江苏省桃州中学高考物理一轮复习 8.5 电容器和电容导学案 新人教版选修31.doc

选修3-12013届桃州中学高三物理导学案第八章 静电场【课 题】1.5 电容器和电容月 日【学习目标】了解电容器及电容的概念，常握平行板电容器的分析方法，认识常用电容的结构【知识要点】1电容器(1)组成：两个彼此绝缘又 的导体组成电容器，电容器可以容纳 (2)带电荷量：一个极板所带电荷量的 ，两极板所带电荷量 (3)充、放电充电：把电容器接在电源上后，电容器两个极板分别带上等量异号电荷的过程充电后两极板间存在 ，电容器储存了 放电：用导线将充电后的电容器的两极板接通，两极板上电荷 的过程放电后的两极板间不再有 ，同时电场能转化为其他形式的能2电容(1)定义：电容器所带的 与电容器两极板间的 的比值(2)公式：c.(3)物理意义：电容是表示电容器 电荷本领的物理量(4)单位： ，符号 .与其他单位间的换算关系为：1f f pf.3平行板电容器(1)影响因素：平行板电容器的电容与极板 成正比，与电介质的相对 成正比，与 成反比(2)决定式：c，k为静电力常量4关于电容器两类典型问题分析方法：(1)首先确定不变量若电容器充电后断开电源，则_不变；若电容器始终和直流电源相连，则_不变(2)当决定电容器大小的某一因素变化时，用公式_判断电容的变化(3)用公式_分析q和u的变化(4)用公式_分析平行板电容两板间场强的变化【典型例题】【例题1】由电容器电容的定义式c可知()a若电容器不带电，则电容c为零b电容c与电容器所带电荷量q成反比，与电压u成反比c电容c与所带电荷量q多少无关d电容在数值上等于使两板间的电压增加1 v时所需增加的电荷量【例题2】对于水平放置的平行板电容器，下列说法中正确的是()a将两极板的间距加大，电容将增大b将两极板平行等距错开，使正对面积减小，电容将减小c在下极板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的陶瓷板，电容将增大d在下极板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的铝板，电容将增大【例题3】【2011巢湖模拟】在如图所示的实验装置中，平行板电容器的极板b与一灵敏静电计相接，极板a接地下列操作中可以观察到静电计指针张角变大的是( )a极板a上移 b极板a右移c极板间插入一定厚度的金属片d极板间插入一云母片【例题4】【2011淄博模拟】如图所示，用电池对电容器充电，电路a、b之间接有一灵敏电流表，两极板间有一个电荷q处于静止状态现将两极板的间距变大，则()a电荷将向上加速运动b电荷将向下加速运动c电流表中将有从a到b的电流d电流表中将有从b到a的电流p -+【例题5】 如图所示，平行板电容器接在电源上充电后，与电源断开，负极板接地，在两板间有一正电荷固定在p点，以e表示两板间场强，u表示电容器的电压，w表示正电荷在p点的电势能若保持负极板不动，将正极板向下移，则( ) au变小，e不变 be变大，w变大 cu变小，w不变 du不变，w不变思考1： 题中若正极板不动，将负极板向上移一些，各量如变何化？题中若是将正极板接地，而负极板不接地，保持负极板不动，将正极板向下移，各量如何变化？思考2： 题中若将一电源始终与电容器相连，保持负极板接地且不动，将正极板向下移时，各量如变何化？【能力训练】1（2012江苏卷）一充电后的平行板电容器保持两板间的正对面积、间距和电荷量不变，在两板间插入一电介质，其电容c和两极板间的电势差u的变化情况是( )ac和u均增大 bc增大，u减小cc减小，u增大 dc和u均减小22011天津卷 板间距为d的平行板电容器所带电荷量为q时，两极板间电势差为u1，板间场强为e1.现将电容器所带电荷量变为2q，板间距变为d，其他条件不变，这时两极板间电势差为u2，板间场强为e2，下列说法正确的是( )au2u1，e2e1bu22u1，e24e1cu2u1，e22e1du22u1，e22e13【2011温州模拟】一带电小球悬挂在平行板电容器内部，闭合开关s，电容器充电后，悬线与竖直方向夹角为，如图x115所示下列方法中能使夹角减小的是( )a保持开关闭合，使两极板靠近一些b保持开关闭合，使滑动变阻器滑片向右移动c保持开关闭合，使两极板远离一些d断开开关，使两极板靠近一些4【2011西城一模】如图x114所示，两块平行金属板正对着水平放置，两板分别与电源正、负极相连当开关闭合时，一带电液滴恰好静止在两板间的m点，则( )a当开关闭合时，若减小两板间距，液滴仍静止b当开关闭合时，若增大两板间距，液滴将下降c开关再断开后，若减小两板间距，液滴仍静止d开关再断开后，若增大两板间距，液滴将下降膜片电极固定电极f 5. 传感器是一种采集信息的重要器件如图1023是一种测定压力的电容式传感器当待测压力f作用于可动膜片电极上时，可使膜片产生形变，引起电容的变化，将电容器灵敏电流计和电源串接成闭合电路那么( )a当f向上压膜片电极时，电容将变小b当f向上压膜片电极时，电容将变大c当电流计有示数时，则压力f发生变化d当电流计有示数时，则压力f不发生变化 6如图所示，平行金属板a、b组成的电容器，充电后与静电计相连要使静电计指针张角变大，下列措施中可行的是( )a将a板向下移动 b使a板放走部分电荷c将b板向右移动 d将ab之间充满电介质7平行板电容器的电容为c，两极板间距离为l，电容器所带电荷量为q，现在使电容器所带电荷量增加了dq若极板间有a、b两点，相距为d，则下列说法中正确的是（ ） 两板间原来的电场强度是q/cl 两板间现在的电场强度是q/cl两板间电场强度增加了dq/cl a、b两点间的电势差一定增加了dqd/cla b c dabsq 8平行板电容器的两极板接于电池两极，一个带正电小球悬挂在电容器内部，闭合开关s，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向的夹角为q ，如图所示那么( )a保持开关s闭合，a板向b靠近，则q 角减小b保持开关s闭合，a板向b靠近，则q 角不变c开关s断开，a板向b靠近，则q 角增大d开关s断开，a板向b靠近，则q 角不变9. 关于电容器及其电容，下列说法中正确的是()a平行板电容器一板带电q，另一板带电q，则此电容器不带电b由公式c可知，电容器的电容随带电荷量q的增加而增大c对一个电容器来说，电容器的带电荷量与两板间的电势差成正比d如果一个电容器两板间没有电压，就不带电荷，也就没有电容10.两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置，构成一平行板电容器，与它相连接的电路如图5所示接通开关k，电源即给电容器充电()a保持k接通，减小两极板间的距离，则两极板间电场的电场强度减小b保持k接通，在两极板间插入一块介质，则极板上的电荷量增大c断开k，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小d断开k，在两极板间插入一块介质，则两极板间的电势差增大11. 用控制变量法,可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图).设两极板正对面积为s,极板间的距离为d,静电计指针偏角为.实验中,极板所带电荷量不变,若( )a.保持s不变,增大d,则变大b.保持s不变,增大d,则变小c.保持d不变,减小s,则变小d.保持d不变,减小s,则不变12(2010天津模拟)如图所示，两块水平放置的平行正对的金属板a、b与电池相连，在距离两板等距的m点有一个带电液滴处于静止状态若将a板向下平移一小段距离，但仍在m点上方，稳定后，下列说法中正确的是()液滴将加速向下运动m点电势升高m点的电场强度变小了在a板移动前后两种情况下，若将液滴从a板移到b板，电场力做功相同abc d例题答案： 1. cd电容器电容的大小由电容器自身决定，与带电与否、所带电荷量q的多少均无关；根据c可知，当电容器电压发生变化时，所带电荷量也发生变化，但两者比值保持不变，即c，所以有qcu.综上所述，本题正确选项为c、d.2bcd平行板电容器的电容c，因此加大极板间距d，导致c减小，a项错误；正对面积s减小，c减小，b项正确；插入陶瓷板，相当于增大介电常数r，c增大，c项正确；插入铝板，相当于减小极板间距d，c增大，d项正确3. a【解析】 平板板电容器的电量不变，灵敏静电计测的是板间电压，由u，要使电压变大，减小电容器电容即可，要注意的是，极板间插入一定厚度的金属片相当于减小板间距离，再由公式c，可判断a对4bd【解析】 充电后电容器的上极板a带正电不断开电源，增大两板间距，u不变、d增大由e知两极板间场强减小，场强减小会使电荷q受到的电场力减小，电场力小于重力，合力向下，电荷q向下加速运动由c知电容c减小，由qcu知极板所带电荷量减少，会有一部分电荷返回电源，形成逆时针方向的电流，故电流表中将会有由b到a的电流，选项bd正确5正确答案：ac解析：解答此题应明确，电容器与电源断开后，其所带电量q将保持不变当正极板向下移时，电容器两板间距d减小，由cs/4kd可知电容c增大，由cq/u可得u将减小，由eu/d、cq/u和 cs/4kd得e4kq/s，所以场强e不变，答案a正确；分析p点所放电荷的电势能如何变化，应从分析p点的电势变化入手，设p点与负极板间的距离为d，则p点的电势jed，e和d均不变，所以p点的电势不变，正电荷在p点的电势能不变，答案c正确 思考1：（答案：e不变，u变小，w变小；e不变，u变小，w变大）思:2：（答案：e变大，u不变，w变大）能力训练答案1【答案】b【解析】根据，电容c增大，根据,u减小，b正确。2 c【解析】 由公式c、c和e得u，e，当q变为2q、d变为时，电压u不变，电场强度e变为原来的2倍c正确3c【解析】 保持开关闭合，两极间电压不变，使两极板靠近一些，板间场强变大，夹角增大，a错；保持开关闭合，使滑动变阻器滑片向右移动，不会影响板间电压，夹角不变，b错；保持开关闭合，使两极板远离一些，由e可知，场强减小，夹角减小，c对；断开开关，使两极板靠近一些，板间场强不变，夹角不变，d错4bc【解析】 带电液滴恰好静止在两板间，说明重力与电场力平衡，当开关闭合时，板间电压不变，由e，若增大两板间距，场强减小，电场力减小，液滴将下降，a错，b对；开关再断开后，电量保持不变，若无论增大或减小两板间距，板间场强都不变，c对，d错5. 解析：此题考查电容器电容的决定因素及电容器的充放电现象当压力f发生变化时，两极板间距离d发生变化，由cs/d可知，电容c将会发生变化，由于电源始终与电容器相连，电容器上的电压不变，由cq/u可知电容器带电量q将发生变化，导致电容器充电或放电，这时电流表中就会有电流通过正确答案：bcx图1024思考拓宽：仿照测定压力的电容式传感器，制做一个测定微小位移(或速度)的电容式传感器，如图1024所示，其中阴影部分为某种电介质请简单说明其原理（答案：当电介质发生位移时，电容器的电容发生变化，由电容变化的量值便可计算出位移的大小）6.ac7.c8.d9. 答案：c 解析：该题考查电容器及其电容的概念，电容器两极板带等量的异种电荷，电容器的电荷量是指某一板所带电荷量的绝对值，故a错由c知，电容是一个用比值定义的物理量，电容与电容器是否带电及带电多少无关，因此b、d错，正确选项为c.10. 答案：bc解析：场强e，保持u不变(k接通)，减小d，e增大，故a错插入介质后，c增大，据qcu可知极板上的电荷量增大，故b项正确当k断开时，极板电荷量(q)不变，减小板间距离，则c增大，据u可知u减小，故c项正确断开k时，q不变，在两极板间插入介质，则c增大，则据u可知u减小，故d项错11. 解析:本题考查平行板电容器电容c=的应用以及电容器的动态分析.由c=可知,保持s不变,增大d时,电容器的电容c减小,而电容器两极板上的电量不变,由u=可得,电容器两极