019--高二物理（电场9）.doc

019高二物理电容器静电技术学习目标定位 1.知道电容器的概念和平行板电容器的主要构造.2.理解电容的概念及其定义式，并能用来进行有关计算.3.掌握平行板电容器电容的决定式，并能用其讨论有关问题一、识别电容器电容器由两个互相靠近、彼此绝缘的导体组成，导体间可以填充绝缘物质(电介质)二、电容器的充放电使电容器的两极板上带上等量异种电荷的过程叫充电，每个极板所带电荷量的绝对值称为电容器所带的电荷量电容器充电后，两极板间存在电场，从电源获得的能量储存在电场中，称为电场能使电容器两极板上的电荷中和的过程叫放电三、电容器的电容及决定因素1电容器所带的电荷量跟它的两极板间的电势差的比值叫做这个电容器的电容，用公式表示为C.在国际单位制中，电容的单位是法拉，简称法，符号是F.1 F106 F1012 pF.2平行板电容器电容与两平行板正对面积S成正比，与两极板间的距离d成反比，并与板间插入的电介质有关公式表达式为C，式中k为静电力常量，r是一个常数，称为电介质的相对介电常数，电介质不同，r的大小也不同四、静电与新技术1在静电除尘装置中，高压电源的正、负极分别接到金属圆筒和管心的金属线上，它们之间有很强的电场，使附近的气体分子被电离，电子在向着金属圆筒正极运动的过程中，附在空气中的尘埃上，使尘埃带负电，从而被吸附到金属圆筒上2防止静电危害防止静电灾害的基本原则是：控制静电的产生，把产生的静电迅速引走以避免静电的积累通过工艺控制可以减少因摩擦而产生的静电避免静电积累的常用方法有静电接地、增加湿度、非导电材料的抗静电处理等.电压(V)电荷量(C)甲乙121043104241046104361049104一、电容器的电容问题设计实验室有甲、乙两只电容器，通过实验测得甲、乙两只电容器在不同电压下所带的电荷量数值如下表：通过分析数据发现，两只电容器所带的电荷量与电压有怎样的关系？各自的电荷量与电压的比值是否不变？两电容器的电荷量与电压的比值是否相同？ 延伸思考能否根据公式C得出C与Q成正比，与U成反比？能否把电容的定义式写成C？ 要点提炼1定义式：C(或C)，定义方法：比值定义法2物理意义：电容是描述电容器储存电荷能力大小的物理量，在数值上等于使电容器两极板间的电势差为1 V所需要带的电荷量电容C由电容器自身的构造决定，与Q、U无关(填“有关”或“无关”)，所以不能根据C，就认为C与Q成正比，与U成反比二、平行板电容器的电容问题设计平行板电容器由两块平行放置的金属板组成利用平行板电容器进行如下实验：(1)如图1所示，保持Q和d不变，增大(或减少)两极板的正对面积S，观察电势差U(静电计指针偏角)的变化，依据C，分析电容C的变化(2)如图2所示，保持Q和S不变，增大(或减小)两极板间的距离d，观察电势差U(静电计指针偏角)的变化，依据C，分析电容C的变化(3)如图3所示，保持Q、S、d不变，插入电介质，观察电势差U(静电计指针偏角)的变化，依据C，分析电容C的变化 要点提炼1平行板电容器的电容与两平行极板正对面积S成正比，与电介质的相对介电常数r成正比，与极板间距离d成反比，其表达式为C，两板间为真空时相对介电常数r1，其他任何电介质的相对介电常数r都大于1.2C适用于所有电容器；C仅适用于平行板电容器三、平行板电容器的动态分析问题设计1如图4所示，电容器充电后保持和电源相连，此时电容器两极板间的电压不变(1)当两极板的正对面积S增大时，电容器的C、Q、E如何变化？(2)当两极板间距d增大时，电容器的C、Q、E如何变化？2在图4中，电容器充电后和电源断开，此时电容器的带电荷量不变(1)当两极板的正对面积增大时，电容器的C、U、E将如何变化？(2)当两极板间距d增大时，电容器的C、U、E将如何变化？ 要点提炼1分析方法：抓住不变量，分析变化量其理论依据是：(1)电容器电容的定义式C；(2)平行板电容器内部是匀强电场，E；(3)平行板电容器电容的决定式C.2两种典型题型(1)电压不变时：若电容器始终与电源相连，这时电容器两极板间的电压是不变的，以此不变量出发可讨论其他量的变化情况(2)电荷量不变时：若电容器在充电后与电源断开，这时电容器两极板上的电荷量保持不变，在此基础上讨论其他量的变化一、对电容器及电容的理解例1有一充电的电容器，两板间的电压为3 V，所带电荷量为4.5104 C，此电容器的电容是多少？将电容器的电压降为2 V，电容器的电容是多少？所带电荷量是多少？例2(双选)对于水平放置的平行板电容器，下列说法正确的是()A将两极板的间距加大，电容将增大B将两极板平行错开，使正对面积减小，电容将增大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，电容将增大二、平行板电容器的两类典型问题例3(双选)如图5所示，用静电计可以测量已充电的平行板电容器两极板间的电势差U，现使B板带正电，则下列判断正确的是()A增大两极板之间的距离，静电计指针张角变大B将A板稍微上移，静电计指针张角将变大C若将玻璃板插入两板之间，则静电计指针张角变大D若将A板拿走，则静电计指针张角变为零1.(对电容器及电容的理解)(单选)某电容器上标有“25 F450 V”字样，下列对该电容器的说法中正确的是()A要使该电容器两极板之间电压增加1 V，所需电荷量为2.5105 CB要使该电容器带电荷量为1 C，两极板之间需加电压2.5105 VC该电容器能够容纳的电荷量最多为2.5105 CD该电容器能够承受的最大电压为450 V2(平行板电容器的两类典型问题)(单选)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6所示)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3(平行板电容器的两类典型问题)(双选)连接在电池两极上的平行板电容器，当两板间的距离减小时()A电容器的电容C变小 B电容器极板的带电荷量Q变大C电容器两极板间的电势差U变大 D电容器两极板间的电场强度E变大题组一对电容器及电容的理解1(单选)下列关于电容器和电容的说法中，不正确的是()A根据CQ/U可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，跟两板间的电压成反比B对于确定的电容器，其所带电荷量与两板间的电压成正比C无论电容器的电压如何变化(小于击穿电压且不为零)，它所带的电荷量与电压的比值都恒定不变D电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，其大小与加在两板间的电压无关2(双选)下列选项描述的是对给定的电容器充电时电荷量Q、电压U、电容C之间相互关系的图象，其中正确的是()3(单选)下列关于电容器的说法中，正确的是()A电容越大的电容器，带电荷量也一定越多B电容器不带电时，其电容为零C由CQ/U可知，C不变时，只要Q不断增加，则U可无限制地增大D电容器的电容跟它是否带电无关4(双选)有一个正在充电的电容器，若使它带的电荷量减少了3106 C，则其电压降为原来的，则()A电容器原来带的电荷量是9106 C B电容器原来带的电荷量是4.5106 C电容器原来的电压可能是5 V D电容器原来的电压可能是5107 VF电容器的电容不可能达到9 F，故原电压值不可能是5107V.题组二平行板电容器的电容及两类典型问题5(单选)要使平行板电容器的电容增大，则()A增大电容器的带电荷量 B增大电容器两极间的电压C增大电容器两极板的正对面积 D增大电容器两极板的距离6(双选)关于已充上电的某个平行板电容器，下列说法正确的是()A两极板上一定带等量异号电荷B两极板所带的电荷量为两极板所带电荷量的绝对值之和C电容器带电荷量多，说明它容纳电荷的本领大D某电容器带电荷量越多，两极板间的电势差就越大7(单选)一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距和电荷量不变，在两极板间插入一电介质，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8(双选)绝缘金属平行板电容器充电后，静电计的指针偏转一定角度，若减小两极板a、b间的距离，同时在两极板间插入电介质，如图1所示，则()A电容器两极板的电势差会减小 B电容器两极板的电势差会增大C静电计指针的偏转角度会减小 D静电计指针的偏转角度会增大9(单选)如图2所示是一个由电池、电阻R与平行板电容器组成的串联电路，在减小电容器两极板间距离的过程中()A电阻R中没有电流 B电容器的电容变小C电阻R中有从a流向b的电流 D电阻R中有从b流向a的电流题组三静电的防止与应用10(单选)在医疗手术中，为防止麻醉剂乙醚爆炸，地砖要用导电材料制成，医生和护士要穿由导电材料制成的鞋子和外套，一切设备要良好接地，甚至病人身体也要良好接地，这样做是为了()A除菌消毒 B消除静电 C利用静电 D防止漏电11(单选)为了防止静电的危害，应尽快把产生的静电导走，下列措施中不是防止静电危害的是()A油罐车后面装一条拖地的铁链 B电工钳柄上套有绝缘胶套C飞机轮上装搭地线 D印刷车间中保持适当的湿度题组四综合应用12(单选)如图3所示，把一个平行板电容器接在电压U10 V的电源上现进行下列四步操作：(1)合上K；(2)在两板中央插入厚为的金属板；(3)断开K；(4)抽出金属板则此时电容器两板间的电势差为()A0B10 V C5 VD20 V13(单选)如图4所示是测定液面高度h的电容式传感器示意图，E为电源，G为灵敏电流计，A为固定的导体芯，B为导体芯外面的一层绝缘物质，C为导电液体已知灵敏电流计指针偏转方向与电流方向的关系为：电流从左边接线柱流进电流计，指针向左偏如果在导电液体的深度h发生变化时观察到指针正向左偏转，则()A导体芯A所带电荷