平行板电容器动态分析

目录动态分析概念理解例题讲解010203书中公式①平行板电容器电容（决定式）②（表示电容器容纳电荷本领的物理量）③板间电场强度④电场力F=qEPART01kdSC4rUQCdUE序号动态起因动态变化情景对应变化物理量1极板平移垂直板面平移板间距离沿板面平移正对面积2极板旋转绕平行于板面的共同轴同向旋转板间电场方向绕各自板面的轴同向转动微小角度极间距离3加入金属板减小板间距离4加入电解质极板间全部充满电解质增大相对介电常数等效上下两个电容器串联一般距离充满电解质一半面积上充满电解质等效左右两个电容器并联1、确定不变量2、明确动态起因3、选择公式分析解题思路序号分析对象公式或规律1电容2电压、电荷量3板间电场强度4瞬时电流方向充电时（Q增大时）瞬时电流方向是电容器带负电的极板流出，流入带正电的极板，放电时则相反。5电容器中某点电势①判定该点与接地极板间电压变化情况；②判断该点电势正负和升降。6某处固定带电粒子的电势能带正电粒子的电势能随电势升高而增大，带负电粒子则相反。7原静止粒子的运动①电场力F=qE的变化，②合力的变化。8粒子在极板间的运动距离动能定理kdSC4rUQCdUE（2016课标，14,6分）一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。若将云母介质移除，则电容器（）A.极板上的电荷量变大，极板间电场强度变大B.极板上的电荷量变小，极板间的电场强度变大B.极板上的电荷量变大,极板间的电场强度不变C.极板上的电荷量变小，极板间的电场强度不变分析：简单的公式运用。分析：例1、如图所示，水平放置的平行金属板（电容为C）与电源相连，板间距离为d，当开关K闭合时，板间有一质量为m、电量为q的微粒恰好处于静止状态，求：①该微粒的电性。②此时平行板电容器内空间电场强度的大小。③此时平行板电容器两极板的电势差为多少。④此时平行板电容器两极板的电荷量为多少。分析：K闭合电压不变。微粒静止所受电场力向上且与重力平衡。电场方向向下，微粒带负电。G=qE得出E=G/q。根据，U=Ed。得出U=mgd/q。由Q=CU得出Q=Cmgd/q。dUE例2、用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素，如图所示．设若两极板正对面积为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不变选择公式分析：电荷量不变Q=CU、、。dUEkdSC4rθ的大小代表着电压的大小。Q恒定时当S不变，d变大时电容C变小U变大，则θ变大。A正确，B错误。Q恒定时d不变S变小C变小，U变大则θ变大。如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电针相连，静电针金属外壳和电容器下极板都接地。在两极板间有一固定在p点的点电荷，以E表示两板间的电场场强强度，Ep表示点电荷在p点的电势能，θ表示静电针指示的偏角。若保持下极板不动，将上极板向下移动一段距离到图中虚线位置，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不变分析：电荷总量Q恒定Q=CUd变小，C变大，U变小，指针角度变小。E=U/d，联立得出E不变。p点与下极板间的距离没变则与下极板间的电势差不变，p点电势不变。kdSC4r3、如图，两平行金属板水平放置并接到电源上，一个带电微粒电微粒PP位于两板间恰好平衡位于两板间恰好平衡，，现用外力将现用外力将PP固定住固定住，，然后使两板各绕其中点转过α角，如图虚线所示，再撤去外力撤去外力，则则PP在两板间在两板间()A．保持静止B．水平向左做直线运动C．向右下方运动向右下方运动D．不知α角的值无法确定P的运动状态4、如图，两平行的带电金属板水平放置。若在两板间a点从静止释放一带电微粒，微粒恰好保持静止状态。现将两板绕过a点的轴（垂直于纸面）逆时针旋转45度，再由a点静止释放一同样的微粒，该微粒将怎么运动？a极板旋转问题例5、一水平放置的平行电容器的两极板间距为d，极板分别于电池两极相连，上极板中心有一小孔（小孔对电场的影响可忽略不计）。小孔正上方d/2处的p点有一带电粒子，该粒子从静止开始下落，经过小孔进入电容器，并在下极板处（未与极板接触）返回。若将极板向上平移d/3，则从p点开始下落的相同粒子将（）A.打到下极板上B.在下极板返回C.在距上极板d/2处返回D.在距上极板2d/5处返回分析：设极板电压为U，场强为E，则E=U/d，由动能定理得出mg*(1/2+1)d=qEd。将下极板向上平移d/3后，d1=2d/3。U不变E1=3E/2。mg(d/2+x)=qE1xx=2d/5。6、如图所示，两块与水平方向成θ角的平行带等量异种电荷的金属板电荷的金属板AB与与CD，，正对放置正对放置，板长均为板长均为L，有一质量为m、带电量为q的微粒从金属板A端以速度v0沿水平方向进入两板间沿水平方向进入两板间，并沿直线从金属板并沿直线从金属板D端射端射出。求:⑴两金属板间电压是多少?⑵带电微粒从带电微粒从D端射出时的速度为多少?θxYmg分析：qEcosθ=mg①板间距=Ltanθ②U=Ed③U=(mgLtanθ)/(qcosθ)因重力不做功，电场力做负功½mv²-Uq=½mvd²qE受力分析