電容器電容器的電壓電荷量和電容的關(guān)系

電容器電容器的電壓電荷量和電容的關(guān)系現(xiàn)在是1頁(yè)\一共有35頁(yè)\編輯于星期日電場(chǎng)4電容器電容器的電壓、電荷量和電容的關(guān)系第七章現(xiàn)在是2頁(yè)\一共有35頁(yè)\編輯于星期日一、電容器兩個(gè)彼此

又相互靠近的

構(gòu)成一個(gè)電容器.①常用電容器：有固定電容器和可變電容器.固定電容器有：

和

，使用電解電容器時(shí)不能接錯(cuò)其兩極，不能接

電流；可變電容器通常采用改變

來(lái)改變電容大小.絕緣導(dǎo)體紙質(zhì)電容器電解電容器交變導(dǎo)體正對(duì)面積現(xiàn)在是3頁(yè)\一共有35頁(yè)\編輯于星期日②電容器的充放電使電容器兩極板帶上等量異種電荷的過(guò)程稱(chēng)為

，充電后在兩極間就存在

，兩極間就存在電勢(shì)差，此電勢(shì)差叫電容器的

，電容器上

所帶電荷量的絕對(duì)值叫做電容器的電荷量.電容器充電后，兩極間用導(dǎo)體接通，使兩板電荷相互

，電容器的帶電量逐漸減小的過(guò)程叫

.充電電場(chǎng)電壓一個(gè)極板中和放電現(xiàn)在是4頁(yè)\一共有35頁(yè)\編輯于星期日二、電容①定義：電容器所帶

與兩個(gè)極板間的

的比值.公式

.②單位：

，單位符號(hào)

.*③平行板電容器的電容決定公式：

.電荷量電勢(shì)差C=Q/U法拉F現(xiàn)在是5頁(yè)\一共有35頁(yè)\編輯于星期日

電容器定義式和決定式的應(yīng)用傳感器是把非電學(xué)物理量(如位移、速度、壓力、角度等)轉(zhuǎn)換成電學(xué)物理量(如電壓、電流、電阻等)的一種元件.如圖7-4-1所示中的甲、乙、丙、丁是四種常見(jiàn)的電容式傳感器，下列說(shuō)法正確的是()現(xiàn)在是6頁(yè)\一共有35頁(yè)\編輯于星期日?qǐng)D7-4-1現(xiàn)在是7頁(yè)\一共有35頁(yè)\編輯于星期日A.甲圖中兩極間的電荷量不變，若電壓減少，可判斷出h變小B.乙圖中兩極間的電荷量不變，若電壓增加，可判斷出θ變小C.丙圖中兩極間的電壓不變，若有電流流向傳感器的負(fù)極，則x變小D.丁圖中兩極間的電壓不變，若有電流流向傳感器的正極，則F變大現(xiàn)在是8頁(yè)\一共有35頁(yè)\編輯于星期日在圖(甲)中，導(dǎo)電液和金屬棒彼此之間絕緣相當(dāng)電容器兩極.電容器兩極間距和帶電量不變.當(dāng)h減小時(shí)，兩極之間正對(duì)面積S減小，電容器電容減小，因而兩極之間電壓增大，此時(shí)傳感器顯示電壓值應(yīng)增大，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在圖(乙)中，動(dòng)片和定片彼此之間絕緣相當(dāng)電容器兩極.電容器兩極間距和帶電量不變,當(dāng)動(dòng)片旋轉(zhuǎn)θ角越大，兩極之間正對(duì)面積S越小，同理得兩極之間電壓增大，此時(shí)傳感器顯示電壓值應(yīng)增大，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；現(xiàn)在是9頁(yè)\一共有35頁(yè)\編輯于星期日在圖(丙)中，插入電介質(zhì)材料，電容器電容增大，而兩極間的電壓不變，因而電容器帶電量增多，即正極板失去電子，電流方向由外電路指向正極，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；在圖(丁)中，兩極之間距離減小，電容器電容增大，而兩極之間電壓不變，故電容器充電，即正極板失去電子，電流方向由外電路指向正極，選項(xiàng)D正確.現(xiàn)在是10頁(yè)\一共有35頁(yè)\編輯于星期日解決本題時(shí)首先要理解以上四種情況中電容器的兩極在哪里？電容的大小取決于裝置中哪些因素？解決了這些跨度問(wèn)題才能順利應(yīng)用知識(shí)進(jìn)行分析.因此，運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)，首先要識(shí)別“廬山真面目”，即在實(shí)際現(xiàn)象與物理知識(shí)之間搭上“橋梁”，從而建立物理情景和物理模型.如涉及靜電場(chǎng)的傳感器、示波管原理、靜電分選、尖端放電和避雷針等問(wèn)題都存在知識(shí)與實(shí)際之間的跨度，復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)作針對(duì)性思考.現(xiàn)在是11頁(yè)\一共有35頁(yè)\編輯于星期日如下圖所示，關(guān)于給定的電容器電容C、帶電量Q、極板間電壓U之間的關(guān)系，下列正確的是()現(xiàn)在是12頁(yè)\一共有35頁(yè)\編輯于星期日電容器電容決定于極板正對(duì)面積大小S、兩極板間距離及極板間介質(zhì)材料的種類(lèi)，而與極板帶電量Q、極板間電壓U等無(wú)關(guān)．因此選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤，選項(xiàng)C正確．在電容器電壓發(fā)生改變情況下，電容器電容不變，根據(jù)Q=CU知，電容器帶電量Q與極板間電壓U成正比，選項(xiàng)A錯(cuò)誤．現(xiàn)在是13頁(yè)\一共有35頁(yè)\編輯于星期日

*平行板電容器的電壓、電容、電荷量、場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系平行板電容器的電容C，兩板間的電壓U，兩板間場(chǎng)強(qiáng)E和帶電量Q在下列情況下怎樣變化？(1)保持兩板與電源相連，只增大兩板間距離，則C

，U

，Q

，E

.(2)給電容器充電后與電源斷開(kāi)，再增大兩板間距離，則C

，U

，Q

，E

.現(xiàn)在是14頁(yè)\一共有35頁(yè)\編輯于星期日(1)由于電容器與電源接通，所以U不變(U=E)，,所以C變小，Q=C↓U，所以Q變小，E=，所以E變小.現(xiàn)在是15頁(yè)\一共有35頁(yè)\編輯于星期日(2)充電后斷開(kāi)電源，所以Q不變

，所以C變小，U=，所以U變大，E==,保持不變.

現(xiàn)在是16頁(yè)\一共有35頁(yè)\編輯于星期日常用三個(gè)公式：、來(lái)討論電容器問(wèn)題，關(guān)鍵要弄清哪些是變量，哪些是不變量；當(dāng)Q不變而d改變時(shí)，內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)不變，這是個(gè)很有用的結(jié)論.同理，同學(xué)們也可以思考一下，若上題中將“增大板的距離”改為“減小兩板的正對(duì)面積”，各量又是如何變化的？現(xiàn)在是17頁(yè)\一共有35頁(yè)\編輯于星期日帶有等量異種電荷的兩塊等大的平行金屬板M、N水平正對(duì)放置.如圖7-4-2所示，兩板間有一帶電微粒以速度v0沿直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)微粒運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)，將M板迅速向上平移一小段距離后，則此后微粒的可能運(yùn)動(dòng)情況是()圖7-4-2A.沿軌跡①運(yùn)動(dòng)B.沿軌跡②運(yùn)動(dòng)C.沿軌跡③運(yùn)動(dòng)D.沿軌跡④運(yùn)動(dòng)現(xiàn)在是18頁(yè)\一共有35頁(yè)\編輯于星期日兩極板帶電量不變，只減小兩板間距離，則兩極間場(chǎng)強(qiáng)不變，即電場(chǎng)力不變．現(xiàn)在是19頁(yè)\一共有35頁(yè)\編輯于星期日*1.對(duì)于水平放置的平行板電容器，下列說(shuō)法正確的是(

)A．將兩極板間距加大，電容將增大B．將兩極板平行錯(cuò)開(kāi)，電容將減小C．在兩極板間放入陶瓷板，電容將減小D．在兩極板間放入一厚度小于兩極間距的鋁板，電容將減小【解析】放入陶瓷板相當(dāng)于介電常數(shù)

增大；放入鋁板，相當(dāng)于兩極板間距減小．基礎(chǔ)訓(xùn)練B現(xiàn)在是20頁(yè)\一共有35頁(yè)\編輯于星期日*2.如圖7-4-3所示，讓平行板電容器帶電后，靜電計(jì)指針偏轉(zhuǎn)到一定角度，若不改變A、B兩極板帶電量而減小兩極板之間距離，同時(shí)在極板之間插入電介質(zhì)，那么靜電計(jì)指針偏轉(zhuǎn)角度(

)A．一定減小B．一定增大C．一定不變D．可能不變基礎(chǔ)訓(xùn)練A圖7-4-3現(xiàn)在是21頁(yè)\一共有35頁(yè)\編輯于星期日【解析】靜電計(jì)指針偏角大小顯示電容器兩極板之間電壓的大小，偏角越大，表示兩極間電壓越大．基礎(chǔ)訓(xùn)練現(xiàn)在是22頁(yè)\一共有35頁(yè)\編輯于星期日基礎(chǔ)訓(xùn)練C圖7-4-4現(xiàn)在是23頁(yè)\一共有35頁(yè)\編輯于星期日*4.如圖7-4-5所示，兩板間距為d的平行板電容器與一電源連接，開(kāi)關(guān)閉合，電容器兩板間有一質(zhì)量為m，電荷量為q的微粒靜止不動(dòng)．下列敘述正確的是(

)A．微粒帶正電B．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)，微粒將向下加速運(yùn)動(dòng)C．保持開(kāi)關(guān)閉合，將電容器兩極板間的距離拉大，微粒將向下加速運(yùn)動(dòng)D．保持開(kāi)關(guān)閉合，將電容器兩極板錯(cuò)開(kāi)，使正對(duì)面積減小，微粒向下加速運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)訓(xùn)練圖7-4-5C現(xiàn)在是24頁(yè)\一共有35頁(yè)\編輯于星期日【解析】粒子處于靜止?fàn)顟B(tài)，說(shuō)明粒子所受到的電場(chǎng)力與重力方向相反，而電容器內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)方向向下，故該粒子帶負(fù)電；若斷開(kāi)開(kāi)關(guān)而不調(diào)節(jié)電容器，則電容器內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)不變，故此時(shí)粒子仍靜止；若保持開(kāi)關(guān)閉合，則電容器極板間電壓不變；當(dāng)將電容器極板間距拉大時(shí)，極板間場(chǎng)強(qiáng)大小減小，故此時(shí)粒子將加速向下運(yùn)動(dòng)；若保持開(kāi)關(guān)閉合，僅減小兩板間正對(duì)面積時(shí)，則板間場(chǎng)強(qiáng)不變，此時(shí)粒子仍靜止．基礎(chǔ)訓(xùn)練現(xiàn)在是25頁(yè)\一共有35頁(yè)\編輯于星期日5.有兩個(gè)平行板電容器，它們的電容之比為4∶3，帶電量之比為1∶3.如果有兩個(gè)電子都從靜止?fàn)顟B(tài)分別從兩個(gè)電容器的負(fù)極板出發(fā)，飛向正極板，則兩個(gè)電子達(dá)到正極板時(shí)的速度之比為(

)A．1∶B．1∶2C．2∶D．2∶3基礎(chǔ)訓(xùn)練B現(xiàn)在是26頁(yè)\一共有35頁(yè)\編輯于星期日6.(2010×北京卷)用控制變量法，可以研究影響平行板電容器電容的因素(如圖7-4-6)．設(shè)兩極板正對(duì)面積為S，極板間的距離為d，靜電計(jì)指針偏角為q.實(shí)驗(yàn)中，極板所帶電荷量不變，若(

)提升訓(xùn)練圖7-4-6A現(xiàn)在是27頁(yè)\一共有35頁(yè)\編輯于星期日提升訓(xùn)練現(xiàn)在是28頁(yè)\一共有35頁(yè)\編輯于星期日7.如圖7-4-7所示，A、B為平行金屬板，兩極相距為d，分別與電源兩極相連，兩板的中央各有一個(gè)小孔M和N.今有一帶電質(zhì)點(diǎn)，自A板上方相距為d的P點(diǎn)由靜止自由下落(P、M、N在同一豎直線(xiàn)上)，空氣阻力忽略不計(jì)，到達(dá)N孔時(shí)速度恰好為零，然后沿原路返回．若保持兩極板間的電壓不變，則(

)提升訓(xùn)練圖7-4-7現(xiàn)在是29頁(yè)\一共有35頁(yè)\編輯于星期日A．把A板向上平移一小段距離，質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后仍能返回B．把A板向下平移一小段距離，質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后將穿過(guò)N孔繼續(xù)下落C．把B板向上平移一小段距離，質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后將穿過(guò)N孔繼續(xù)下落D．把B板向下平移一段距離，質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后仍能返回提升訓(xùn)練答案：A現(xiàn)在是30頁(yè)\一共有35頁(yè)\編輯于星期日【解析】電場(chǎng)力做的功數(shù)值上等于重力做的功時(shí)帶電質(zhì)點(diǎn)恰好返回，A板上移后重力做的功與克服電場(chǎng)力做的功仍相等(電壓不變)，A正確；同理B錯(cuò)誤；B板上移后，帶電質(zhì)點(diǎn)還未到達(dá)B板前重力做的功已經(jīng)等于克服電場(chǎng)力做的功了，所以C錯(cuò)誤；B板下移后，帶點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)到達(dá)B板時(shí)重力做的功將大于克服電場(chǎng)力做的功，粒子將穿過(guò)N孔，D錯(cuò)誤．提升訓(xùn)練現(xiàn)在是31頁(yè)\一共有35頁(yè)\編輯于星期日8.如圖7-4-8(a)所示是用高電阻放電法測(cè)電容器電容的實(shí)驗(yàn)裝置圖．其原理是測(cè)出電容器在充電電壓為U時(shí)所帶電荷量，從而求出電容C.實(shí)驗(yàn)器材有帶輸出電壓顯示的學(xué)生直流電源、秒表、待測(cè)電容器(約1000μF左右)、高值電阻(10kw)、微安表、還有開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)若干．拓展訓(xùn)練圖7-4-8現(xiàn)在是32頁(yè)\一共有35頁(yè)\編輯于星期日該實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：①按電路圖接好電路；②接通開(kāi)關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值，使微安表的指針接近滿(mǎn)刻度，記下這時(shí)的電壓表讀數(shù)U0=6.2V和微安表讀數(shù)I0=490μA；③斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S使電容器開(kāi)始放電，在斷開(kāi)開(kāi)關(guān)的同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，每隔5秒讀一次微安表的讀數(shù)i，將讀數(shù)記錄在預(yù)先設(shè)計(jì)的表格中；④根據(jù)表格中的12組數(shù)據(jù)，以時(shí)間t為橫坐標(biāo)，電流i為縱坐標(biāo)，在圖7-4-8(b)中的坐標(biāo)紙上描點(diǎn)(圖