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文档简介
第二单元带电粒子在匀强电场中的运动第3课电容与电容器 第八章电场 知能要求与高考展望 1 掌握电容的概念与计算 明确平行板电容器的电容与哪些因素有关 有什么关系 熟练判断平行板电容器中 s d某量变化 而板上q 或u 不变时 e的变化 2 直接考查一般为选择题 课前自修 1 电容器两个彼此绝缘又相互 的导体就构成一个电容器 电容器的工作状态 充电和放电 充电就是使电容器 的过程 放电就是使充电后的电容器 电荷的过程 2 电容电容是描述电容器 本领的物理量 电容器 与极板间的 的比值叫电容 靠近 带电 失去 容纳电荷 所带的电量 电势差 1 定义式 c 2 单位 简称为法 1f f pf 3 平行板电容器 1 平行板电容器所带电荷量是指 所带电荷量的绝对值 2 决定式 c 即是说 平行板电容器的电容c跟电容器的 成正比 跟两极板间的 成反比 法拉 106 1012 一块极板 正对面积 介电常数 距离 重难突破 1 电容的理解 1 由c 得 q cu 由此看出 电压一定时 c越大 电容器容纳的电量q越多 故不同的电容器容纳电荷的本领是不同的 2 电容是电容器本身的属性 不能由公式c 来说明同一电容器的电容是由电量和电压决定的 对于平行板电容器 其电容是由其两极板的正对面积 两极板间的距离及介电常数决定的 2 电容器的两类问题比较 题型探究 题型一 理解电容 认识平行板电容器 例1 电容器电容的定义式为c 下列说法中正确的是 a 电容在数值上等于使两板间的电压增加1v时所增加的电荷量b 电容c与电容器所带的电量q成正比 与电势差u成反比c 在同一电压下 高电容的板子比低电容的板子可容纳更多的电荷d 在一个电容器两板间加以电压 将会对其充电 如果停止充电 则电容立即变为零 解析 根据定义式可变形得到 c 由此可知电容在数值上等于使两板间的电压增加1v时所增加的电荷量 a项正确 而理解电容 不能用数学的方式 而要从其本质上理解 电容是电容器的属性 其容电本领取决于电容器的正对面积 介电常数及两极板间的距离 而不是取决于是否充电 加上电压u 和所充的电荷量q b项错误 这个定义式适应于任何电容器 它利于计算 特别是比较不同电容在相同电压下容纳电荷量差别的计算 c项正确 而电容器一个主要功能是充了电之后可以保存下来 不会立即自动消失 等到需要的时候通过它的放电进行利用 d项错误 答案 ac 方法点窍 对电容定义式c 的理解 要从其本质上进行理解 它反映了容纳电荷的本领 可以转换成q cu来分析 同一电容 c不变 u不同时q不同 u等于零时q等于零 但c不等于零 不同电容 c不同 u一定时q不同 c越大q越大 平行板电容器充电是电荷流入板的过程 但万事都有饱和 当板有限的面积内已经充满电荷 意味着板上电荷产生的电压与外加电压等大反向 时 便停止充电 电路相当于断路 但在板上的电荷已保留下来 等到有导线连接两板进行放电时才会消失 体现了电容的作用 题型二 平行板电容器的c q u e的动态分析 例2 在如图所示的实验装置中 充电后的平行板电容器的a极板与灵敏的静电计相接 b极板接地 静电计中连接转动指针的外壳也接地 当静电计所加的电压增大时 转动指针与竖直固定的指针的夹角 也增大 下列关于实验结果的说法中正确的是 a 若只把极板b稍向上移动一点 电容增大 两板间的电压增大 应增大b 若只把极板b稍向上移动一点 电容减小 两板间的电压增大 应增大c 若只把极板b稍向内移动一点 电容增大 两板间的电压减小 应减小d 若只把极板b稍向内移动一点 电容减小 两板间的电压减小 应减小 审题突破 平行板电容器中c q u e变化的分析有两种情况 一是保持两板与电源相连 则两板电压u不变 二是通电后断开电源 则带电荷量q不变 到底是哪一类要分清楚 解析 由于电容器没有再充电 其电量q不变 由c 知 保持d不变 减小s 电容c减小 由c 转换成u 可看出电压u增大 应增大 a项错误b项正确 保持s不变 减小d 电容c增大 电压u减小 应减小 c项正确d项错误 答案 bc 方法点窍 运用电容的决定式和定义式解决电容器问题的思路是 1 确定不变量 c与电源相连时 u不变 电容器充电后与电源断开 q不变 2 用决定式c 分析c的变化 3 用定义式c 分析电容器所带电荷量q或两板间电压u的变化 4 用e 分析电容器板间场强e的变化 题型三 电容器的动态变化对电路电流的影响 例3 如图所示是一个由电池 电阻r 开关k与平行板电容器组成的串联电路 开关k闭合 在增大电容器两极板间距离的过程中 a 电容器的电容变小b 电容器的电容变大c 电阻r中有从b流向a的电流d 电阻r中有从a流向b的电流 解析 根据电容决定式c 可知 增大电容器两极板间距离d时 电容c变小 由于电容与电源串联 故r可认为是导线 电容器的电压u等于电源的电动势 不变 根据电容的定义式c 可知 电容器的电量q要减小 则电阻r中有从a流向b的电流 答案 ad 方法点窍 电路达到稳定状态后 电容器在电路中就相当于一个阻值无限大的元件 电容器处电路可看作是断路 它的电压等于电源的电动势 电容器有充 放电能力 如果电容变化引起极板电量增大 电容器将充电 电量减小 电容器将通过与它连接的电路放电 可能回电源 据此对本题可进行正确的判断 题型四 电容器的综合应用 例4 2012 深圳调研 如图所示 平行板电容器与电动势为e的直流电源 内阻不计 连接 下极板接地 一带电油滴位于电容器中的p点且恰好处于平衡状态 现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离 a 带电油滴将沿竖直方向向上运动b p点的电势将降低c 带电油滴的电势能将减少d 若电容器的电容减小 则极板带电荷量将增大 解析 因为电容器两板间电压不变 当两板间距离d增大时 电场强度e减小 p exp减小 p点的电势降低 故选项a错误b正确 又根据带电油滴平衡可判断其带负电 它在p点的电势能增大 选项c错误 电容器的电容减小 则极板带电荷量将减小 选项d错误 故答案为b 答案 b 方法点窍 注意将电容器的动态分析 电场力做功与电势能的变化等知识结合起来解题 随堂训练 一平行板电容器 两极板间的距离d和两板面积s都可调节 先将电容器两极板与电池相连 接通一段时间后断开 用q表示电容器的电荷量 c表示电容 u表示两板间的电势差 则下列说法中正确的是 a 当d增大
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