第四课时电容器电容4/4考点剖析【教学要求】1．了解电容器和常用电容器，了解电容器电容。2．知道电容器充放电过程及能量转化过程。3．理解平行板电容器中各物理量的变化关系以及在实际中的应用。【知识再现】一、电容器电容器：两个彼此又互相的导体可构成一个电容器．二、电容1．定义：电容器所带的电荷量Q(一个极板所带电荷量的绝对值)与两个极板间电势差U的比值，叫做电容器的电容．2．定义式：C==3．单位：国际单位制中为，简称，国际符号为。lF=μF=pF．三、常见电容器有纸质电容器、电解电容器、可变电容器、平行板电容器等．电解电容器（接入电路时，应注意其极性）。四、平行板电容器平行板电容器带电平行板电容器两极间的电场可认为是电场，板间场强为E＝重点突破知识点一电容器的电容电容器的电容是用比值法来定义的，它与电量、电压无关，仅由电容器本身决定。【应用1】有一充电的平行板电容器，两板间电压为3V，使它的电荷量减少3×l0-4C，于是电容器两极板间的电压降低1/3，此电容器的电容量μF，电容器原来的带电荷量是C，假设把电容器极板上的电荷量全部放掉，电容器的电容量是μF．导示:①电容器两极板间电势差的变化量为，由有②设电容器原来带电荷量为Q，那么Q＝CU＝1.5×10-4×3＝4.5×10-4C.③电容器的电容是由电容器本身因素决定的，与是否带电、带多少电荷量无关，所以电容器放掉全部电荷后，电容仍然是150μF．知识点二平行板电容器【应用2】当一个电容器所带电荷量为Q时，两极板间的电势差为U，如果所带电荷量增大为2Q，那么()A．电容器的电容增大为原来的2倍，两极板间电势差保持不变B．电容器的电容减小为原来的1／2倍，两极板间电势差保持不变C．电容器的电容保持不变，两极板间电势差增大为原来的2倍D．电容器的电容保持不变，两极板间电势差减少为原来的1／2倍导示:此题考察对电容器电容定义式的理解，应明确：对某一电容器而言，其电容的大小，决定于它的构造，与其所带的电荷量及两极板间的电势差无关．由于电容器的内部构造不变，故其电容也不变．由电容的定义式C＝Q/U可知，当所带的电荷量增大为2Q时，两极板间的电压也相应增大为2U，故此题应选C．电容器的电容是用比值法定义的，本章中学过的用比值法定义的物理量还有：电场强度、电势差，以前学过的用比值法定义的物理量有：压强、密度等．从中了解在物理学中是怎样来表征事物的某一特性或属性的．4/4\n知识点三电容器的充放电1．电容器的充过程：充电过程如以下图，充电电流，电流方向为逆时针方向，电流强度由大到小，电容器所带电荷量增加，电容器两极板间电压升高，电容器中电场强度增加。当电容器充电完毕后，电容器所在电路中无电流，电容器两极板间电压与充电电压相等，充电后，电容器从电源中获取的能量称为电场能。2．放电过程如以下图：放电电流方向是从正极板流出，电流强度是由大变小，电容器上电荷量减小，电容器两极板间电压降低，电容器中电场强度减弱，电容器的电场能转化成其他形式的能。【应用3】如以下图是—个由电池、电阻R与平行板电容器组成的串联电路。在增大电容器两极板间距离的过程中()A．电阻R中没有电流B．电容器的电容变小C．电阻R中有从a流向b的电流D．电阻R中有从b流向a的电流导示:增大电容器极板间的距离，电容减小，而电压不变，所以电容带电量减少，电容器放电，电阻R中有从a流向b的电流。应选BC。方法探究类型一平行板电容器的动态分析(1)平行板电容器连接在电源两端时，由于电容器始终接在电源上，因此两板间电势差U保持不变，电容器的d、S、εr发生变化，将引起电容器的C、Q、U、E变化．由可知C随d、S、εr变化而变化．由Q＝CU＝可知Q也随着d、S、εr变化而变化．由E=U/d知，E随d的变化而变化．(2)平行板电容器充电后，切断与电源的连接，电容器的带电荷量Q保持不变，电容器的d、S、εr变化，将引起C、Q、U、E的变化．由可知C随d、S、εr变化而变化．由可知，U随d、S、εr变化而变化．由可知，E随S、εr变化而变化．【例1】如以下图，两板间距为d的平行板电容器与一电源连接，开关S闭合，电容器两板间的一质量为m，带电荷量为q的微粒静止不动，以下各表达中正确的选项是（）Km图1-7-3A．微粒带的是正电B．电源电动势的大小等于C．断开开关S，微粒将向下做加速运动D．保持开关S闭合，把电容器两极板距离增大，将向下做加速运动导示:粒子受重力和向上电场力作用而静止，两板间的电场方向向下，所以粒子带负电；由于粒子处于平衡状态时有，电源电动势；断开开关S，电容器的带电荷量不变，根据，极板间电场没有改变，微粒仍将静止不动；保持开关闭合，电容器两极板间电压不变，两极板的距离增大，根据得极板间电场的电场强度变小，微粒将向下做加速运动．所以选项B、D正确．此类类问题应抓住题目中的不变因素，寻找其它物理量之间的关系来求解。电容的带电量可与平行金属板间的电场线条数对应起来，电场线的疏密与电场强度大小对应起来。类型二平行板电容器中的带电质点平衡4/4\n密立根油滴实验等，都是这方面的问题，此类问题中应抓住带电质点的受力情况，对它进展准确的受力分析，然后再用有关平衡条件进展列式求解。【例2】平行板电容器的两极板A、B接于电池两极，—带正电小球悬挂于电容器内部，闭合开关S，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ，如以下图()A．保持开关S闭合，带正电的A板向B板靠近．那么θ增大B．保持开关S闭合，带正电的A板向B板靠近，那么θ不变C．开关S断开，带正电的A板向B板靠近，那么θ增大D．开关S断开，带正电的A板向B板靠近，那么θ不变导示:电容器和电源连接的问题可分为两类；其一是电路中开关S始终闭合，电容器两极板的电势差始终保持不变，当两极板间的距离减小时，电容增大，极板所带电荷量增大，极板间的场强增大，小球所受电场力增大，那么θ增大。其二是电容器充电后和电源断开，电容器所带电荷量保持不变，当两极板间距离减小时，电容增大，极板间电势差减小，而极板间场强保持不变，小球所受电场力不变，那么θ不变。A、D选项正确。类型三电容器与力学结合的综合问题【例3】(97年上海高考)如以下图，A、B为平行金属板，两板相距为d，分别与电源两极相连，两板的中央各有一小孔M和N，今有一带电质点，自A板上方相距为d的P点由静止自由下落(P、M、N在同一竖直线上)，空气阻力忽略不计，到达N孔时速度恰好为零，然后沿原路返回，假设保持两极板间的电压不变，那么（）A．把A板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍能返回B．把A板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落C．把B板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍能返回D．把B板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落导示:平行金属板与电源两极相连，那么两极板间电势差U保持不变．带电质点由P运动到N的过程中，重力做功与电场力做相等。假设把A板向上平移一小段距离，质点速度为零的位置仍为N孔，且能返回；假设把A板向下平移一小段距离，质点速度为零的位置仍为N孔，且能返回。假设把B板向上平移一小段距离，质点速度为零的位置在N孔之上，且能返回；假设把B板向下平移一小段距离，质点到达N孔时将在一竖直向下的速度，即将穿过N孔继续下落．所以选项A、C、D正确。成功体验1．如图中，是描述电容C、带电荷量Q、电势差U之间的相互关系的图线，对于给定的电容器，关系正确的选项是()2．平行金属板A、B组成的电容器，充电后与静电计相连，如以下图，要使静电计指针张角变大．以下措施中可行的是()A．A板向上移动B．B板向右移动C．A、B之间插入电介质D．使两板带的电荷量减小3．(07济南模拟)某研究性学习小组设计了一个方法来测量物体的带电量，如以下图，小球是一个外外表镀有金属膜的空心塑料球，用绝缘丝线悬挂于O点，O点固定一个可测量丝线偏离竖直方向角度θ的量角器，M、N是两块相同的、正对着平行放置的金属板(加上电压后其内部电场可看作匀强电场)，另外还要用到的器材有天平、刻度尺、电压表、直流电流表、开关、滑动变阻器及导线假设干，该小组的实验步骤如下，请你帮助该小组完成：4/4\n(1)用天平测出小球的质量m，按图中所示进展器材的安装，并用刻度尺测出M、N两板之间的距离d．使小球带上一定的电荷量。(2)连接电路(请在图中的虚线框中画出实验所用的电路图，电源、开关已经画出)1．AD2．AB3．（2）如以下图：（3）闭合电键，小球摆动，等到小球静止时，在量角器上测出细线偏离竖直方向的角度。（4）读出电压表的示数。（5）计算小球的带电量。4/4
