高考物理复习 专题18 影响平行板电容器电容的因素知识点.doc

四、影响平行板电容器电容的因素影响平行板电容器电容的因素主要考查的内容主标题：影响平行板电容器电容的因素副标题：剖析考点规律，明确高考考查重点，为学生备考提供简洁有效的备考策略。关键词：平行板电容器、电容难度：3重要程度：5内容：考点剖析：电容器在实际生产、生活中有广泛的应用，是出应用型题目的热点，复习时应注意。电容器的电压、电荷量和电容的关系，是高考考查的知识点，应理解、弄懂。电容器的电容c=q/u=q/u，此式为定义式，适用于任何电容器。平行板电容器的电容的决定式为c=。有关平行板电容器的q、e、u、c的讨论要熟记两种情况：1.若两极保持与电源相连，则两极板间电压u不变；2.若充电后断开电源，则带电量q不变。典型例题例1（2014秋乐陵市校级期中）如图所示为“探究影响平行板电容器电容的因素”的实验装置，以下说法正确的是 （） aa板与静电计的指针带的是异种电荷b甲图中将b板上移，静电计的指针偏角增大c乙图中将b板左移，静电计的指针偏角不变d丙图中将电介质插入两板之间，静电计的指针偏角减小【解析】bd .a板与静电计的指针带的是同种电荷，a错误；将b板向上平移，正对面积减小，根据电容的决定式c=得知，电容c减小，而电容器的电量q不变，由电容的定义式c=分析得到，板间电势差u增大，则静电计指针张角增大,故b正确；乙图中将b板左移，板间距增大，根据电容的决定式c=得知，电容c减小，而电容器的电量q不变，由电容的定义式c=分析得到，板间电势差u增大，则静电计指针张角增大,故c错误；将电介质插入两板之间，根据电容的决定式c=得知，电容c增大，而电容器的电量q不变，由电容的定义式c=分析得到，板间电势差u减小，则静电计指针张角减小，d正确。例2（2011秋德城区校级期中）下列因素能影响平行板电容器的电容大小的是（）a两个极板间的电压 b一个极板带的电荷量c两个极板间的距离 d两个极板的正对面积【解析】cd根据c=知，电容的大小与两极板的距离、正对面积有关，与两极板间的电压以及所带的电量无关。故c、d正确，a、b错误。例2（2015嘉峪关校级三模）如图所示，a和b为竖直放置的平行金属板，在两极板间用绝缘线悬挂一带电小球。开始时开关s闭合且滑动变阻器的滑动头p在a处，此时绝缘线向右偏离竖直方向。（电源的内阻不能忽略）下列判断正确的是（）a小球带负电b当滑动头从a向b滑动时，细线的偏角变大c当滑动头从a向b滑动时，电流表中有电流，方向从上向下d当滑动头从a向b滑动时，电源的输出功率一定变大【解析】c由图，a板带正电，b带负电，电容器内电场方向水平向右。细线向右偏，电场力向右，则小球带正电,故a错误；滑动头向右移动时，r变小，外电路总电阻变小，总电流变大，路端电压u=eir变小，电容器电压变小，细线偏角变小，故b错误；滑动头向右移动时，电容器电压变小，电容器放电，因a板带正电，则流过电流表的电流方向向下，故c正确；根据电源的输出功率与外电阻的关系：当外电阻等于内阻时，输出功率最大。外电阻大于内阻，外电阻减小 输出功率增大；当外电阻小于内阻时，外电阻减小，输出功率减小，本题，不知道外电阻与内阻大小关系，故无法判断电源输出功率的大小，故d错误。例3（2015重庆期末）如图所示，p、q为平行板电容器，两极板竖直放置，在两板间用绝缘线悬挂一带电小球。将该电容器与电源连接，闭合电键后，悬线与竖直方向夹角为，则（）a保持电键闭合，缩小p、q两板间的距离，角度会减小b保持电键闭合，加大p、q两板间的距离，角度会增大c将开关再断开，加大p、q两板间的距离，角度会增大d将开关再断开，缩小p、q两板间的距离，角度不变化【解析】d保持电键s闭合时，电容器板间电压不变，缩小p、q两板间的距离，由e=分析得知，板间场强增大，小球所受电场力增大，则增大。相反，加大p、q两板间的距离时，会减小，故ab错误；电键s断开，电容器的带电量不变，根据公式c=知，u=ed、c=知，则得e=，即电场强度与极板间距无关，故板间场强不变，小球所受电场力不变，则不变，故c错误，d正确。例4（2015秋吴兴区校级期中）如图所示，一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地。两极板间悬挂一带电小球，静止时悬线与竖直方向夹角为，再将正极板向右平移一小段距离，则悬线受到的张力将（）a变大 b变小 c不变 d无法确定【解析】c.根据电容的决定式c=，电容的定义式c=，板间场强公式e=得 e=，电容器带电量q、极板面积s保持不变，故d增大时e保持不变，则小球所受的电场力不变，不变，则悬线受到的张力不变。例5.板间距为d的平行板电容器所带电荷量为q时，两极板间的电势差为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，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（ ）au2 = u1，e2 = e1bu2 = 2u1，e2 = 4e1cu2 = u1，e2 = 2e1du2 = 2u1，e2 = 2e1【解析】c.本题考查平行板电容器的相关知识。根据题意可知，；当电荷量变为2q和板间距变为时，故c正确。 例6. （2010北京卷）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【解析】a.本题考查电容器的两个公式。有的同学由于不清楚电容器的概念，不知道平行板电容器的电容与什么因素有关，有什么关系而选错答案。根据题图以及平行板电容器的公式及可知，当保持s不变，增大d时，电容器的电容c减小，极板所带电荷量q不变电荷，则极板间的电势差u增大，根据静电计的工作原理可知，静电计指针偏角增大；当保持d不变，减小s时，电容器的电容c减小，极板所带电荷量q不变，则极板间的电势差u增大，根据静电计的工作原理可知，静电计指针偏角增大。由上述分析可知，选项a正确。例7.一平行板电容器两极板间距为d，极板面积为s，电容为0s/d，其中0是常量。对此电容器充电后断开电源。当增加两板间距时，电容器极板间（ ）a电场强度不变，电势差变大b电场强度不变，电势差不变c电场强度减小，电势差不变d电场强度较小，电势差减小【解析】a.设平行板所带电荷量q，两板间电压u，则cq/u，c0s/d，两板间匀强电场的场强eu/d，综上可得eq/0s。电容器充电后断开，电容器电荷量q不变，则e不变。根据c可知，当d增大时，c减小，又根据cq/u可知，u变大。故a正确。例8.如图所示，c为中间插有电介质的电容器，a和b为其两极板；a板接地；p和q为两竖直放置的平行金属板，在两板间用绝缘线悬挂一带电小球；p板与b板用导线相连，q板接地。开始时悬线静止在竖直方向，在b板带电后，悬线偏转了角度。在以下方法中，能使悬线的偏角变大的是（ ） a.缩小a、b间的距离 b.加大a、b间的距离 c.取出a、b两极板间的电介质 d.换一块形状大小相同、介电常数更大的电介质【解