高三第一轮复习学案 电容器 电容.doc

江苏省高三第一轮复习学案 电容器 电容 【考点聚焦】 电容器的电容平行板电容器的电容 常用的电容器 【知识扫描】 1电容器 （1）两极板分别带上了等量异种电荷，这过程叫做充电。充电后电容器内部就存在_两极板就有电势差，此电势差叫电容器的_，_叫做电容器的电量。（2）如果充电后的电容器的两极板用_接通,两极板上的电荷将 ，电容器就不再带电，此过程叫做放电。 2常用电容器 （1）可变电容器的动片旋入，电容器电容_；动片旋出，电容器电容_。 （2）电容器的击穿电压是_，电容器的额定电压是_。 3电容 （1）电容在数值上等于_;其定义式为_;电容的单位是导出单位,国际单位制中为_，简称_，符号为_。 （2）电容器的电容与电容器所带的电荷量_，与电容器的电压_,它由电容器本身的_决定；平行板电容器的决定式：_。【好题精析】例1图941中的坐标原点O都表示一半径为R的带正电的实心金属球的球心位置，纵坐标表示带电球产上的电场的场强或点势能的大小，电势的零点取在无限远处；横坐标r表示离开球心的位置；坐标平面上的曲线表示带电体所产生的电场的场强大小或电势大小随距离的变化关系，则下列说法正确的是 （ ） A 图（1）表示场强，图（2）表示电势B 图（2）表示场强，图（3）表示电势C 图（3）表示场强，图（4）表示电势 D 图（4）表示场强，图（1）表示电势例2如图942所示的实验装置中，平行板电容器的极板 与灵敏的静电计相连，极板接地，若极板稍向上移动一点，由观察 到的静电计指针的变化作出平行板电容器电容变小的结论的依据是A两极板间的电压不变，极板上的电量变小B两极板间的电压不变，极板上的电量变大C极板上的电量几乎不变，两极板间的电压变小D极板上的电量几乎不变，两极板间的电压变大例3如图943所示是一个由电池、电阻R、电键K与平行板电容器组成的串联的电路，电键闭合。在增大电容器两极 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 图943C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 思考（1）若电容器充电后将再K断开，在增大电容器两极板间距离的过程中，原题中的四个选项正确的是哪些？（2）在K闭合的状态下，电容器两极板间插入电介质，则电容C、带电量Q、板间电压U、板间电场强度E等量将如何改变？（3）在K闭合的状态下，若插入两板间的是一块较薄的金属板。（dd），则板间的电场强度如何变？例4电容器充电后与电源断开，质量为m电荷量为q的带电粒子静止于该电容器两平行板中间，现在两板间贴近下板插入一个厚度为极板间距离1/4的金属板，如图944所示，则关于两板间电势差、带电粒子的运动情况的说法中正确的是 （ ）A两板间电势差U增大，带电粒子向上加速B两板间电势差U不变，带电粒子仍静止C两板间电势差U减小，带电粒子仍静止D两板间电势差U减小，带电粒子向下加速 图944例5传感器是指非电学量（如速度、温度、压力等）的变化的 一种元件，在自动控制中有着广泛的应用，如图945所示是一种测 定液面高度的电容式传感器的示意图，金属芯线与导电液体形成一个电 容器。从指示器显示的电容的大小的变化就能反映液面的升降情况，两 者的关系是 （ ）AC增大表示h增大 BC增大表示h减小 CC减小表示h减小 DC减小表示h增大 图945【变式迁移】 1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，电容将减小C在下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 2如图946所示，质量为m，带电量为q的油滴从空中自 由下落的时间为t1后，进入水平放置的带电极板间，再经过t2速度 为零，则极板间电场力对油滴产生的加速度为（不计空气阻力） A B C D 图946 【能力突破】 1 图947所示是描述对给定的电容器充电时电量Q、电压U、电容C之间相互关系图象,其中正确的是 （ ） 图9472如图948所示，平行板电容器A、B间有一带电油滴P正好静止在极板正中间，现将两极板间稍错开一些，其它条件不变。则 （ ）A油滴将向上加速，电流计中电流由b流向aB油滴将向下加速，电流计中电流由a流向bC油滴将静止不动，电流计中电流由b流向aD极板带电量减少，两板间电势差和场强不变 图9483传感器是一种采集信息的重要器件，如图949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，电容将减少B当F向上压膜片电极时，电容将增大C若电流计有示数，则压力发生变化D若电流计有示数，则压力不发生变化 图9494如图9410所示电路，闭合开关，用电动势为E的直流电源对平行板可移动的电容器充电，要使电容器两极板的电压大于E，两极板间的电场强度保持不变，可采用 （ ）A先将S断开，然后将电容器两极板间的距离拉大一些B先将两极板间的距离拉大，然后断开SC先将两极板的正对面积减小一些，然后将S断开D先将S断开，然后将电容器两极板的正对面积减小一些 图94105如图9411所示，为平行金属板，AB两极相距为d， 分别与电源两极相连，两板的中央各有一小孔M和N。今有一带 电质点，自A板上方相距为d的P点由静止自由下落（P、M、N 在同一竖直线上）空气阻力忽略不计，到达N孔时的速度恰好为零， 然后沿原路返回。若保持两极板间的电压不变，则 （ ） A把A板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍然返回 图9411B把A板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落C把B板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍然返回D把B板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落6一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地。在两极板间 有一正电荷（电荷量很小）固定在P点，如图946所示，以E表 示两极板间的场强，U表示电容器的电压，表示正电荷在P点的电势 能。若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置。则（ ） AU变小，E不变 BE变大，变大CU变小，不变 DU不变， 不变 图9412 7如图9412所示，A、B、C三块平行金属板面积相等， 板间距离依次是2cm和5cm，已知A、B间的场强E=4103V/m， A板带电1610-9C，则AB板构成的电容器的电容为_ PF，C板带电量为_C。 图94128如图9413所示，平行板电容器间距离d=10cm， 与一个直流电源连接，电源电压为10V，N板接地，取大地 电势为零，两板间有一点P，P点距M板5cm。把K闭合给 电容器充电，然后再断电P，P点场强大小为_V/m， 电势为_V，若把N板向下移动10cm，P点场强大小 为_V/m，电势为_V。 图9413 9水平放置的平行板电容器，两板相距5cm，电容为2F，当将其充电到两板电势差为765V时，一个质量为10-8g的带负电的尘埃正好在板间静止。这时电容器带电量为_C，上板带_电，尘埃上所带的电荷是元电荷的倍数为_。10如图9414所示，有的计算机键盘的每一个键下面都连一小块金属片，与该金属片隔有一定空气隙的是另一块小的固定金属片，这两片金属片组成一个小电容器，该电容器的电容C可用公式C=s/d计算，式中常数=910-12Fm-1，S表示金属片的正对面积，d表示两金属片间的距离。当键被按下时，此小电容器的电容发生变化，与之相连的电子线路就能检测出是哪个键被按下了，从而给出相应的信号。设每个金属的正对面积为50mm2，键未按下时两金属片的距离为06mm，如果电容变化了025PF，电子线路恰能检测出必要的信号，则键至少需要被按下多少mm?图9414参考答案【好题精析】例1解析带正电的实心导体处在自身所带电荷产生的电场中，它的内部场强处处为零，球体本身是一个等势体，在球的外部场强和电势均随其离球心距离的增大而减小，以此为标准可知图（2）表示场强E随r变化的规律，图（3）表示电势随r变化的规律，答案正确。例2解析电容器的电容可根据C=Q/U来检测，板间电压可用静电计来测定。实际上当极板B稍向上移动时，电容C将减小，由于平行板电容器的电容比静电计电容大得多，静电计的接入不会使极板带电量发生明显的变化。因而电容C减小，电量几乎不变，极板电压增大，致使静电计指针与外壳间的电压增大，这时静电计电容未变。静电计金属球的带电量增加（即有极少的电荷流向静电计，可以说电容器极板电量几乎不变），使指针偏转角度增大。实验中我们观察到的现象是指针偏角变大说明板间电压增大，由C=Q/U判断，平行板电容器的电容变小。故答案D正确。点评对平行板电容器的电容和静电计测电势差可简单这样理解：对前者可认为Q一定，U随C变化；对后者可认为C一定，Q随U而变化，而静电计电量的变化对平行板电容器极板上的电量变化而言是很小的。例3解析图中电容器被充电，A极板带正电，B极板带负电。根据平行板电容器的大小决定因数C可知，当增大电容器两极板间距离d时，电容C变小。由于电容器始终与电池相连，电容器两极板间电压UAB保持不变，根据电容的定义，当C减小时电容器两极板间所带电量Q都要减小，A极板所带正电荷的一部分从a到b经电阻R流向电源正极，即电阻R中有从a流向b的电流。所以选项B、C正确。例4解析由于电容器充电后与电源断开，故插入金属板后，相当于两个电容器串联。电容器的电量不变，上面电容器d=3d/4，它的电容C增大，由于U=Q/C，故U减小，E与d无关，所以E不变，带电粒子仍静止本题答案选C点评本题一定要弄清楚插入金属板后，哪些物理量发生变化，又有哪些量不变化此题不要与插入电介质情况相混淆例5解析题中描述的电容器可视为平行板电容器，极板面积即为液面下那部分芯柱的表面积，液面的升或降，相当于增大或减小了平行板电