复习-电容器及其动态分析

1电容器及其动态分析第三单元电容器带电粒子在电场中的运动第六章静电场2考纲内容能力要求考向定位1.电容器2.带电粒子在电场中的运动1.知道电容器的电压、电荷量和电容的关系；知道平行板电容器的电容与那些因素有关.2.掌握带电粒子在电场中的加速、偏转规律，了解示波器的原理,会用运动的分解来求解有关偏转问题.带电粒子在匀强电场中的运动是电场最核心的内容，也是高考的热点问题，几乎全国各地每年都有大题是考查这一知识点的，对带电粒子的平衡、加速、偏转三类问题，要认识到这些问题是力学问题，只是在受力分析时多了电场力而已.另外电容器的动态变化也是常考的一个问题.考纲解读09·福建·1508·宁夏·2108重庆09·福建·1509·福建·15电容器的动态变化题3要点精讲精例探究反思小结经典回眸电容器两个彼此绝缘又互相靠近的导体可构成一个电容器。2.电容1.电容器1）电容器所带的电荷量Q（一个极板所带电荷量的绝对值）与两极板间电势差U的比值，叫做电容器的电容。C=Q/U2）单位：法拉，符号为F,1F=106μF=1012pF.（定义式）3)物理意义：反映电容器本身容纳电荷本领的物理量，与电容器是否带电以及两板电压高低无关.3.平行板电容器的电容C=εS/4πkd(决定式）4一、理解电容器的充电和放电过程及其特点放电过程实际是正、负电荷中和的过程.电路电流电量电压电场能量充电放电流入正极板增加升高场强增大化学能转化为电场能当电容器充电(放电)结束,电容器所在电路中无电流,电容器两板间电压(等于零)与电源电压相等.流出正极板减少降低场强减小电场能转化为其他能ABS··5例1.S闭合的瞬间和平行板电容器充电稳定后增大两极板距离的过程中，对电阻R来说，有无电流通过，如果有，方向怎样?·ABRSC····充电稳定后,在增大两极板距离的过程中,电容器放电,R上有从B到A的电流.是物理解题的生命线S闭合,电源给电容器充电,R上有从A到B的电流.答：过程分析和状态分析感悟：6二、对电容器电容的两个公式的理解kd4εSCπ任意电容器电容的定义式(度量式).平行板电容器电容的决定式(决定式).对一个确定的电容器,其电容已确定,不会随其带电量和两板电压的改变而改变.平行板电容器电容的大小由ε、s和d共同决定.ΔUΔQUQC7例2．如图是描述对给定的电容器充电时电量Q、电压U、电容C之间相互关系的图象，其中正确的有（）QCQOACUOBQUOCCODBCD8例3．一平行板电容器的两个极板分别与一电源的正负极相连，在保持开关闭合的情况下，将电容器两极板间的距离增大，则电容器的电容C、电容器所带电量Q和极板间的电场强度E的变化情况是（）A.C、Q、E都逐渐增大B.C、Q、E都逐渐减小C.C、Q逐渐减小，E不变D.C、E逐渐减小，Q不变ABS··拓展：1、若S、ε增大C、E、U如何变？2、若待电容器充电后将开关断开，C、E、U又如何变？题型探究BC减小、U增大,E不变.9三、平行板电容器的动态分析1.写出上述前三个公式;2.先看常量，后看变量;3,在变量中先看自变量，后看因变量,进而确定函数关系;4.先定性分析,再定量计算.第二类问题:平行板电容器充电后，继续保持电容器两极板与电池两极相连接，两板间的电压U保持不变。物理依据UQCkdSC4任意电容器电容的度量式平行板电容器电容的决定式dUE匀强电场场强的度量式第一类问题:平行板电容器充电后，切断与电源的连接，电容器的带电量Q保持不变。SkQE4匀强电场场强的决定式即“三先三后”解题程序:10例4．一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在两极板间有一正电荷(电量很小)固定在P点.如图所示，用E表示两极板间场强，U表示电容器的电压，EP表示正电荷在P点的电势能，若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置，则：（）+P·AC第一类问题:Q不变，E与d无关。A.U变小，E不变B.E变大，EP不变C.U变小，EP不变D.U不变，EP不变11例5（09·福建·15）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。一带电油滴位于容器中的P点且恰好处于平衡状态。现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离（）A.带点油滴将沿竖直方向向上运动B.P点的电势将降低C.带电油滴的电势能将减少D.若电容器的电容减小，则极板带电量将增大B第二类问题:U不变12例6（08·宁夏·21）如图所示，C为中间插有电介质的电容器，a和b为其两极板；a板接地；P和Q为两竖直放置的平行金属板，在两板间用绝缘线悬挂一带电小球；P板与b板用导线相连，Q板接地。开始时悬线静止在竖直方向，在b板带电后，悬线偏转了角度α。在以下方法中，能使悬线的偏角α变大的是（）BCA.缩小a、b间的距离B.加大a、b间的距离C.取出a、b两极板间的电介质D.换一块形状大小相同、介电常数更大的电介质13经典回眸要点精讲电容器的动态问题反思小结精例探究平行板电容器的动态分析思路：找准不变量Q/U判断C变化分析U/Q变化分析E变化分析与E相关的F=qEφ=+Ed或-Ed（选某一板为零点势）还有Ep=qφ的变化(注意正、符号)确定自变量d/S/εC=εS/4πkdC=Q/UE=U/d感悟：关键:找准不变量SkQE414谢谢指导！15例7．两块平行金属板带等量异号电荷，要使两板间的电压加倍，而板间的电场强度减半，可采用的办法有：A.两板的电量加倍，而距离变为原来的4倍（）B.两板的电量加倍，而距离变为原来的2倍C.两板的电量减半，而距离变为原来的4倍D.两板的电量减半，而距离变为原来的2倍CUQCkdSC4dUEdd4'CC41'ε、S不变QQ21'UU2'EE21'UU2'UQCkdSC4dUE讨论平行板电容器的Q、U、C、E的动态变化,应该先看常量,后看变量,并且注意度量式和决定式物理意义的不同.理论根据