高考物理一輪復(fù)習(xí)課件靜電場(chǎng)電容器

高中物理解題模型高中物理

一輪復(fù)習(xí)靜電場(chǎng)（8/9）1電荷守恒定律2庫(kù)侖定律3電場(chǎng)強(qiáng)度高中物理

一輪復(fù)習(xí)4靜電防止與應(yīng)用5電場(chǎng)能的性質(zhì)6電場(chǎng)線與等勢(shì)面靜電場(chǎng)（8/9）7靜電場(chǎng)圖像8電容器9帶電粒子運(yùn)動(dòng)靜電場(chǎng)—電容器相關(guān)知識(shí)：1.電容器：結(jié)構(gòu)：兩個(gè)彼此絕緣又相距很近的導(dǎo)體；定義：電容器所帶電荷量Q與兩極板間的電勢(shì)差U的比值；2.電容：現(xiàn)象：S（正對(duì)面積）↓→U↑→C↓；d（極板距離）↑→U↑→C↓；εr（相對(duì)介電常數(shù)）↑→U↓→C↑；3.平行板電容器：作用：存儲(chǔ)電荷(存儲(chǔ)電能)；工作過(guò)程（充放電）：AVRC12ε定義式：C=Q/U；物理意義：電容器帶電本領(lǐng)；接1：充電；接2：放電；單位：F（法拉）；1F=106μF=1012pF擊穿電壓：電介質(zhì)被擊穿，電容器損壞；額定電壓：正常工作的最大電壓；電容決定式：C=εrS4πkd+++++-----靜電計(jì)+++---相關(guān)知識(shí)：4.平行板電容器電容決定式解釋：5.電容器串、并聯(lián)：UA：UB=dA：dBEA：EB=SB：SA=UA：UB+++++-----+++++-----+++++-----+++++-----CA：CB=UB：UA=SA：SBCA：CB=UB：UA=dB：dAC2C1UU2U1串聯(lián)C1C2U并聯(lián)U1=Q1/C1U2=Q2/C2U=U1+U2Q1=Q2=QC1C11C21=+電容器串聯(lián)電容C減小，耐壓值變大；Q1=U1·C1Q2=U2·C2Q=Q1+Q2U1=U2=U電容器并聯(lián)電容C增大，耐壓值取小值；C=C1+C2靜電場(chǎng)—電容器【例題1】（1）如圖所示，電容器充電后電鍵k保持閉合，則：①若使S↓、d↑及εr↑，電容器電容C、極板上電量Q、板間電場(chǎng)E分別如何變化？②現(xiàn)使B板向下移一段距離，若B板接地，φP怎么變？若A板接地，φP怎么變？總結(jié)：1.開(kāi)關(guān)閉合電容器兩板電壓U不變，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)電容器帶電量Q不變；注意配套公式的使用；2.某點(diǎn)電勢(shì)的高低是指該點(diǎn)到接地點(diǎn)的電勢(shì)差，注意下標(biāo)運(yùn)算。靜電場(chǎng)—電容器閉合：U不變+++---PCεkBAS↓→C↓→Q↓；U、d不變→E不變；d↑→C↓→Q↓；U不變、d↑→E↓；

εr↑→C↑→Q↑；U、d不變→E不變；若B板接地：d↑→E↓→UAP↓φP=UPB=U-UAPφP↑若A板接地：d↑→E↓→UAP↓φP=UPA=-UAPφP↑（2）如圖所示，電容器充電后電鍵k保持?jǐn)嚅_(kāi)，則：①若使S↓、d↑及εr↑，電容器電容C、兩板間電壓U、板間電場(chǎng)E分別如何變化？②現(xiàn)使B板向下移一段距離，若B板接地，φP怎么變？若A板接地，φP怎么變？+++---PCεkBA斷開(kāi)：Q不變S↓→C↓→U↑→E↑；d↑→C↓→U↑；E不變；

εr↑→C↑→U↓→E↓；若B板接地：E不變?chǔ)誔=UPB=EdPBφP↑若A板接地：E不變?chǔ)誔=UPA=-EdAPφP不變E===εrS4πkQUdQCd總結(jié)：1.

題1考查的是電容器兩極的U不變，核心表達(dá)式是功能關(guān)系的使用，注意重力做功的變化；2.

題2考查的也是電容器兩極的U不變，核心內(nèi)容是力的運(yùn)算，注意豎直方向仍然處于平衡狀態(tài)。靜電場(chǎng)—電容器BPAεkMNddACDmg·2d=qUh=2dh=2dh<2dh>2d（2）如圖所示，水平放置平行金屬板A、B分別與電源兩極相連，帶電液滴P在金屬板A、B間保持靜止，現(xiàn)設(shè)法使P固定，再使兩金屬板a、b分別繞中心點(diǎn)O、O′垂直于紙面的軸順時(shí)針轉(zhuǎn)相同的小角度θ，然后釋放P；求：P在A、B兩極板內(nèi)的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)；BPAεkOO′d′dE=U/dE′=U/d′E′=E/cosθPFGPF′GqE′cosθ=mgqE=mg水平向右勻加速運(yùn)動(dòng)a=gtanθ總結(jié)：1.題1考查的是電容器的電荷量Q不變，核心表達(dá)式是功能關(guān)系的使用，注意分析正負(fù)功增量大小的比較；2.

題2考查的也是電容器的電荷量Q不變，核心內(nèi)容是力的運(yùn)算，注意場(chǎng)強(qiáng)不變。靜電場(chǎng)—電容器BPAεkMNddAB（2）如圖所示，水平放置平行金屬板A、B分別與電源兩極斷開(kāi)，帶電液滴P在金屬板A、B間保持靜止，現(xiàn)設(shè)法使P固定，再使兩金屬板a、b分別繞中心點(diǎn)O、O′垂直于紙面的軸順時(shí)針轉(zhuǎn)相同的小角度θ，然后釋放P；求：P在A、B兩極板內(nèi)的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)；BPAεkOO′d′d斜向下勻加速運(yùn)動(dòng)a=2gsin(θ/2)mg·2d=qEdqE=2mg且E不變比較mg(2d+⊿h)、qE(d+⊿h′)大小PFGPFGqE=mgF合=2mgsin(θ/2)E===εrS4πkQUdQCdE不變E===εrS4πkQUdQCd【例題4】（1）在兩極板間相距為d的平行板電容器中，①插入一塊厚為d/2的金屬大平板（此板與兩極板平行），其電容變?yōu)樵瓉?lái)的多少倍？②如果插入一塊厚為d/2相對(duì)介電常數(shù)為εr的電介質(zhì)大平板，則又會(huì)如何？總結(jié)：1.電容器插入金屬板理解為d減小引起電容C增大；若Q不變，E不變；若U不變，Q增加，E增大；2.電容器插入電介質(zhì)可產(chǎn)生極化電荷，導(dǎo)致電介質(zhì)內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)減小，從而引起電容C增大。（2）如圖所示，兩塊金屬極板a和c在豎直平面內(nèi)水平放置，相互隔開(kāi)，板a和c接在電源兩端。閉合開(kāi)關(guān)，一帶負(fù)電微粒P以某一初速度水平射入板a和c之間，落在板c上的Q點(diǎn)。①斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，平行地插入金屬板b，帶電微粒P在同樣的入射位置以同樣的初速度水平射入板b和c之間，則微粒落在何處？②若閉合開(kāi)關(guān)，微粒落在何處？靜電場(chǎng)—電容器C==QUQEdC′=2Cd′=d/2E′=EεrE′=0+++++-----+++++-----E′≠0+++++---+++-----U′=+=2εrU(1+εr)Ed2Ed2εr1+εr2εrC′=CcPaεkbQC==QUεrS4πkdE==εrS4πkQUd①斷開(kāi)開(kāi)關(guān)：E不變，受力不變；Q不變微粒落在Q點(diǎn)②閉合開(kāi)關(guān)：U不變E增大，a變化；微粒可能落在Q點(diǎn)的右側(cè)，可能射出極板或打在b板；例題1例題2例題3例題4靜電場(chǎng)—電容器【例題1】（1）如圖所示，電容器充電后電鍵k保持閉合，則：①若使S↓、d↑及εr↑，電容器電容C、極板上電量Q、板間電場(chǎng)E分別如何變化？②現(xiàn)使B板向下移一斷距離，若B板接地，φP怎么變？若A板接地，φP怎么變？（2）如圖所示，電容器充電后電鍵k保持?jǐn)嚅_(kāi)，則：①若使S↓、d↑及εr↑，電容器電容C、兩板間電壓U、板間電場(chǎng)E分別如何變化？②現(xiàn)使B板向下移一斷距離，若B板接地，φP怎么變？若A板接地，φP怎么變？閉合：U不變S↓→C↓→Q↓；U、d不變→E不變；d↑→C↓→Q↓；U不變、d↑→E↓；

εr↑→C↑→Q↑；U、d不變→E不變；+++---PCεkBA若B板接地：d↑→E↓→UAP↓φP=UPB=U-UAPφP↑若A板接地：d↑→E↓→UAP↓φP=UPA=-UAPφP↑+++---PCεkBA斷開(kāi)：Q不變S↓→C↓→U↑→E↑；d↑→C↓→U↑；E不變；

εr↑→C↑→U↓→E↓；若B板接地：E不變?chǔ)誔=UPB=EdPBφP↑若A板接地：E不變?chǔ)誔=UPA=-EdAPφP不變E===εrS4πkQUdQCdE′=Eεr例題1例題2例題3例題4靜電場(chǎng)—電容器【例題2】（1）如圖所示，A、B為平行金屬板，兩板相距為d，分別與電源兩極相連，兩板各有一小孔M和N，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在同一豎直線上），空氣阻力忽略，到達(dá)N孔時(shí)速度恰好為零，然后沿原路返回，保持兩極板間的電壓不變，則()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)自由下落后仍能返回D.把B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（2）如圖所示，水平放置平行金屬板A、B分別與電源兩極相連，帶電液滴P在金屬板A、B間保持靜止，現(xiàn)設(shè)法使P固定，再使兩金屬板a、b分別繞中心點(diǎn)O、O′垂直于紙面的軸順時(shí)針轉(zhuǎn)相同的小角度θ，然后釋放P；求：P在A、B兩極板內(nèi)的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)；BPAεkMNddACDmg·2d=qUh=2dh=2dh<2dh>2dBPAεkOO′d′dE=U/dE′=U/d′E′=E/cosθPFGPF′GqE′cosθ=mgqE=mg水平向右勻加速運(yùn)動(dòng)a=gtanθ例題1例題2例題3例題4靜電場(chǎng)—電容器【例題3】（1）如圖所示，A、B為平行金屬板，兩板相距為d，分別與電源兩極斷開(kāi)，兩板各有一小孔M和N，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在同一豎直線上），空氣阻力忽略，到達(dá)N孔時(shí)速度恰好為零，然后沿原路返回，保持兩極板間的電壓不變，則()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)自由下落后仍能返回D.把B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（2）如圖所示，水平放置平行金屬板A、B分別與電源兩極斷開(kāi)，帶電液滴P在金屬板A、B間保持靜止，現(xiàn)設(shè)法使P固定，再使兩金屬板a、b分別繞中心點(diǎn)O、O′垂直于紙面的軸順時(shí)針轉(zhuǎn)相同的小角度θ，然后釋放P；求：P在A、B兩極板內(nèi)的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)；BPAεkMNddABmg·2d=qEdBPAεkOO′d′dPFGqE=mg斜向下勻加速運(yùn)動(dòng)a=2gsin(θ/2)E=2g且E不變比較mg(2d+⊿h)、qE(d+⊿h′)大小E===εrS4πkQUdQCdPFGF合=2mgsin(θ/2)E不變E===εrS4πkQUdQCd例題1例題2例題3例題4靜電場(chǎng)—電容器【例題4】（1）在兩極板間相距為d的平行板電容器中，①插入一塊厚為d/2的金屬大平板（此板與兩極板平行），其電容變?yōu)樵瓉?lái)的多少倍？②如果插入一塊厚為d/2相對(duì)介電常數(shù)為εr的電介質(zhì)大平板，則又會(huì)如何？（2）如圖所示，兩塊金屬極板a和c水平放置，相互隔開(kāi)，板a和c接在電源兩端。閉合開(kāi)關(guān)，一帶負(fù)電微粒P以某一初速度水平射入板a和c之間，落在板c上的Q點(diǎn)。①斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，平行地插入金屬板b，帶電微粒P在同樣的入射位置以同樣的初速度水平射入板b和c之間，則微粒落在何處？②若閉合開(kāi)關(guān)，微粒又落在何處？C==QUQEdC′=2Cd′=d/2E′=EεrE′=0+++++-----+++++-----E′≠0+++++---