人教版选修31 1.11电容器的动态分析 学案.doc

高中物理电容器的动态分析一、考点突破：知识点考纲要求题型说明电容器的动态分析 1. 理解电容器的两种状态；2. 会根据电容的定义式和决定式对两种状态进行动态分析。选择题、计算题本知识点属于高考重点，考查方向主要是电容器的动态分析，及以电容器中匀强电场为背景考查粒子的平衡问题及能量问题。二、重难点提示：重点：会根据电容的定义式和决定式对两种状态进行动态分析。难点：电容串并联中的动态分析。1. 平行板电容器的动态分析问题常见的类型（1）电容器始终和电源连接，此时u恒定，则qcuc，而c，两板间场强e； （2）电容器充电后与电源断开，此时q恒定，则u，c，场强e。2. 运用电容的定义式和决定式分析电容器相关量变化的思路（1）确定不变量，分析是电压不变还是所带电荷量不变。（2）用决定式c分析平行板电容器电容的变化。 （3）用定义式c分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化。（4）用e分析电容器两极板间电场强度的变化。 例题1 如图所示，两块较大的金属板a、b平行放置并与一电源相连，s闭合后，两板间有一质量为m、电荷量为q的油滴恰好处于静止状态，以下说法中正确的是（）a. 若将a板向上平移一小段位移，则油滴向下加速运动，g中有ba的电流b. 若将a板向左平移一小段位移，则油滴仍然静止，g中有ba的电流c. 若将s断开，则油滴立即做自由落体运动，g中无电流d. 若将s断开，再将a板向下平移一小段位移，则油滴向上加速运动，g中有ba的电流思路分析：根据电路图可知，a板带负电，b板带正电，原来油滴恰好处于静止状态，说明油滴受到的竖直向上的电场力刚好与重力平衡；当s闭合，若将a板向上平移一小段位移，则板间间距d变大，而两板间电压u此时不变，故板间场强e变小，油滴所受合力方向向下，所以油滴向下加速运动，而根据c可知，电容c减小，故两板所带电荷量q也减小，因此电容器放电，所以g中有ba的电流，选项a正确；在s闭合的情况下，若将a板向左平移一小段位移，两板间电压u和板间间距d都不变，所以板间场强e不变，油滴受力平衡，仍然静止，但是两板的正对面积s减小了，根据c可知，电容c减小，两板所带电荷量q也减小，电容器放电，所以g中有ba的电流，选项b正确；若将s断开，两板所带电荷量保持不变，板间场强e也不变，油滴仍然静止，选项c错误；若将s断开，再将a板向下平移一小段位移，两板所带电荷量q仍保持不变，两板间间距d变小，根据c，u和e，可得e，显然，两板间场强e不变，所以油滴仍然静止，g中无电流，选项d错误。答案：ab例题2 如图所示，水平放置的平行板电容器，两板间距为d。带负电的小球质量为m，带电量为q，从下极板n的小孔p处，以初速度v0射入，沿直线到达上极板m上的小孔q，若重力加速度为g。则（ ）a. 小球在m、n间运动的加速度不为零b. m板电势高于n板电势c. 小球从p到q，电势能增加了mgdd. m、n间电势差大小为思路分析：a. 小球受重力，电场力，且两者一定在一条直线上，若小球沿直线运动，则说明重力与电场力平衡。否则小球合力与速度不在一条直线上，小球做曲线运动，故a错误。b. 由重力和电场力平衡，可知电场力向上，由于小球带负电，故电场线方向向下，m板带正电，故m点电势高于n点电势，故b正确。c. 由于电场力与重力平衡，即f=mg，电场力方向向上，做正功，做功为：w=fd=mgd，故电势能减少mgd，故c错误。d. 由电场力做功w=qu=mgd，解得：，故d正确。答案：bd。【方法提炼】电容器的串、并联规律1. 电容器的并联： 2. 电容器的串联：满分训练：如图所示，两个相同的平行板电容器c1、c2用导线相连，开始都不带电，现将开关s闭合给两个电容器充电，待充电完毕后，电容器c1两板间有一带电微粒恰好处于平衡状态，再将开关s断开，把电容器c2两板稍错开一些（两板间距离保持不变），重新平衡后，下列判断正确的是（）a. 电容器c1两板间电压减小b. 电容器c2两板间电压增大c. 带电微粒将加速上升d. 电容器c1所带电荷量增大思路分析：充电完毕后电容器c1、c2并联，两端电压相等，都等于电源电压u，断开s后，电容器c2两板稍错开一些，即两板正对面积s减小，根据c知电容减小，又由c可知，两板间电压u增大，此时uu，则电容器c2又开始给c1充电，直到两电容器电压再次相等，此时两者两端的电压比原来的电压都增大，故a