复习-电容器及其动态分析.ppt

1 电容器及其动态分析 第三单元电容器带电粒子在电场中的运动 2 考纲解读 09 福建 15 08 宁夏 21 08重庆 09 福建 15 09 福建 15 电容器的动态变化题 3 两个彼此绝缘又互相靠近的导体可构成一个电容器 2 电容 1 电容器 1 电容器所带的电荷量Q 一个极板所带电荷量的绝对值 与两极板间电势差U的比值 叫做电容器的电容 C Q U 2 单位 法拉 符号为F 1F 106 F 1012pF 定义式 3 物理意义 反映电容器本身容纳电荷本领的物理量 与电容器是否带电以及两板电压高低无关 3 平行板电容器的电容 C S 4 kd 决定式 4 一 理解电容器的充电和放电过程及其特点 放电过程实际是正 负电荷中和的过程 流入正极板 增加 升高 场强增大 化学能转化为电场能 当电容器充电 放电 结束 电容器所在电路中无电流 电容器两板间电压 等于零 与电源电压相等 流出正极板 减少 降低 场强减小 电场能转化为其他能 5 例1 S闭合的瞬间和平行板电容器充电稳定后增大两极板距离的过程中 对电阻R来说 有无电流通过 如果有 方向怎样 充电稳定后 在增大两极板距离的过程中 电容器放电 R上有从B到A的电流 是物理解题的生命线 S闭合 电源给电容器充电 R上有从A到B的电流 答 过程分析和状态分析 感悟 6 二 对电容器电容的两个公式的理解 任意电容器电容的定义式 度量式 平行板电容器电容的决定式 决定式 对一个确定的电容器 其电容已确定 不会随其带电量和两板电压的改变而改变 平行板电容器电容的大小由 s和d共同决定 7 例2 如图是描述对给定的电容器充电时电量Q 电压U 电容C之间相互关系的图象 其中正确的有 BCD 8 例3 一平行板电容器的两个极板分别与一电源的正负极相连 在保持开关闭合的情况下 将电容器两极板间的距离增大 则电容器的电容C 电容器所带电量Q和极板间的电场强度E的变化情况是 A C Q E都逐渐增大B C Q E都逐渐减小C C Q逐渐减小 E不变D C E逐渐减小 Q不变 拓展 1 若S 增大C E U如何变 2 若待电容器充电后将开关断开 C E U又如何变 题型探究 B C减小 U增大 E不变 9 三 平行板电容器的动态分析 1 写出上述前三个公式 2 先看常量 后看变量 3 在变量中先看自变量 后看因变量 进而确定函数关系 4 先定性分析 再定量计算 第二类问题 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 两板间的电压U保持不变 物理依据 任意电容器电容的度量式 平行板电容器电容的决定式 匀强电场场强的度量式 第一类问题 平行板电容器充电后 切断与电源的连接 电容器的带电量Q保持不变 匀强电场场强的决定式 即 三先三后 解题程序 10 例4 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 电量很小 固定在P点 如图所示 用E表示两极板间场强 U表示电容器的电压 EP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 AC 第一类问题 Q不变 E与d无关 A U变小 E不变B E变大 EP不变C U变小 EP不变D U不变 EP不变 11 例5 09 福建 15 如图所示 平行板电容器与电动势为E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 带点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 B 第二类问题 U不变 12 例6 08 宁夏 21 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 BC 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 13 平行板电容器的动态分析思路 找准不变量Q U 判断C变化 分析U Q变化 分析E变化 分析与E相关的F qE Ed或 Ed 选某一板为零点势 还有Ep q 的变化 注意正 符号 确定自变量d S C S 4 kd C Q U E U d 感悟 关键 找准不变量 14 谢谢指导 15 例7 两块平行金属板带等量异号电荷 要使两板间的电压加倍 而板间的电场强度减半 可采用的办法有 A 两板的电量加倍 而距离变为原来的4倍 B 两板的电量加倍 而距离变为原来的2倍C