2012届高考物理静电场专题复习教案3

高考复习电学部分精讲精练4电容器与电容【课标要求】1．了解电容器的构造和常用电容器；2．知道电容器充电和放电过程是能量转化过程。3．认识电容器电容的概念及其定义，运用定义式进行有关的计算。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。5．通过具体事例了解电容器在技术中的应用。【知识精要】1．电容器是电气设备中常用的一种重要元件，两金属板间夹上一层绝缘物质(电介质)就是一个最简单的电容器。两个金属板就是电容器的两个电极；可以用来容纳电荷，电容器所带电量为一个极板上所带电量的绝对值；使电容器带电叫充电；使充电后的电容器失去电荷叫放电。2．电容是表示电容器容纳电荷本领大小的物理量，电容器所带电量与两板间电势差之比叫电容，QCU，单位：法(F)，常用单位有：微法(μF)和皮法(pF)，61211010FFpF。平行板电容器电容的决定因素：4SCkd3．常用电容器有固定电容器和可变电容器；按介质可分为纸介、磁介、云母、电解电容器等。当加在电容器两极上的电压如果超过某一极限，电介质将被击穿从而损坏电容器，这个极限电压叫击穿电压；电容器长期工作所能承受的电压叫做额定电压，它比击穿电压要低。【名师点拨】例1：如图所示的实验装置中，平行板电容器的极板A与一灵敏的静电计相接，极板B接地。若极板B稍向上移动一点，由观察到的静电计指针变化作出平行板电容器电容变小的结论的依据是（）A．两极板间的电压不变，极板上的电量变大B．两极板间的电压不变，极板上的电量变小C．极板上的电量几乎不变，两极板间的电压变大D．极板上的电量几乎不变，两极板间的电压变小解析：静电计是在验电器的基础上制成的，用来测量电势差。把它的金属球跟A板连接，把它的金属外壳跟B板连接（或同时接地），从指针的偏转角度就可以测出两板间的电势差。当极板B稍向上移动一点时，正对面积减小，电容减小，而极板上的电量几乎不变，所以两极板间的电压变大，答案为C。例2：如图所示，在平行板电容器正中有一个带电微粒。K闭合时，该微粒恰好能保持静止。在①保持K闭合；②充电后将K断开；这两种情况下，各用什么方法可以使该带电微粒向上运动并打到上极板（）A．上移上极板MB．上移下极板NC．左移上极板MD．把下极板N接地解析：电容器和电源连接如图，改变板间距离、改变正对面积或改变板间电解质材料，都会改变其电容，从而可能引起电容器两板间电场的变化。这里一定要分清两种常见的变化：（1）电键K保持闭合，则电容器两端的电压恒定（等于电源电动势），这种情况下带ddUEdSkdSCCCUQ14，，而电量（2）充电后断开K，保持电容器带电量Q恒定，这种情况下sEsdUdsC1,,由上面的分析可知①选B，②选C。例3：(2011济宁模拟)传感器是采集信息的重要元件,如图所示,是一种测定压力的电容式传感器,当待测压力F作用于可动膜片电极上时,可使膜片产生形变,引起电容变化,将电容器、灵敏电流计和电源串接成闭合电路,那么A．当F向上压膜片电极时,电容将减小B．当F向上压膜片电极时,电容将增大C．若电流计有示数,则压力F发生变化D．若电流计有示数,则压力F不发生变化解析:本题利用传感器模型在新的情境中考查平行板电容器电容的计算公式及电容的定义公式,由C=kdS4得B.由C=UQ可知,由于F作用使C变化,而U不变,所以Q变化,电路中有电流形成,C正确。例4：如图所示，两块水平放置的平行金属板M、N，相距为d，组成一个电容为C的平行板电容器，M板接地，M板的正中央有一小孔B。从B孔正上方h处的A点，由静止一滴一滴地滴下质量为m、电量为q的带电油滴，油滴穿过B孔后落到N板，把全部电量传给N板，若不计空气阻力及板外电场：问：（1）第几滴油滴将在M、N板间作匀速直线运动？（2）能达到N板的液滴不会超过多少滴？解析：带电油滴将所带的电量传给N板，因静电感应使M板带上等量异种电荷，这就使电容器带电，M、N板间存在匀强电场。当电场力等于重力时，油滴作匀速直线运动，此时油滴从A点落到N板时重力做的功等于克服电场力做的功。油滴至N板速度为零，即为最后一滴落至N板的油滴，其余以后落下的油滴未达N板即反方向向上运动。（1）设第n滴油滴将在两板间作匀速直线运动。由,QUCEUd得QECd所以，当第n滴油滴作匀速直线运动下落时，两板间的场强(1)nqECd由平衡条件可知，此时有Eqmg解得21mgCdnq（2）设能到达N板的液滴不会超过n′滴，即第n′滴在两板间作匀减速直线运动，到达N板时的速度刚好为零。由动能定理得mg(h+d)-qU′=0其中U′为第n′油滴运动时两板间的电压，则(1)nqUC由以上两式联立解得2()1mgChdnq【及时反馈】1．对于水平放置的平行板电容器（）A．将两极板的间距加大，电容将增大B．将两极板平行错开，使正对面积减小，电容减小C．在下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2．(2011长春模拟)如图所示，将充好电的平行板电容器与静电计连接，静电计指针偏转的角度为α。在如下的变化中，关于静电计指针偏转角度α的变化，说法正确的是（）A．若仅使两极板间的距离增大，则α变大B．若仅使两极板相互错开一些，则α变小C．若仅在两极板间插入玻璃板，则α变大D．若仅在两极板间插入玻璃板，则α不变3．如下图所示，A、B为电容器的两极板，充电后断开S，由关于电容器两板的电势差U、板间电场强度E的变化的说法中正确的是()A．B板向上运动(不与A接触)，U变大，E变大B．B板向下运动，U变大，E不变C．B板向左平移时，电场区域变小，U不变，E不变D．B板向左平移时，电场区域变小，U变大，E变大4．上题中，不断开开关S，则关于电容器所带电量Q与板间电场强度E的变化，下列说法中正确的是()A．B板向上运动(不与A接触)，Q变大、E变大B．B板向下运动，Q变大，E不变C．B板向左平移，电场区域变小，Q变小，E不变D．B板向左平移，电场区域变小，但电场线总量不变，U不变，Q不变5．如下图所示，一个平行板电容器，其电容为C，带电量为Q，上极板带正电．现将一个试探电荷q由两极板间的A点移动到B点，A、B两点间的距离为s，连线A、B与极板间的夹角为30°，则电场力对试探电荷g所做的功等于()A．QdqCsB．CdqQsC．QdqCs2D．CdqQs26．如图所示，已充电的平行板电容器，带正电的极板接地，两极板间于P点处固定一负的点电荷，若将上极板下移至虚线位置，则下列说法中正确的是（）A．两极间的电压和板间场强都变小B．两极间的电压变小，但场强不变C．P点的电势升高，点电荷的电势能增大•PD．P点的电势不变，点电荷的电势能也不变7．如图所示，一对竖直放置的平行金属板A、B构成电容器，电容为C。电容器的A板接地，且中间有一个小孔S。一条被加热的灯丝K与S位于同一水平线，从灯丝上可以不断地发射出电子，电子经过电压“加速后通过小孔S沿水平方向射入A、B两极板间。设电子的质量为m，电荷量为e，电子从灯丝发射时的初速度不计。如果到达B板的电子都被B板吸收，且单位时间内射入电容器的电子数为n，随着电子的射入，两极板间的电势差逐渐增加，最终使电子无法到达B板。求：（1）当B板吸收了N个电子时，A、B两板间的电势差；（2）A、B两板间可达到的最大电势差；（3）从电子射入小孔S开始到A、B两板间的电势差达到最大值所经历的时间。1．BCD2．A3．BD4．AC5．D6．BD7．⑴Neuc⑵0u⑶0ucne