场强与电势差的关系电容器及其电容

广德县实验中学2013届一轮复习物理学案编号：019主备：金纯正辅备：程宝云第1页场强与电势差的关系、电容器及其电容学习目标；1、了解静电平衡现象2、进一步理解场强与电势差的关系2、知道电容器的构造，理解电容器的电容知识梳理：一、静电现象1．处于静电平衡状态的导体具有以下特点(1)导体内部的场强(E0与E′的合场强)处处为零，E内＝0；(2)整个导体是等势体，导体的表面是等势面；(3)导体外部电场线与导体表面垂直；(4)静电荷只分布在导体外表面上，且与导体表面的曲率有关．2．静电屏蔽：如果用金属网罩(或金属壳)将一部分空间包围起来，这一包围空间以外的区域里，无论电场强弱如何，方向如何，空间内部电场强度均为零．因此金属网罩(或金属壳)对外电场有屏蔽作用．【例1】如图1所示为空腔球形导体(不带电)，现将一个带正电的小金属球A放入腔内，静电平衡时，图中a、b、c三点的场强E和电势φ的关系是()A．Ea＞Eb＞Ec，φa＞φb＞φcB．Ea＝Eb＞Ec，φa＝φb＞φcC．Ea＝Eb＝Ec，φa＝φb＞φcD．Ea＞Ec＞Eb，φa＞φb＞φc[针对训练1](2010·浙江理综·15)请用学过的电学知识判断下列说法正确的是()A．电工穿绝缘衣比穿金属衣安全B．制作汽油桶的材料用金属比用塑料好C．小鸟停在单根高压输电线上会被电死D．打雷时，呆在汽车里比呆在木屋里要危险二、匀强电场中电场强度与电势差的关系1．公式E＝Ud反映了电场强度与电势差之间的关系，由公式可知，电场强度的方向就是电场中电势降低最快的方向．2．公式中d可理解为电场中两点所在等势面之间的距离，由此可得出一个结论：在匀强电场中，两长度相等且相互平行的线段的端点间的电势差相等．如图2所示，AB、CD平行且相等，则UAB＝UCD3．利用等分电势法画等势线及电场线的方法例如：φA＝6V，φB＝－2V，φC＝4V，试画出图3中的等势线及电场线图1图2图3广德县实验中学2013届一轮复习物理学案编号：019主备：金纯正辅备：程宝云第2页【例2】为使带负电的点电荷q在一匀强电场中沿直线匀速地由A运动到B，必须对该电荷施加一个恒力F，如图4所示，若AB＝0.4m，α＝37°，q＝－3×10－7C，F＝1.5×10－4N，A点的电势φA＝100V．(不计负电荷受到的重力)(1)在图中用实线画出电场线，用虚线画出通过A、B两点的等势线，并标明它们的电势．(2)求q在由A到B的过程中电势能的变化量是多少？三、电容器1、电容器（1）两极板分别带上了等量异种电荷，这过程叫做充电。充电后电容器内部就存在____两极板就有电势差，此电势差叫电容器的_______，__________叫做电容器的电量。（2）如果充电后的电容器的两极板用_________接通,两极板上的电荷将，电容器就不再带电，此过程叫做放电。2．常用电容器（1）可变电容器的动片旋入，电容器电容________；动片旋出，电容器电容________。（2）电容器的击穿电压是_______，电容器的额定电压是_________。物理意义3．电容（1）电容在数值上等于______________________;其定义式为______;电容的单位是导出单位,国际单位制中为_________，简称_______，符号为________。（2）电容器的电容与电容器所带的电荷量_________，与电容器的电压________,它由电容器本身的__________决定；平行板电容器的决定式：______________________。【例3】由电容器电容的定义式C＝QU可知()A．若电容器不带电，则电容C为零B．电容C与电容器所带电荷量Q成反比，与电压U成反比C．电容C与所带电荷量Q多少无关D．电容在数值上等于使两板间的电压增加1V时所需增加的电荷量四、平行板电容器的动态分析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．电容器的两极板与电源连接时，电容器两极板间的电压保持不变；电容器先充电后与电源断开，电容器的电荷量保持不变．(2)用决定式C＝εrS4πkd分析平行板电容器电容的变化．(3)用定义式C＝QU分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化．(4)用E＝Ud分析电容器极板间场强的变化．图4广德县实验中学2013届一轮复习物理学案编号：019主备：金纯正辅备：程宝云第3页【例4】如图5所示，用电池对电容器充电，电路a、b之间接有一灵敏电流表，两极板间有一个电荷q处于静止状态．现将两极板的间距变大，则()A．电荷将向上加速运动B．电荷将向下加速运动C．电流表中将有从a到b的电流D．电流表中将有从b到a的电流限时训练：1、平行板电容器的两极板A、B接于电池两极，一带正电小球悬挂在电容器内部．闭合开关S，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ，如图6所示，则()A．保持开关S闭合，带正电的A板向B板靠近，则θ增大B．保持开关S闭合，带正电的A板向B板靠近，则θ不变C．开关S断开，带正电的A板向B板靠近，则θ增大D．开关S断开，带正电的A板向B板靠近，则θ不变2．对于水平放置的平行板电容器，下列说法中正确的是()A．将两极板的间距加大，电容将增大B．将两极板平行等距错开，使正对面积减小，电容将减小C．在下极板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的陶瓷板，电容将增大D．在下极板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的铝板，电容将增大3．a、b、c、d是匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点．电场线与矩形所在平面平行．已知a点的电势为20V，b点的电势为24V，d点的电势为4V，如图7所示，由此可知c点的电势为()A．4VB．8VC．12VD．24V4．如图8所示，电容器两极板与电源正负极相连，当电容器两极板间的距离由d迅速增大为2d的过程中，下列说法正确的是()A．电容器两板间电压始终不变B．电容器两板间电压瞬时升高后又恢复原值C．根据Q＝CU可知，电容器带电荷量先增大后减小D．电路中电流由A板经电源流向B板图5图6图7图8广德县实验中学2013届一轮复习物理学案编号：019主备：金纯正辅备：程宝云第4页课后作业：1．(2010·北京理综·18)用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图11)．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θ.实验中，极板所带电荷量不变，若()A．保持S不变，增大d，则θ变大B．保持S不变，增大d，则θ变小C．保持d不变，减小S，则θ变小D．保持d不变，减小S，则θ不变2.(2010·安徽理综·18)如图12所示，M、N是平行板电容器的两个极板，R0为定值电阻，R1、R2为可调电阻，用绝缘细线将质量为m、带正电的小球悬于电容器内部．闭合电键S，小球静止时受到悬线的拉力为F.调节R1、R2，关于F的大小判断正确的是()A．保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变大B．保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变小C．保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变大D．保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变小3．(2011·武汉模拟)有一静电场，其电场强度方向平行于x轴．其电势φ随坐标x的改变而变化，变化的图线如图14所示，则图中正确表示该静电场的场强E随x变化的图线是(设场强沿x轴正方向时取正值)()图14图11图12