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文档简介
电容器的电容学案【学习目标】1、认识电容器的结构和常用电容器。2、知道电容器充电和放电过程是能量转变的过程。3、认识电容器的电容。4、经历影响平行板电容器电容因素的实验探究过程,知道决定平行板电容器电容大小的因素。【学习重点】:电容器的观点、定义式及影响平行板电容器电容因素。【学习难点】:电容的定义和引入;对平行板电容器的动向剖析。【知识梳理】1.电容器所带的电荷量是指一个极板带电荷量的绝对值.2.平行板电容器的电容公式C=错误!3.电容器所带电荷量Q=CU4.电容器的两类问题1与电源一直连结,电容器两板电势差U保持不变.由C=错误!和C=错误!求出U,再代入E=错误!,可得平行板电容器两极板间的电场强度为E=错误!∝1,即Q不变时,E与S成反比.结论:只改变板间距离,场强不变.S2充电后,与电源断开,电容器的带电荷量
Q保持不变.已知平行板电容器两极板间的距离d和两极板之间的电压U,可用下式计算两极板间的电场强度E=错误!∝错误!,即电压不变时E与d成反比.结论:只改变正对面积,场强不变.【典型例题】【例1】一种静电除尘器,由两块距离为1㎝的平行金属板A、B组成,3如下图,两板间接上9×10V的值流电压时,在两板间产生一个强电场,如果一粒灰尘,其质量为×10-5㎏,电荷量为×10-9C,试经过计算来比较灰尘所受的重力和电场力的大小,并说明除尘原理。【解析】灰尘所受的重力-5-4N两板间的场强G=mg=×10×10=×10为E=U/d=9×103/1×10-2=9×105V/m,灰尘受到的电场力F=qE=×10-9×9×105=×10-3N,F/G=43在实际应用中,灰尘所带的电荷来自被强电场电离的空气分子,空气分子被电离后成为电子和正离子,正离子被吸引到负极板上获得电子,又成为分子,而电离出的电子在向正极板运动过程中,遇上灰尘,而使灰尘带上负电,这样带负电的灰尘被吸附到到正极板上而被收集。【例2】三块相同的金属平板A、B、D自上而下水平放置,间距分别为和,如下图,A、B两板中心开孔,在A板的开孔上搁有一金属容器ghd=122qU02g(hd)2mv1,得v1=m2随着下落液滴的增多,D板带的正电荷不断积累,在DB间形成向上的电场E′,经过O′后的液滴在BD间作匀减速运动,当液滴抵达D板的速度恰为零时,D板的电势达最高,设为φm,由qU0mghd-qφm=△E=0,得φm=U0
mg(hd)q3A板带电量Q0=C0U0,故每一液滴的电量q=aQ0=0.02C0U0,代入上式得mg(hd),=1000v0.0210310(55)102V5φm=U00.02510121000V=×10V0.02C0U0(4)1000V,原因:S闭合能使A板带有的正电荷,由于S的断开,液滴下落到D将电荷传给D,而A板上没有电荷的补充,所以最终A板带电量为零,D板的带电量为Q.B、D两板与A、B两板距离相等,B、D两板组成的电容器的电容,因此【反省】收获疑问【基础练习】一、选择题1、如图(甲)所示,两平行金属板间距为d,在两极板间加上如图(乙)所示的电压,在第1内质量为m、带电量为q的电荷处于静止状态。对于该电荷在第2内的运动(设电荷末与极板接触),下列说法中正确的选项是()A做匀加快直线运动,加快度大小为gB做变加快直线运动,平均加快度大小为g/2C做变加快直线运动,2末的加快度大小为gD2末的加快度大小为g/22、如下列图所示,一带负电小球悬挂在竖直放置的平行板电容器内部,接通S后,悬线与竖直方向的夹角为θ,则闭合,减小AB板间的距离,则夹角θ增大闭合,减小AB板间的距离,则夹角θ减小断开,使B竖直向上移动一小段距离,则夹角θ减小断开,增大AB板间的距离,则夹角θ不变二、填空题3、两平行板电容器的电容之比为C1∶C2=3∶2,带电量之比为子分别从两电容器的负极板运动到正极板,它们的动能增量之比△
Q1∶Q2=3∶1.若两个电E1∶△E2=_____.4、如下列图所示,电容器两板间距离为闭合开关S后将板间距离减来d/4,再断开d,此时电容器两极板间的电压是
d,电源两板间电压为6V,S,又将两板间距离恢复到V三、计算题5、原有一油滴静止在极板水平放置的平行板电容器中,滴开始向上运动,经t后,电容突然放电失去一部分电荷△置,假定在油滴运动过程中电量一定,则△Q′∶△Q=
给电容器再充一些电荷△Q,油Q′,又经t,油滴回到原来位参照答案选择题1、A2、AD填空题3、2∶14、24计算题5、∶1提示:电容器充电后C=Q,板间电场场强E=U=Q,此时油滴静止在极板之间UdcdqE=mg电容器补充电荷Q后,极板间场强E′=Q△Q和电场力都增大,油滴由静止开始Cd1qE'mg=△Qq向上做加快度a=mCdm电容器放电Q′后,极板间场强E′=Q△Q△Q'和电场力都减小,油滴以初速Cdv1=a1t=Qqt向上做
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