浙江省高三物理复习 第6章 第4讲 电容、电容器课件 新人教版.ppt

第4讲电容 电容器 一 电容器的电容1 电容器 1 定义 能容纳电荷的器件叫做电容器 任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体都可以看成一个电容器 2 平行板电容器 两块正对的平行金属板 它们相隔很近而且彼此绝缘组成一个最简单的电容器叫做平行板电容器 平行板电容器的电场是匀强电场 3 电容器的充 放电 充电 使电容器带电的过程叫充电 充电后的电容器 一块极板带正电 另一块极板带等量的负电 而每个电容器所带电量是指电容器一块极板所带电量的绝对值 放电 使充电后的电容器失去电荷的过程叫放电 放电的实质是使两极板原来带电量中和 失去电荷 3 平行板电容器电容的决定因素平行板电容器的电容跟介电常量 成正比 跟正对面积s成正比 跟两极板间的距离d成反比 二 电场中的导体1 静电感应现象导体内自由电荷在电场力作用下重新分布 导体两端出现等量正 负电荷的现象叫做静电感应 这种正 负电荷叫做感应电荷 2 静电平衡状态发生静电感应时 导体内的自由电荷受到电场力作用而定向移动 使导体中的正 负电荷重新分布 这时感应的正 负电荷产生的附加场强e 的大小等于外场强e0 方向相反 使导体中的合场强为零 导体内的自由电荷不再定向移动的状态叫做静电平衡状态 3 导体达到静电平衡的特点 1 导体内部的合场强处处为零 即 e e0 e 0 2 导体是一个等势体 表面是一个等势面 3 导体表面任何一点的场强方向都跟表面垂直 即电场线跟表面垂直 4 带电导体的净电荷只能分布在导体的外表面上 且表面上的电荷分布与表面弯曲半径有关 尖端部分电荷密度大 该处的场强也大 4 静电屏蔽导体壳内的区域不受外部电场影响或接地导体壳内的场强不影响外部的现象叫做静电屏蔽 一 电容器的定义式与决定式例1 如下图所示 关于给定的电容器电容c 带电量q 极板间电压u之间的关系 下列正确的是 ac 解析 电容器电容决定于极板正对面积大小s 两极板间距离及极板间介质材料的种类 而与极板带电量q 极板间电压u等无关 因此选项b d错误 选项c正确 在电容器电压发生改变情况下 电容器电容不变 根据q cu知 电容器带电量q与极板间电压u成正比 选项a正确 故答案为ac 点评 注意电容器的定义式与决定式的区别 注意电容器与传感器相结合的处理 变式训练1 如图6 4 1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 a c增大表示h增大b c增大表示h减小c c减小表示h减小d c减小表示h增大 图6 4 1 ac 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容器的正对面积 由题知 c增大 表明s变大 液面升高 c减小 表明s变小 液面降低 正确答案为ac 二 导体的静电平衡例2 2010 杭州调研 一金属球 原来不带电 现沿球的直径的延长线放置一均匀带电的细杆mn 如图6 4 2所示 金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上a b c三点的场强大小分别为ea eb ec 三者相比 a ea最大b eb最大c ec最大d ea eb ec 图6 4 2 c 解析 处于静电平衡的导体 内部场强处处为零 而a b c三点都在球内 感应电荷在球内某点的场强的大小应等于带电导体mn在这一点形成电场的场强的大小 方向应相反 而c点离带电体mn较近 mn在c点形成的电场的场强最大 感应电荷在c点的场强也最大 两者大小相等 方向相反 c点合场强为零 c正确 变式训练2 2010 浙江卷 请用学过的电学知识判断下列说法正确的是 a 电工穿绝缘衣比穿金属衣安全b 制作汽油桶的材料用金属比用塑料好c 小鸟停在单根高压输电线上会被电死d 打雷时 呆在汽车里比呆在木屋里要危险 b 解析 金属衣可以起到屏蔽作用 比绝缘衣安全 选项a错误 金属汽油筒可以防止静电 所以比塑料汽油桶安全 选项b正确 由于小鸟两脚间距离很小 在单根输电线上小鸟两脚间电压非常小 所以小鸟不会电死 选项c错误 由于汽车轮胎是绝缘的 所以打雷时呆在汽车里比呆在木屋里安全 选项d错误 故答案为b 变式训练3 使带电的金属球靠近不带电的验电器 验电器的箔片张开 下列各图表示验电器上感应电荷分布情况 正确的是 b 二 平行板电容器及其动态分析例3 平行板电容器的电容c 两板间的电压u 两板间场强e和带电量q在下列情况下怎样变化 1 保持两板与电源相连 只增大两板间距离 则c u q e 2 给电容器充电后与电源断开 再增大两板间距离 则c u q e 变式训练4 如图6 4 3所示为平行金属板 a b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 图6 4 3 a 把a板向上平移一小段距离 质点自p点自由下落