【物理】2019届一轮复习人教版电容器的电容学案

【物理】2019届一轮复习人教版电容器的电容学案

‎ ‎ ‎1. 电容器 ‎①电容器：任何两个彼此绝缘、相互靠近的导体可组成一个电容器，能贮藏电荷和能量。‎ ‎②电容器的充电和放电：‎ 充电：把电容器两个极板分别与电源的正负极相连，使电容器的两个极板分别带上等量异种电荷的过程。充电的过程是将电场能储存在电容器中的过程。‎ 放电：用导线把充电后的电容器的两极板接触，使电容器两极板上的电荷中和的过程。放电的过程是将储存在电容器中的电场能转化为其他形式的能过程。‎ ‎③电容器的额定电压和击穿电压：加在电容器上的电压不能超过某一限度，超过这个限度，电介质将被击穿，电容器损坏。此电压称为击穿电压。电容器工作的电压应低于击穿电压。额定电压是指电容器能正常工作的电压，比击穿电压要低。‎ ‎2. 电容 定义：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间电势差U的比值，叫做电容器的电容，用符号C表示。‎ 物理意义：电容是描述电容器容纳电荷本领大小的物理量，电容越大，表示电容器容纳电荷的本领越大。‎ 定义式：。 ‎ 单位：在国际单位制中，电容的单位是法拉，简称法，符号是F。1法=1库/伏。‎ 电容的常用单位还有微法（ μF ）和皮法（ pF ），它们之间的换算关系为。‎ ‎3. 平行板电容器 构成：平行板电容器由靠得很近、相互平行、同样大小的两片金属板组成。‎ 决定因素：平行板电容器的电容C与两极板的正对面积S成正比，与介质的相对介电常数成正比，与两极板间的距离d成反比。‎ 决定式：， 式中是相对介电常数，S是两极板的正对面积，d是两极板间的距离，k 为静电常量。‎ ‎4. 常用电容器 常用电容器可分为固定电容器和可变电容器 固定电容器的电容是固定的，常用的有纸质电容器和电解电容器。‎ 可变电容器由两组铝片组成，固定的一组叫定片，可以转动的一组铝片叫动片。‎ 有一充电的平行板电容器，两板间电压为3V，现使它的电荷量减少3×10－4C，于是电容器两板间的电压降为原来的 ，此电容器的电容是多大？电容器原来的带电荷量是多少？若电容器极板上的电荷量全部放掉，电容器的电容是多大？‎ 如图所示一个由电池、电阻R、开关S与平行电容器组成的串联电路，开关S闭合。在增大两极板间距离的过程中（ ）‎ A． 保持开关S闭合，则C变小，Q变小，E变小，R中有电流从a流向b B． 保持开关S闭合，则C变大，Q变大，E变小，R中没有电流 C． 如果断开开关S，则C变大，Q变小，U变小，E变小 D． 如果断开开关S，则C变小，Q不变，U变大，E不变 本题考查了电容的动态分析，关键抓住不变量，结合电容的定义式和决定式，以及匀强电场的场强公式分析判断，知道开关闭合时，电容器两端的电势差不变，开关断开时，电容器所带的电荷量不变。‎ 答案：AD 解析：A、保持开关S闭合，U不变，d增大，根据知，电容C减小，根据知，电场强度减小，根据Q=CU知，电荷量减小，R中有电流从a流向b，故A正确，B错误； C、断开开关S，电荷量Q不变，根据知，电容C减小，根据 知，电势差U增大，根据，知E不变，故C错误，D正确。‎ 如图所示，用静电计可以测量已充电的平行板电容器两极之间的电势差U，现使B板带电，则下列判断正确的是（ ）‎ A.增大两极板之间的距离，指针张角变小 ‎ B.将A板稍微上移，静电计指针张角将变大 ‎ C.若将玻璃板插入两板之间，则静电计指针张角变小 ‎ D.若将A板拿走，则静电计指针张角变为零 已充电的平行板电容器电量不变，静电计测量电势差的大小，电容器板间的电势差越大，静电分析可知，板间电压增大，静电计指针张角变大，故B正确。‎ C、将玻璃板插入两板之间，电容的决定式可知，电容增大，电量不变，由分析可知，板间电压减小，静电计指针张角变小，故C正确。‎ D、若将A板拿走，则静电计指针张角将不变．故D错误。‎ 如图所示，水平放置的两平行金属板A、B相距为d，电容为C，开始时两极板均不带电，A板接地且中央有一小孔，现将带电液一滴一滴地从小孔正上方h高处无初速地滴下，设每滴液滴的质量为m，电荷量为q，落到B板后把电荷全部传给B板。 （l）第几滴液滴将在A、B间做匀速直线运动？ （2）能够到达B板的液滴不会超过多少滴？‎ 当带电液滴滴到B板上，由于静电感应，A板上会出现等量的异种电荷，因而A、B间产生了解得： 。 （2）设第n′滴恰能到达下板，则对第n′滴，考虑它从开始自由下落至恰到达B板的过程，利用动能定理得： mg(h+d)−q•＝0−0， 解得：， 若以具体数据代入计算时n′不是整数，则n′应取整丢零。‎ ‎1．根据电容的定义式可知（ ）‎ A．电容器的电容越大，电容器所带的电荷量就越多 B．电容器两极板间的电势差越大，电容越小 C．电容器的电容与其带电荷量成正比，与其两极板间的电势差成反比 D．电容器的电容不随带电荷量及两极板间的电势差的变化而变化 ‎2．一个电容器所带电荷量增加4×10–7 C时，其电势差增加了20 V，则它的电容是（ ）‎ A．1×10–8 F B．2×10–8 F C．4×10–8 F D．8×10–8 F ‎3．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，板间的场强为E1。现将电容器所带电荷量变为2Q，板间距变为d/2，其他条件不变，这时两极板间的电势差为U2，板间的场强为E2，下列说法正确的是（ ）‎ A．U2=U1，E2=E1 B．U2=2U1，E2=4E1‎ C．U2=U1，E2=2E1 D．U2=2U1，E2=2E1‎ ‎4. 水平放置的平行板电容器与一电池相连，在电容器的两板间有一带正电的质点处于静止平衡状态.现将电容器两板间的距离增大，则( )‎ A.电容变大，质点向上运动 B.电容变大，质点向下运动 C.电容变小，质点保持静止 D.电容变小，质点向下运动 ‎ ‎ ‎5．一个平行板电容器，极板间的距离为d，正对面积为S，充以电荷量Q后，两极板间的电压为U，为使电容器的电容加倍，可采用的办法是（ ）‎ A．将电压变为U/2‎ B．将带电荷量变为2Q C．将极板正对面积变为2S D．将两极板间充满介电常数为2的电介质 ‎ ‎6．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，静电计所带电荷量很少，可被忽略。一带负电油滴静止于电容器中的P点。现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，则下列判断错误的是（ ）‎ A．静电计指针张角不变 B．P点的电势将降低 C．带电油滴静止不动 D．若先将上极板与电源正扱的导线断开，再将下极板向上移动一小段距离，则带电油滴静止不动。‎ ‎7．如图所示的是一个电容式传感器，在金属线a的外面涂一层绝缘的电介质后放在导电液体中构成一个电容器，a与导电液体就是该电容器的两极。今使该电容器充电后与电源断开，并将a与静电计的导体球相连，插入导电液体中的电极b与静电计外壳相连，则当导电液体深度h变大时（ ）‎ A．引起两极间正对面积变大 B．电容器的电容将变小 C．电容器两极间的电压将变大 D．以上说法都不正确 ‎8．某电容式话筒的原理如图所示，E为电源，R为电阻，薄片P和Q为两金属极板，对着话筒说话时，P振动而Q可视为不动，当P、Q间的距离增大时（ ）‎ A．P、Q构成的电容器的电容减小 B．P上所带的电荷量保持不变 C．有电流自M经R流向N 　 D．PQ间的电场强度不变 ‎9．一个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 ‎ ‎ ‎10．如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地。在两极板间有一个固定在P点的点电荷，以E表示两板间的电场强度，Ep表示点电荷在P点的电势能，θ表示静电计指针的偏角。若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则（ ）‎ A．θ增大，E增大 B．θ增大，Ep不变 C．θ减小，Ep增大 D．θ减小，E不变 ‎ ‎ ‎11．如图，一个平行板电容器的两极板与一个电压恒定的电源相连，极板水平放置，极板间距为d；在下极板上叠放一厚度为l的金属板，其上部空间有一带电粒子P静止在电容器中。当把金属板从电容器中快速抽出后，粒子P开始运动。重力加速度为g。粒子运动的加速度为（ ）‎ A． B．‎ C． D．‎ ‎ ‎ ‎12．已知均匀带电的无穷大平面在真空中激发电场的场强大小为，其中为平面上单位面积所带的电荷量，为常量。如图所示的平行板电容器，极板正对面积为S，其间为真空，带电荷量为Q。不计边缘效应时，极板可看作无穷大导体板，则极板间的电场强度大小和两极板间相互的静电引力大小分别为 ‎（ ）‎ A．和 B．和 C．和 D．和 ‎ ‎ ‎13. 如图所示，平行板电容器电容为C，带电荷量为Q，极板长为L，板间距离为d，极板与水平面夹角为α.现有一质量为m的带电液滴由两极板的中央P点从静止开始沿与极板平行的直线运动到达Q点(P、Q两点为电容器的边缘，忽略边缘效应).求: ①液滴的电荷量; ②液滴到达Q点的速度和所用时间. ‎ 参考答案与解析 ‎1．D ‎3．C ‎【解析】考查平行板电容器的知识，板间距变为d/2时，电容C变为原来的2倍，由U=Q/C知，U2=U1；由E=U/d=Q/Cd知，场强E2=2E1，C正确。‎ ‎4. D ‎5．CD ‎【解析】电容器的电容和电容器极板上的电荷量、电压无关，所以AB不正确；根据公式C=εrS/4πkd可知选项CD正确。‎ ‎6．C ‎7．A ‎【解析】当导电液体深度h变大，两极板间正对面积增大，所以根据公式可得电容增大，由于电容充电后与电源断开，所以两极板上电荷量恒定，根据可得两极板间的电压减小，A正确。‎ ‎【名师点睛】在分析电容器动态变化时，需要根据判断电容器的电容变化情况，然后结合， 等公式分析，需要注意的是，如果电容器和电源相连则电容器两极板间的电压恒定，如果电容器充电后与电源断开，则电容器两极板上的电荷量恒定不变。‎ ‎8．AC ‎【解析】根据电容器的决定式可知，当P、Q间的距离d增大时，P、Q构成的电容器的电容减小，A正确；因两极板间的电势差不变，则根据Q=CU可知P上所带的电荷量减小，B错误；电容器上的电荷量减小时，电容器放电，则有电流自M经R流向N，C正确；由于U不变，d减小，根据可知，P、Q间的电场强度增大，D错误。9．D ‎10．D ‎ ‎11．A ‎12．D ‎ ‎ ‎ ‎