高考物理一轮复习 专题6.4 电容与电容器教学案

1、专题6.4 电容与电容器1.带电粒子在匀强电场中的运动2.示波管3.常见电容器电容器的电压、电荷量和电容的关系 一、电容器1常见电容器(1)组成：由两个彼此绝缘又相互靠近的导体组成。(2)带电荷量：一个极板所带电荷量的绝对值。(3)电容器的充、放电充电：使电容器带电的过程，充电后电容器两板带上等量的异种电荷，电容器中储存电场能。放电：使充电后的电容器失去电荷的过程，放电过程中电场能转化为其他形式的能。2电容(1)定义：电容器所带的电荷量q与电容器两极板间的电势差u的比值。(2)定义式：c。(3)物理意义：表示电容器容纳电荷本领大小的物理量。(4)单位：法拉(f)1 f106 f1012 pf3

2、平行板电容器(1)影响因素：平行板电容器的电容与极板的正对面积成正比，与电介质的相对介电常数成正比，与极板间距离成反比。(2)决定式：c，k为静电力常量。二、示波管1构造及功能(如图1所示)图1(1)电子枪：发射并加速电子。(2)偏转电极yy：使电子束竖直偏转(加信号电压)；偏转电极xx：使电子束水平偏转(加扫描电压)。2工作原理偏转电极xx和yy不加电压，电子打到屏幕中心；若只在xx之间加电压，电子只在x方向偏转；若只在yy之间加电压，电子只在y方向偏转；若xx加扫描电压，yy加信号电压，屏上会出现随信号而变化的图象。高频考点一电容器 例1(多选)下列关于电容器和电容的说法中，正确的是()a

3、根据c可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，跟两板间的电压成反比b对于确定的电容器，其所带电荷量与两板间的电压成正比c无论电容器的电压如何变化(小于击穿电压且不为零)，它所带的电荷量与电压的比值都恒定不变d电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，其大小与加在两板间的电压无关答案：bcd【举一反三】(多选)有一只电容器的规格是“1.5 f,9 v”，那么()a这只电容器上的电荷量不能超过1.5×105 cb这只电容器上的电荷量不能超过1.35×105 cc这只电容器的额定电压为9 vd这只电容器的击穿电压为9 v答案bc解析9 v为电容器的额定电压(或工作电压)，故c

4、正确；正常工作时的带电荷量qcu1.5×106×9 c1.35×105 c，选项b正确。【变式探究】如图2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()图2a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解析静电计指针偏角反映电容器两板间电压大小。在做选项所示的操作中，电容器电荷量q保持不变，由c知，保持s不变，增大d，则c减小，u增大，偏角增大，选项a正确，b错误；保持d不变，减小s，则c减小，u增大，偏角也增大，故选项c、d均错。高频考点二

5、平行板电容器的动态分析例2、如图3，两平行的带电金属板水平放置若在两板中间a点从静止释放一带电微粒，微粒恰好保持静止状态，现将两板绕过a点的轴(垂直于纸面)逆时针旋转45°，再由a点从静止释放一同样的微粒，该微粒将()图3a保持静止状态b向左上方做匀加速运动c向正下方做匀加速运动d向左下方做匀加速运动答案d【变式探究】多选)如图2所示，平行板电容器与直流电源连接，下极板接地，一带电油滴位于电容器中的p点且处于静止状态，现将上极板竖直向上移动一小段距离，则()图2a带电油滴将沿竖直方向向上运动bp点电势将降低c电容器的电容减小，极板带电荷量减小d带电油滴的电势能保持不变答案bc【方法技

6、巧】电容器动态分析问题的分析技巧1抓住不变量，弄清楚是电容器的电荷量不变还是电压不变2根据电容的决定式分析电容的变化，再根据电容的定义式分析电荷量或电压的变化，最后分析电场强度的变化【举一反三】如图1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()图1a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的电流答案

7、ab解析根据电路图可知，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竖直向下的重力平衡；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

8、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1【2016·全国卷】一平行板电容器两极板之间充满云母介质，接在恒压直流电源上，若将云母介质移出，则电容器()a极板上的电荷量变大，极板间的电场强度变大b极板上的电荷量变小，极板间的电场强度变大c极板上的电荷量变大，极板间的电场强度不变d极板上的电荷量变小，极板间的电场强度不变2【2016·全国卷】阻值相等

9、的四个电阻、电容器c及电池e(内阻可忽略)连接成如图1­所示电路开关s断开且电流稳定时，c所带的电荷量为q1；闭合开关s，电流再次稳定后，c所带的电荷量为q2.q1与q2的比值为()图1­a. b.c. d.【答案】c【解析】由已知条件及电容定义式c可得：q1u1c，q2u2c，则.s断开时等效电路如图甲所示甲u1·e×e；s闭合时等效电路如图乙所示，乙u2·ee，则，故c正确1.【2015·全国新课标·14】如图所示，两平行的带电金属板水平放置。若在两板中间a点从静止释放一带电微粒，微粒恰好保持静止状态。现将两板绕过a点的

10、轴（垂直于纸面）逆时针旋转45°，再由a点从静止释放一同样的微粒，改微粒将a保持静止状态 b向左上方做匀加速运动c向正下方做匀加速运动 d向左下方做匀加速运动【答案】d1. (2014·北京卷，15)如图1所示，实线表示某静电场的电场线，虚线表示该电场的等势面。下列判断正确的是 ()图1a1、2两点的场强相等 b1、3两点的场强相等 c1、2两点的电势相等 d2、3两点的电势相等解析同一电场中，电场线越密的地方场强越大，所以1点场强大于2、3点场强，a、b错误；同一等势面上各点电势相等，沿电场线方向电势降低，故c错误，d正确。答案d2(2014·天津·4

11、)如图5所示，平行金属板a、b水平正对放置，分别带等量异号电荷一带电微粒水平射入板间，在重力和电场力共同作用下运动，轨迹如图中虚线所示，那么()图5a若微粒带正电荷，则a板一定带正电荷b微粒从m点运动到n点电势能一定增加c微粒从m点运动到n点动能一定增加d微粒从m点运动到n点机械能一定增加答案c解析由于两极板的正负不知，粒子的电性不确定，则粒子所受电场力方向不确定，所受电场力做功正负不确定，但根据粒子运动轨迹，粒子所受合力一定向下，则合力一定做正功，所以电势能变化情况、机械能变化情况不确定，但粒子动能一定增加，所以只有c正确3(2013·广东·15)喷墨打印机的简化模型如图11所示，重力可忽略的墨汁微滴，经带电室带负电后，以速度v垂直匀强电场飞入极板间，最终打在纸上，则微滴在极板间电场中()图11a向负极板偏转b电势能逐渐增大c运动轨迹是抛物线d运动轨迹与所带电荷量无关答案c6edbc3191f235