高考物理总复习 64电容器与电容课件 新人教版.ppt

第4单元电容器与电容 一 电容器1 基本结构 任何两个彼此绝缘而又互相靠近的导体都可看成电容器 2 功能 储存电荷和电能的容器 3 电容器的带电量 是一个极板上带电量的绝对值 两板电荷等量异号 分布在两板相对的内侧 4 充电与放电 使电容器带电叫充电 使充电后的电容器失去电荷叫放电 充电过程实质上是电源逐步把正电荷从电容器的负极板移到正极板的过程 由于正 负两极板间有电势差 所以电源需要克服电场力做功 正是电源所做的这部分功以电能的形式储存在电容器中 放电时 这部分能量又释放出来 例1 下列关于电容器的说法中正确的是 a 电容器是储存电荷和电能的器件b 互相绝缘 相互靠近的两个导体构成电容器的电极 电容跟这两个导体是否带电无关c 电容器所带电荷量是指每个极板所带电荷量d 电容器的充电过程是将其他形式的能转化为电场能的过程 电容器的放电过程是将电场能转化为其他形式的能 解析 要确切地理解电容定义式中每一个物理量的物理意义 表达式中的q指的是电容器的带电荷量 是指每个极板所带电荷量的绝对值 因为电容器在带电时 两个极板电性相反 所以两个极板的带电情况是不一样的 因而c选项是不正确的 电容器充电过程中 电容器的电荷量在增加 两个极板间的电场也在增强 所储存的电场能不断增加 是将其他形式的能转化为电场能的过程 而电容器的放电过程 在能量的转化上刚好相反 是将电场能转化为其他形式的能 d选项是正确的 答案 abd 二 电容1 物理意义 表征电容器容纳 储存 电荷本领的物理量 例2 对于给定的电容器 描述其电容c 电荷量q 电压u之间的相应关系的图象正确的是 解析 对一个给定的电容器 c项是确定的 不会随电荷量 电压的改变而改变 由电容器的定义式可以知道 电荷量跟电容器两端的电压成正比 因而是过坐标原点的一条直线 答案 bc 学法指导 不能单纯的从数学表达式看物理问题 三 平行板电容器1 大小 电容c大小与两极板的正对面积s成正比 与两极板间的介质的介电常数 r成正比 与两极板的间距d成反比 例3 2010 重庆 某电容式话筒的原理示意图如右图所示 e为电源 r为电阻 薄片p和q为两金属极板 对着话筒说话时 p振动而q可视为不动 在p q间距增大过程中 a p q构成的电容器的电容增大b p上电荷量保持不变c m点的电势比n点的低d m点的电势比n点的高 答案 d 一 两类典型问题分析1 平行板电容器充电后 继续保持电容器两极板与电池两极相连接 此种情况u不变 2 平行板电容器充电后 切断与电池的连接 此种情况q不变 例1 两块大小 形状完全相同的金属板平行放置 构成一平行板电容器 与它相连接的电路如右图所示 接通开关s 电源即给电容器充电 下列说法正确的是 a 保持s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s接通 减小两极板间的距离 则两极板间的电势差减小c 断开s 减小两极板间的距离 则两极板间的电势差减小d 断开s 在两极板间插入一块介质 则两极板间的电势差减小 解析 保持s接通的情况下 减小两极板的间距 两板间的电压不会改变 将会使场强增加 因而a b项均错 在s断开的情况下 减小两板间距 则因为两板间的场强不变而使电压减小 c项对 在断开的情况下 在两极板间插入介质 将会使电容增加 而电荷量保持不变 因而电压减小 d项对 答案 cd 二 固定点的电势及电势能的变化 例2 如右图所示 平行板电容器与电动势为 的直流电源 内阻不计 连接 下极板接地 一带电油滴位于容器中的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 则极板带电量将增大 答案 b 触类旁通 如右图所示 平行板电容器与电源相连 电源负极接地 p为电容器中的一点 p点固定一电荷 q 当n极板固定时 讨论当m板向下移动时p点电势与电荷 q电势能的变化 如果正极接地呢 一 验电器与静电计验电器和静电计从本质上没有什么区别 从主体结构及外观上几乎是一致的 只不过验电器的金属杆下端常用两块金属箔片显示电荷的相关信息 而静电计的金属杆的下端常用指针显示电荷的相关信息 进行半定量的分析 静电计在使用上更多地用于测量静电荷的电压 静电计从外观上主要有别于验电器的是 外壳上有接地的接线柱 例1 在如图所示实验装置中 平行板电容器的极板a与一灵敏的静电计相接 极板b接地 若极板b稍向上移动一点 由观察到的静电计指针变化作出 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 极板上的电荷量变小b 两极板间的电压不变 极板上的电荷量变大c 极板上的电荷量几乎不变 两极板间的电压变小d 极板上的电荷量几乎不变 两极板间的电压变大 答案 d 学法指导 题中所述 极板上的电荷量几乎不变 静电计电容未变 静电计金属球所带电荷量增加 即有极少的电荷流向静电计 可以说 极板上的电荷量几乎不变 才使得指针偏转角度增大 在这一点上 静电计与验电器没有区别 都是通过电荷的增减体现张角的变化的 触类旁通 2010 北京 用控制变量法 可以研究影响平行板电容器电容的因素 如下图所示 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 答案 a 二 电容器的充放电 例2 2012 全国 如图所示 一平行板电容器的两个极板竖直放置 在两极板间有