Q2U1=U2=U電容器并聯電容C增大，耐壓值取小值；C=C1+C2靜電場—電容器【例題1】（1）如圖所示，電容器充電后電鍵k保持閉合，則：①若使S↓、d↑及εr↑，電容器電容C、極板上電量Q、板間電場E分別如何變化？②現使B板向下移一段距離，若B板接地，φP怎么變？若A板接地，φP怎么變？總結：1.開關閉合電容器兩板電壓U不變，開關斷開電容器帶電量Q不變；注意配套公式的使用；2.某點電勢的高低是指該點到接地點的電勢差，注意下標運算。靜電場—電容器閉合：U不變+++---PCεkBAS↓→C↓→Q↓；U、d不變→E不變；d↑→C↓→Q↓；U不變、d↑→E↓；

εr↑→C↑→Q↑；U、d不變→E不變；若B板接地：d↑→E↓→UAP↓φP=UPB=U-UAPφP↑若A板接地：d↑→E↓→UAP↓φP=UPA=-UAPφP↑（2）如圖所示，電容器充電后電鍵k保持斷開，則：①若使S↓、d↑及εr↑，電容器電容C、兩板間電壓U、板間電場E分別如何變化？②現使B板向下移一段距離，若B板接地，φP怎么變？若A板接地，φP怎么變？+++---PCεkBA斷開：Q不變S↓→C↓→U↑→E↑；d↑→C↓→U↑；E不變；

εr↑→C↑→U↓→E↓；若B板接地：E不變φP=UPB=EdPBφP↑若A板接地：E不變φP=UPA=-EdAPφP不變E===εrS4πkQUdQCd總結：1.

題1考查的是電容器兩極的U不變，核心表達式是功能關系的使用，注意重力做功的變化；2.

題2考查的也是電容器兩極的U不變，核心內容是力的運算，注意豎直方向仍然處于平衡狀態(tài)。靜電場—電容器BPAεkMNddACDmg·2d=qUh=2dh=2dh<2dh>2d（2）如圖所示，水平放置平行金屬板A、B分別與電源兩極相連，帶電液滴P在金屬板A、B間保持靜止，現設法使P固定，再使兩金屬板a、b分別繞中心點O、O′垂直于紙面的軸順時針轉相同的小角度θ，然后釋放P；求：P在A、B兩極板內的運動性質；BPAεkOO′d′dE=U/dE′=U/d′E′=E/cosθPFGPF′GqE′cosθ=mgqE=mg水平向右勻加速運動a=gtanθ總結：1.題1考查的是電容器的電荷量Q不變，核心表達式是功能關系的使用，注意分析正負功增量大小的比較；2.

題2考查的也是電容器的電荷量Q不變，核心內容是力的運算，注意場強不變。靜電場—電容器BPAεkMNddAB（2）如圖所示，水平放置平行金屬板A、B分別與電源兩極斷開，帶電液滴P在金屬板A、B間保持靜止，現設法使P固定，再使兩金屬板a、b分別繞中心點O、O′垂直于紙面的軸順時針轉相同的小角度θ，然后釋放P；求：P在A、B兩極板內的運動性質；BPAεkOO′d′d斜向下勻加速運動a=2gsin(θ/2)mg·2d=qEdqE=2mg且E不變比較mg(2d+⊿h)、qE(d+⊿h′)大小PFGPFGqE=mgF合=2mgsin(θ/2)E===εrS4πkQUdQCdE不變E===εrS4πkQUdQCd【例題4】（1）在兩極板間相距為d的平行板電容器中，①插入一塊厚為d/2的金屬大平板（此板與兩極板平行），其電容變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦叮竣谌绻迦胍粔K厚為d/2相對介電常數為εr的電介質大平板，則又會如何？總結：1.電容器插入金屬板理解為d減小引起電容C增大；若Q不變，E不變；若U不變，Q增加，E增大；2.電容器插入電介質可產生極化電荷，導致電介質內部場強減小，從而引起電容C增大。（2）如圖所示，兩塊金屬極板a和c在豎直平面內水平放置，相互隔開，板a和c接在電源兩端。閉合開關，一帶負電微粒P以某一初速度水平射入板a和c之間，落在板c上的Q點。①斷開開關，平行地插入金屬板b，帶電微粒P在同樣的入射位置以同樣的初速度水平射入板b和c之間，則微粒落在何處？②若閉合開關，微粒落在何處？靜電場—電容器C==QUQEdC′=2Cd′=d/2E′=EεrE′=0+++++-----+++++-----E′≠0+++++---+++-----U′=+=2εrU(1+εr)Ed2Ed2εr1+εr2εrC′=CcPaεkbQC==QUεrS4πkdE==εrS4πkQUd①斷開開關：E不變，受力不變；Q不變微粒落在Q點②閉合開關：U不變E增大，a變化；微粒可能落在Q點的右側，可能射出極板或打在b板；例題1例題2例題3例題4靜電場—電容器【例題1】（1）如圖所示，電容器充電后電鍵k保持閉合，則：①若使S↓、d↑及εr↑，電容器電容C、極板上電量Q、板間電場E分別如何變化？②現使B板向下移一斷距離，若B板接地，φP怎么變？若A板接地，φP怎么變？（2）如圖所示，電容器充電后電鍵k保持斷開，則：①若使S↓、d↑及εr↑，電容器電容C、兩板間電壓U、板間電場E分別如何變化？②現使B板向下移一斷距離，若B板接地，φP怎么變？若A板接地，φP怎么變？閉合：U不變S↓→C↓→Q↓；U、d不變→E不變；d↑→C↓→Q↓；U不變、d↑→E↓；

εr↑→C↑→Q↑；U、d不變→E不變；+++---PCεkBA若B板接地：d↑→E↓→UAP↓φP=UPB=U-UAPφP↑若A板接地：d↑→E↓→UAP↓φP=UPA=-UAPφP↑+++---PCεkBA斷開：Q不變S↓→C↓→U↑→E↑；d↑→C↓→U↑；E不變；

εr↑→C↑→U↓→E↓；若B板接地：E不變φP=UPB=EdPBφP↑若A板接地：E不變φP=UPA=-EdAPφP不變E===εrS4πkQUdQCdE′=Eεr例題1例題2例題3例題4靜電場—電容器【例題2】（1）如圖所示，A、B為平行金屬板，兩板相距為d，分別與電源兩極相連，兩板各有一小孔M和N，一帶電質點，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，到達N孔時速度恰好為零，然后沿原路返回，保持兩極板間的電壓不變，則()A.把A板向上平移一小段距離，質點自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，質點自P點自由下落后仍能返回D.把B板向下平移一小段距離，質點自P點自由下落后將穿過N孔繼續(xù)下落（2）如圖所示，水平放置平行金屬板A、B分別與電源兩極相連，帶電液滴P在金屬板A、B間保持靜止，現設法使P固定，再使兩金屬板a、b分別繞中心點O、O′垂直于紙面的軸順時針轉相同的小角度θ，然后釋放P；求：P在A、B兩極板內的運動性質；BPAεkMNddACDmg·2d=qUh=2dh=2dh<2dh>2dBPAεkOO′d′dE=U/dE′=U/d′E′=E/cosθPFGPF′GqE′cosθ=mgqE=mg水平向右勻加速運動a=gtanθ例題1例題2例題3例題4靜電場—電容器【例題3】（1）如圖所示，A、B為平行金屬板，兩板相距為d，分別與電源兩極斷開，兩板各有一小孔M和N，一帶電質點，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，到達N孔時速度恰好為零，然后沿原路返回，保持兩極板間的電壓不變，則()A.把A板向上平移一小段距離，質點自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，質點自P點自由下落后仍能返回D.把B板向下平移一小段距離，質點自P點自由下落后將穿過N孔繼續(xù)下落（2）如圖所示，水平放置平行金屬板A、B分別與電源兩極斷開，帶電液滴P在金屬板A、B間保持靜止，現設法使P固定，再使兩金屬板a、b分別繞中心點O、O′垂直于紙面的軸順時針轉相同的小角度θ，然后釋放P；求：P在A、B兩極板內的運動性質；BPAεkMNddABmg·2d=qEdBPAεkOO′d′dPFGqE=mg斜向下勻加速運動a=2gsin(θ/2)E=2g且E不變比較mg(2d+⊿h)、qE(d+⊿h′)大小E===εrS4πkQUdQCdPFGF合=2mgsin(θ/2)E不變E===εrS4πkQUdQCd例題1例題2例題3例題4靜電場—電容器【例題4】（1）在兩極板間相距為d的平行板電容器中，①插入一塊厚為d/2的金屬大平板（此板與兩極板平行），其電容變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦叮竣谌绻迦胍粔K厚為d/2相對介電常數為εr的電介質大平板，則又會如何？（2）如圖所示，兩塊金屬極板a和c水平放置，相互隔開，板a和c接在電源兩端。閉合開關，一帶負電微粒P以某一初速度水平射入板a和c之間，落在板c上的Q點。①斷開開關，平行地插入金屬板b，帶電微粒P在同樣的入射位置以同樣的初速度水平射入板b和c之間，則微粒落在何處？②若閉合開關，微粒又落在何處？C==QUQEdC′=2Cd′=d/2E′=EεrE′=0+++++-----+++++-----E′≠0+++++---