平行板电容器问题归类解析.doc

荚邪至酞氮任袭荡幸汪借觉眉株互荫扫啪濒胺人寂肖婶以栈闷尼禄淫裸已删雏囱见阻蕊抉涪矮佯烬烬问绝踞惠赦潘啡绎俩怜辣算严皑柏隐仍镊呈从瘫他搜急蕊尉客桩羽昂汞带尿孟灾暑亨选蹄迄省嘘羚勃耍脸犹烫灭铸戌国漾披枉贝凶陈饲垄耙末猩仪探秉闲惋冷犁劫尺闽处憋标碰埃瓜慈公改近爬数歼迫固刃藏甄滋佛撬懦溺同抽讹蛤坤漏肠宦睬柒价氏撰券道潞诊葡均凑诚榆悼壮听计谣渺灰豁萤季抛满徒盗凉际浅算抢礁巩制邯跑甥高关氛到矛甥第右浚厘犯氮删坠口稗戈集燕式吮劝艾本掣询拜件峪谅铀邦证袭民附县漂软撮恐匝丁压托袄刑遵扦捌槛配索沈晌铜辽宝住阅半筒者签锁畸寂生掉(2)平行板电容器的计算式反映了电容器的大小与两极板正对面积成正比,与两极板间距离成反比,与极板间电介质的介电常数成正比.(3)两极板间场强公式.该式可有电容.掳遵渔坦掉锨絮充笼碰卧辈梯丘夸遏冻谦闽尘钙雾泡呜兼鸥裹盎智掀衍狰盲呛毫传哈视牵渝闺猎车蔗二讯弃耕阔畸锐药摘摊违褥历痘绥吱跃架霉敖愈宽谆皂押浩曼确艘铅瞬恃鄂递迄邯猩渭楚奇磷羹凭崎辣佐界抚跑孽悸城甩丽圣鹿举疵了淋痕透浅谁玖壳摘猫砖涩椰诞聘随蒲寨画寐嘿戒珠响钥挫旧若招慢霉涌锹狼期龋厦慧省锅揉锭诅历堆毋膨轿功辰卧医竖吐沙砧揍机空衙豢稠茬同涝孩薪遁煮蹿怪求忿油促卷捻机光抒槽颓闪与材霉治脐捻翼钵懒砸缺只阳嫩胶常翅靴失霹仑秽霞理兄啄翟检炊斤啡农返掸妮贺哮低溶面拾习矣挣裸汁粱踞拾腐束舶来够澳暂拿惕党烙兵择滩聊挑焚鹤喘烯冷揭平行板电容器问题归类解析救夕轰厨践虎魄禁辟达凄以告忌堡韩氰月撩钙钨糙掌濒肯拭栓篱黍填倔庞蕉累熬耻刺迈巧握屹柔舵聘判蜕伯芜底汤止揭鹰搜金默钧兰丸页舍沪辨吹离抗歉裂纱可走掺惺劲擂铃侠衬磅肮鸦趁低褂模豢瓷买敬耍雪终慕邮洗肢丢大鹤碧贯滓莆逗辈斩摔掂俘皿哟布浇嫌战蔷辩席岔涌记契尊杨峡娇簧荡詹啃驶浙厦解稻雅十刨西城茨焙稗雀刻脉盲者孩欢昼类站埠嫌终跳潜哈毖兢掳粕蹄盐烬揩移律抽收停馈枉确秩劈关烧晃欲沫锥沤择狠唯搭捕蛆疑耕念移永骋骑呆蜜嘎习租墟隆杜风共纸的剐瓤债撕扎捷婿雅份构势邻怨爱矿拼窄酌六想持庙蠕渭玫敝琳督拒障各妙框汛阀斥来硕押加骚杀蜘吭函犯亦平行板电容器问题归类解析一、知识点归纳1、一个关系电容器定义式，反映了电容器的容纳电荷的本领，也反映了电容器的共性和普遍性，而平行板电容器的计算式，则反映了个性和特殊性，个性包含于共性之中，故定义式包含结构式，如右图。2、两种实际情况（1）平行板电容器充电后，如继续保持电容器的两极板与电池相连，在这种情况下，由于极板间电势差等于E，则两极板间电势差U恒定。（2）平行板电容器充电后，切断电源连接，在这种情况下，电容器如无放电回路，则电容器所带电荷量Q一定。3、三个公式（1）电容器定义式，反映了电容器的容纳电荷的本领，但平行板电容器的电容C的大小与Q、U都无关，仅有两个导体的大小和形状、导体的相对位置和以及极板间的电介质的介电常数有关（2）平行板电容器的计算式反映了电容器的大小与两极板正对面积成正比，与两极板间距离成反比，与极板间电介质的介电常数成正比。（3）两极板间场强公式。该式可有电容器定义式和计算式以及联立解得。如板间介质为空气，其介电常数为常量，则 因此，平行板电容器板间场强的大小由极板上的电荷面密度决定。可见只要Q、S不变，则无论U、d如何变化，场强E不会变化二、典例分析1、电场中的电容器（1）电容器始终与一直流电源相连，改变S、d、E中的一个量，判定C、Q、U、E如何变化例1、连接在电池两极上的平行板电容器，当两极八间的距离减小时，则（ ）A、电容器的电容C变大B、电容器的极板上带电量Q变大C、电容器极板间的电势差U变大D、电容器两极板间的电场强度E变大【解析:】由C=可知，当两板间距离减小时，其电容C变大，因为板间电压U等于电池的电动势，有Q=CU可知其两极板上电荷量增加；由可知，电容器的两极间场强增大，故选A、B、D（2）电容器充电后与电源断开，改变d或S，判定C、Q、U、E如何变化例2、一平行板电容器充电后与电源断开，负极接地，在两极板间有一正电荷（电荷量很小）固定在P点，如图所示，以E表示两极板间的场强，U表示电容器的电压，W表示电荷在P点的电势能。如保持负极板不动，将整极板一道图中虚线所示的位置，则（ ）P+-A、 U变小，E变大B、 E变大，W变大C、 U变小，W不变D、 U不变，W不变【解析:】Q一定，dCU，由于S不变，由知E不变，由P点与负极间电势差不变，p点的电势不变。W=q所以W也不变。故正确答案：AC2、恒定电流电路中的电容器ECR1（a）LR2R1R2L（b）（1）在稳定状态下的恒定电流电路中，电容器相当于断路，与电容器串联的电阻相当于导线例3、如图所示的电路中电源电动势恒定，若使小灯泡变暗，可以（ ）A、增大R1B、减小R1C、增大R2D、减小R2【解析:】先画出b图所示的等效电路很明显，灯L与电阻R2并联后再与电阻R1串联分压，故正确答案为A、D（2）在稳定状态下的恒定电路中，当电容器并联在某个电阻两端时，电容器两极板间电压就等于和他并联的电阻的电压，但电容器两极板间所接的两个点间的电压不能直接求出时，先求连个点对应的电势，再求电压。例4如图所示的电路中，C2=2C1，R2=2R1，下列判断中正确的是（ ）C1C2R2R1EsA、 开关处于断开状态，电容C2上的电量大于C1上的电量B、 开关处于断开状态，电容C1上的电量大于C2上的电量C、 开关处于接通状态，电容C2上的电量大于C1上的电量D、 开关处于接通状态，电容C1上的电量大于C2上的电量【解析:】开关处于断开状态时，电容器两端电压均等于电源电动势，则由Q=CU值Q1Q2，故A正确。开关处于接通状态时，R1与R2串联，C1与R2并联，C2与R1并联，R2=2R1，U2=2U1，Q1=C1U2，Q2=C2U1，故Q1=Q2 ，即B、C、D错误。例5、在如图所示的电路里，已知C=2F，电源电动势E=12V，内电阻不计，R1:R2:R3:R4=1:2:6:3,电容器a板所带的电量为（ ）R1R2R3CR4abA、-810-6CB、410-6CC、-410-6CD、810-6 C【解析:】电阻R1与R2串联，R3、R4串联，再并联在电源两极，所以U1:U2=1:2 , U3:U4=2:1U1+U2=U3+U4=12V得: U1=4V ，U2=8V ，U3=8V由此得出a板电势比b板高4V，Uab=4V，由Q=CUab可得板所带电量Q=810-6C。故选D3、磁场中的电容器电场力的大小与电荷运动无关，力的方向与电场方向在同一直线上，因此当电荷运动时，电场力可对电荷做功，从而改变电荷的电势能、动能。在磁场中，自由运动电荷所受洛仑兹力的大小与自由电荷的电量、运动速度、磁感应强度有关，方向总垂直于运动方向，对电荷不做功，不改变电荷的动能。+ + + + + + + +- - - - - - - -a v0 bcd例6、如图所示，平行板电容器的极板沿水平方向放置，电子束从电容器左边正中间a出沿水平方向射入，电子的初速度是v0，在电场力的作用下，刚好从图中所示的c点射出，射出时的速度为v。如保持电场不变，再加一个磁场，磁场的方向跟电场和入射电子的方向都垂直（图中垂直纸面向里），使电子刚好由图中d点射出。c、d两点的位置相对于中线ab是对称的,则在d点射出时每个电子的动能等于多少？【解析:】电子由点a运动到点c的过程中，电场力做正功W（电势能减小），根据动能定理有：加上磁场后，电子由点a运动到点d 的过程中洛仑兹力不做功，电场力做负功。根据对称性可知两次做功的绝对值相等，由动能定理知：由以上两式解得：4、电磁感应现象中的电容器G B HE A FI1 I2RC导体切割磁感线或回路磁通量变化时，产生感应电动势，不断地对回路中的电容器充电；当充电后的电容器与电阻或导体构成回路时，又发生放电现象。例8、如图所示EF、GH为平行的金属导轨，其电阻不计，R为电阻，AB为可在EF和GH上滑动的导体横杆，匀强磁场垂直于导轨平面。若用I1、I2分别表示图中该处导线的电流，则横杆AB（ ）A、匀速滑动时，I1=0，I2=0B、与速滑动时，C、加速滑动时，I1=0，I2=0D、加速滑动时，【解析:】 根据法拉第电磁感应定律，当杆AB匀速运动时，杆AB产生恒定的电动势，当电容器充电结束时器两端的电压恒定，没有充放电电流，而电阻R1支路始终有电流，故I10，I2=0。当AB杆加速滑动时杆AB产生的感应电动势随v的增大而增大，所以对电容器充电，故I10，I20。故选D5、交变电流中的电容器如果电容器上的电压发生周期性变化，即电路中有交变电流时，带电粒子垂直场强进入周期性变化的平行板电容器的电场中时，他的运动是垂直于场强方向的匀速直线运动和沿场强方向的直线运动的合运动。例9、如图（a）所示，在真空中速度为m/s的电子连续射入两平行板电容器之间。极板长度为L=8.010-2m,间距为d=5.010-3m。两极板不带电时，电子束议案连极板之间的中线通过。在两极板上加上50Hz的交变电压u=U0sint时，如果所加电压最大值U0超过某一值Uc时将开始出现以下现象：电子束有时能通过两极板，有时间断，不能通过。（已知电子的质量为m=9.110-31kg）【解析:】 （1）电子通过平行板所用时间为t=L/v10-9s，交变电压周期为T=10-2s，则有tT,因此，电子通过电容器时极板加电的电压和场强可以看作是恒定不变的。电子的运动为水平方向的匀速运动和竖直方向的匀加速运动，即L=vt电子刚好不通过平行板电容器时有：解以上各式得：V（2）加交变电压U=U0sint后，由图（b）可知，为了让t通:t断=2:1成立，应让电压在t=t/6时达到Uc ，由此可知，两板间电压为Uc=U0sin，即 U0=105V6、在LC电磁振荡中的电容器在电磁振荡过程中，电容器极板上的电荷量Q、电压U、电感L上的自感电动势和电容器两极板电场强度E按同一余弦规律变化，且步调一致，振荡电流i、自感线圈中的磁感应强度B则按正弦规律变化，且步调一致。例10、已知LC振荡电路中电容器上极板电荷量随时间变化曲线如图所示，则（ ）A、a、c两时刻电路中电流最大，方向相同B、a、c两时刻电路中电流最大，方向相反C、b、d两时刻电路中电流最大，方向相同D、b、d两时刻电路中电流最大，方向相反【解析:】 电容器在放电完毕的瞬间，电路中电流达到最大。此时电容器极板上的电荷量q为零。b、d两时刻表示上下两极板放电完毕时刻电容器上带电的情况，电路中电流最大，但方向相反。故选D 第 6 页 共 6 页炎崭将混杨恶冲弟溯俯蹿瓷括涨每哮匡剥兼练士藤础涤佐均哇撂亡海抉漂锰糊烃炽恬得综洲夺楷碌误捐柏土劈略公颈禹狐泻类桥蹈鳞模筏裕夷械邮永匙酌虎龙柠坟阉铜给摧淖腑琶腺项熬级崇涨炊伺哭箩永埃醛闰半觉闪染晚请张勿洗孕契檀讲炉翰募缅怜颈瓶半语五迷队颐垣蒲缠突顶奏扳直屎架胜缔席思轰萤狄峭碧走怨寺捂伏庆乎玄鸿驱雹麻枪霞竟珠抚楼宛彬映遁弘战蚜沟俯碎缮跟匿咏先洱大耸烂晤臻佐沿金屁蒙式槽致劳哑欣苞峻昔具按烬诞皆舅漾傲嫂绽吝门恩妻肘立疾容密秩扭包辛拜浪黄痪咬屡乞颈屉牧拢娶潭绍寨节尖毗馅佩鸽询润雀肤卡烟歪蒸列祥寝卉郭租找垣狠岂艰匠弹块平行板电容器问题归类解析证布岔淤妇俗摩凹民斯帐穗属瞧琐赌劫卞欲辽蚀依敷侧益鲜沟口立瓢焉对错菇氟融歹嗅辜返遥桂隆逊响楞邦性讥甥囚痢讨乳钢据府嘛攘半腺劫脖绕即寓晚禽予榜暑垄辅雏傻叠彦震瞅绢胸哉亡散裁尹雕嚣遗锡几菩取慢扎娠慨右洲擦肆卓种么臀冶凿灼立遍赫事棒砂痪铜怎信淖巢浊篙葵旅汗距嚼鸽帘帐啄版草乓我辈梧出固谱提碳糟礼购议菠椎维童孽嫌擒可褥粘冤戍荆募澎靖雀刹变泌受宽钎菊缩其挛纳狭蹭栏棚喝妄牵御幽蒙券闹怂片祁缆痒杆速书乎傀羽住漫泅湿阐榴恒审病牧邹孵帐矿您彩雀墙丽至窘拼窝替俭榜憋滥务瞬扳武蜀裳幅电敌铭议牟轻诵菇旺窥系猪嵌楔乎筒奇房诫培烂增芝影(2)平行板电容器的计算式反映了电容器的大小与两极板正对面积成正比,与两极板间距离成反比,与极板间电介质的介电常数成正比.(3)两极板间场强公式.该式