物理江苏省马塘中学高三一轮复习《静电场-电容器》课件.ppt

1、电容器、电容电容器、电容电容器、电容电容器、电容一、电容器一、电容器1 1、构成：两个互相靠近又彼此、构成：两个互相靠近又彼此绝缘绝缘的导体构成电容器。的导体构成电容器。2 2、充放电：、充放电：（1 1）充电：使电容器两极板）充电：使电容器两极板带上带上等量等量异种电荷异种电荷的过程。充电的过程。充电的过程是将的过程是将电场能储存电场能储存在电容器中。在电容器中。（2 2）放电：使充电后的电容器）放电：使充电后的电容器失去电荷失去电荷的过程。放电的过程的过程。放电的过程中储存在电容器中的中储存在电容器中的电场能转化电场能转化为其他形式的能量。为其他形式的能量。3 3、电容器带的电荷量：、电容

2、器带的电荷量：是指是指每个极板每个极板上所带上所带电荷量电荷量的的绝对值绝对值。4 4、电容器的电压、电容器的电压额定额定电压：电压：击穿击穿电压：电压：是指电容器的是指电容器的最大正常最大正常工作即工作即电容器电容器铭牌铭牌上的标定数值。上的标定数值。是指把电容器的电介质是指把电容器的电介质击穿击穿导导电使电容器损坏的电使电容器损坏的极限极限电压。电压。额定电压低于击穿电压额定电压低于击穿电压二、电容二、电容1 1、定义：、定义：电容器所带的电容器所带的电荷量电荷量Q Q与两极板间的与两极板间的电压电压U U的比值的比值2 2、定义式：、定义式：是计算式非决定式）(UQUQC3 3、电容的单

3、位：、电容的单位：法拉，符号：法拉，符号：F FPFFF126101014 4、物理意义：、物理意义：电容是描述电容器电容是描述电容器容纳电荷本领大小容纳电荷本领大小的物理量，的物理量，在数值上等于电容器两板间的电势差增加在数值上等于电容器两板间的电势差增加1V1V所需所需的电荷量。的电荷量。电容器的电容与电容器的电容与Q Q、U U的大小无关，是由电容器的大小无关，是由电容器本本身的结构决定身的结构决定的。对一个确定的电容器，它的电的。对一个确定的电容器，它的电容是一定的，与电容器是否带电及带电多少无关。容是一定的，与电容器是否带电及带电多少无关。5 5、制约因素：、制约因素：三、平行板电容

4、器：三、平行板电容器：1 1、平行板电、平行板电容器的电容容器的电容的的决定式决定式：dsdskC41即平行板电容器的电容与即平行板电容器的电容与介介质的介电常数成正比质的介电常数成正比，与两，与两板板正对的面积成正比正对的面积成正比，与，与两两板间距成反比板间距成反比。2 2、平行板电、平行板电容器两板间的容器两板间的电场：电场：可认为是可认为是匀强匀强电场，电场，E=U/dE=U/d *平行板电容器的两种典型情况的讨论平行板电容器的两种典型情况的讨论*C=S4kd C=Q/U E=U/d QS1.电容器始终跟电源连接电容器始终跟电源连接U保持不变保持不变2.电容器与电源断开电容器与电源断开

5、Q保持不变保持不变电容器电容器结构的结构的变化变化电容的电容的变化变化电量的电量的变化变化(充充放电放电)C=Q/UC=S4kdE=U/d场强的场强的变化变化电容器电容器结构的结构的变化变化电容的电容的变化变化电压的电压的变化变化C=Q/UC=S4dE Q/S场强的场强的变化变化U不变不变Q不变不变带电粒子运动状态的变化带电粒子运动状态的变化带电粒子运动状态的变化带电粒子运动状态的变化1、对于水平放置的平行板电容器，下列说法正确、对于水平放置的平行板电容器，下列说法正确的是的是 ()（A）将两极板的间距加大，电容将增大）将两极板的间距加大，电容将增大（B）将两极板平行错开，使正对面积减小，电容

6、）将两极板平行错开，使正对面积减小，电容将减小将减小（C）在下板的内表面上放置一面积和极板相等、）在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的陶瓷板，电容将增大厚度小于极板间距的陶瓷板，电容将增大（D）在下板的内表面上放置一面积和极板相等、）在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的铝板，电容将增大厚度小于极板间距的铝板，电容将增大B C D平行板电容器的两种典型情况的分析问题平行板电容器的两种典型情况的分析问题注意放注意放铝板铝板与与陶瓷板区别，陶瓷板区别，在在外表面外表面放有用吗？放有用吗？2、（、（03年江苏高考）年江苏高考）两块大小、形状完全相同的金属平板平行

7、两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置，构成一平行板电容器，与它相连接的电路如图所示，接通开放置，构成一平行板电容器，与它相连接的电路如图所示，接通开关关K，电源即给电容器充电，电源即给电容器充电.（）A保持保持K接通，减小两极板间的距离，则两极板间电场的电场接通，减小两极板间的距离，则两极板间电场的电场强度减小强度减小B保持保持K接通，在两极板间插入一块介质，则极板上的电量增接通，在两极板间插入一块介质，则极板上的电量增大大C断开断开K，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小D断开断开K，在两极板间插入一块介质，则两极板间的电势差增，在两极板

8、间插入一块介质，则两极板间的电势差增大大KRE+-B C注意在注意在下下公式公式的的灵活应用灵活应用3 3、电容器充电后与电源断开，质量为、电容器充电后与电源断开，质量为m m、电荷量为电荷量为q q的带的带电粒子静止于该电容器两平行板中央，现在两板间靠近下电粒子静止于该电容器两平行板中央，现在两板间靠近下极板插入一个厚度为极板间距离极板插入一个厚度为极板间距离1/81/8的金属板，如图的金属板，如图7 7所示，所示，则关于两板间电势差和带电粒子的运动情况的说法中正确则关于两板间电势差和带电粒子的运动情况的说法中正确的是（的是（）A A两板间电势差两板间电势差U U增大，带电粒子向上加速运动增

9、大，带电粒子向上加速运动B B两板间电势差两板间电势差U U不变，带电粒子仍静止不变，带电粒子仍静止 C C两板间电势差两板间电势差U U减小，带电粒子仍静止减小，带电粒子仍静止D D两板间电势差两板间电势差U U减小，带电粒子向下加速运动减小，带电粒子向下加速运动C注意在注意在下下公式公式的的灵活应用灵活应用4 4、如图、如图1414所示，平行板电容器充电后断开电源，带正电所示，平行板电容器充电后断开电源，带正电的极板接地，板间有一带电小球用绝缘细线悬挂着，小球的极板接地，板间有一带电小球用绝缘细线悬挂着，小球静止时与竖直方向的夹角为静止时与竖直方向的夹角为，若将带负电的极板向右平，若将带负

10、电的极板向右平移稍许，则移稍许，则()()A A带负电的极板的电势降低带负电的极板的电势降低B B两极板间的电场强度变小两极板间的电场强度变小C C夹角夹角将变小将变小D D细线对小球的拉力变大细线对小球的拉力变大A A注意在注意在下下公式公式的的灵活应用灵活应用5 5、(南通市南通市20082008届高三第一次调研测试届高三第一次调研测试)如图所示，平行如图所示，平行板电容器竖直放置，板电容器竖直放置，A A板上用绝缘线悬挂一带电小球，静板上用绝缘线悬挂一带电小球，静止时绝缘线与固定的止时绝缘线与固定的A A板成板成角，移动角，移动B B板，下列说法正确板，下列说法正确的是的是()()A A

11、S S闭合，闭合，B B板向上平移一小段距离，板向上平移一小段距离，角变大角变大B BS S闭合，闭合，B B板向左平移一小段距离，板向左平移一小段距离，角变大角变大C CS S断开，断开，B B板向上平移一小段距离，板向上平移一小段距离，角变大角变大D DS S断开，断开，B B板向左平移一小段距离，板向左平移一小段距离，角不变角不变BCD注意注意1、A、B在在下下公式公式的的灵活应用灵活应用 2、C、D在在下下公式公式的的灵活应用灵活应用6 6、两个较大的平行金属板、相距为、两个较大的平行金属板、相距为d d，分别接在电压为，分别接在电压为U U的电源正、的电源正、负极上，这时质量为负极上

12、，这时质量为m m，带电量为，带电量为qq的油滴恰好静止在两板之间，的油滴恰好静止在两板之间，如图所示，在其他条件不变的情况下，如果将两板非常缓慢地水平如图所示，在其他条件不变的情况下，如果将两板非常缓慢地水平错开一些，那么在错开的过程中错开一些，那么在错开的过程中()()A A油滴将向上加速运动，电流计中的电流从油滴将向上加速运动，电流计中的电流从b b流向流向a aB B油滴将向下加速运动，电流计中的电流从油滴将向下加速运动，电流计中的电流从a a流向流向b bC C油滴静止不动，电流计中的电流从油滴静止不动，电流计中的电流从b b流向流向a aD D油滴静止不动，电流计中的电流从油滴静止

13、不动，电流计中的电流从a a流向流向b bD注意注意1、在、在下下公式公式的的灵活应用灵活应用2、充放电充放电以及以及正负电正负电荷移动方向荷移动方向与与电流方向电流方向的关系的关系7 7、（、（0707广东广东）如图）如图8 8所示，所示，D D是一只二极管，它的作用是是一只二极管，它的作用是只允许电流从只允许电流从a a流向流向b b，不允许电流从，不允许电流从b b流向流向a a ，平行板电，平行板电容器容器ABAB内部原有电荷内部原有电荷P P处于静止状态，当两极板处于静止状态，当两极板A A和和B B的间的间距稍增大一些的瞬间距稍增大一些的瞬间(两极板仍平行两极板仍平行)，P P的运

14、动情况将是的运动情况将是（）A A仍静止不动仍静止不动 B B向下运动向下运动 C C向上运动向上运动 D D无法判断无法判断A小结：小结：1、此题利用了二极、此题利用了二极管的特性设置关卡管的特性设置关卡 2、到底在、到底在下下我们我们进行进行判断判断3、若电源的正负极对调呢？、若电源的正负极对调呢？8 8、（、（0707宿迁宿迁）如图）如图1010，D D为一理想二极管（正向电阻为为一理想二极管（正向电阻为0 0，反向电阻无穷大），平行金属板反向电阻无穷大），平行金属板M M、N N水平放置，两板之间水平放置，两板之间有一带电微粒以速度有一带电微粒以速度v v0 0沿图示方向做直线运动，当

15、微粒运沿图示方向做直线运动，当微粒运动到动到P P点时，将点时，将 M M 板迅速向上平移一小段距离，则此后微板迅速向上平移一小段距离，则此后微粒的运动情况是（）粒的运动情况是（）A A沿轨迹运动沿轨迹运动B B沿轨迹运动沿轨迹运动C C沿轨迹运动沿轨迹运动 D D沿轨迹运动沿轨迹运动B BP小结：小结：3、若电源的正负极对调，又是、若电源的正负极对调，又是哪种情况哪种情况呢？呢？1、此题同前题利用了、此题同前题利用了二极管的特性二极管的特性设置关卡设置关卡2、到底在、到底在下下我们我们进行进行判断判断，经判断应是经判断应是Q不变不变回9 9、如图、如图1515所示，两平行金属板水平放置，并接

16、到电源上，所示，两平行金属板水平放置，并接到电源上，一带电微粒一带电微粒p p位于两板间处于静止状态，位于两板间处于静止状态，O Ol l、O O2 2分别为两分别为两个金属板的中点，现将两金属板在极短的时间内都分别绕个金属板的中点，现将两金属板在极短的时间内都分别绕垂直于垂直于O O1 1、O O2 2的轴在纸面内逆时针旋转一个的轴在纸面内逆时针旋转一个(9090)，则下列说法中正确的是（则下列说法中正确的是（）A A 两板间的电压不变两板间的电压不变 B B 两板间的电压变小两板间的电压变小C C 微粒微粒P P受到的电场力不变受到的电场力不变 D D 微粒将水平向左作直线运动微粒将水平向

17、左作直线运动ADAD错误点拨错误点拨：C分析错、分析错、D分析不出分析不出qdUqEFC电选项分析方法：d为板间距（为板间距（画图可知画图可知d减小减小）D选项分析方法：选项分析方法：比较力比较力、找关系找关系回CdQlq 10、(04(04年全国理综年全国理综)一平行板电容器的电容为一平行板电容器的电容为C，两板间的距离为两板间的距离为d，上板带正电，电量为，上板带正电，电量为Q，下板带，下板带负电，电量也为负电，电量也为Q，它们产生的电场在很远处的电，它们产生的电场在很远处的电势为零。两个带异号电荷的小球用一绝缘刚性杆相势为零。两个带异号电荷的小球用一绝缘刚性杆相连，小球的电量都为连，小球

18、的电量都为q，杆长为，杆长为l，且，且l d。现将它。现将它们从很远处移到电容器内两板之间，处于图示的静们从很远处移到电容器内两板之间，处于图示的静止状态（杆与板面垂直），在此过程中电场力对两止状态（杆与板面垂直），在此过程中电场力对两个小球所做总功的大小等于多少？（设两球移动过个小球所做总功的大小等于多少？（设两球移动过程中极板上电荷分布情况不变）程中极板上电荷分布情况不变）（）)(ldCdQqQdClqC DA B0A+q-q+Q-Ql1111、如图所示是一个平行板电容器，其电容为、如图所示是一个平行板电容器，其电容为C C，带电量，带电量为为Q Q，上极板带正电，现将一个试探电荷，上极板

19、带正电，现将一个试探电荷 q q由两极板间的由两极板间的A A点移动到点移动到B B点，点，A A、B B两点间的距离为两点间的距离为S S，连线，连线ABAB与极板间的与极板间的夹角为夹角为3030度，则电场力对试探电荷度，则电场力对试探电荷q q所做的功等于所做的功等于（）。）。A B C DA B C DqCsQdqQsCd2qQsCd2qCsQd-+-d300ABC C 电容器的电容电容器的电容C决定于极板的正对面积决定于极板的正对面积S、极板间距离、极板间距离d以及极以及极板间的电介质这几个因素。如果某一物理量（如板间的电介质这几个因素。如果某一物理量（如角度、位移、深角度、位移、深

20、度度等）的变化能引起等）的变化能引起上述某个因素上述某个因素的变化，从而引起的变化，从而引起电容电容的变化，的变化，则通过测定电容器的电容就可以确定上述物理量的变化，起这种则通过测定电容器的电容就可以确定上述物理量的变化，起这种作用的电容器称为电容式传感器。作用的电容器称为电容式传感器。1、图甲是测量、图甲是测量 的电容式传感器，原理是的电容式传感器，原理是 。定片定片甲甲角度角度由于由于CS，动片与定片间的角度，动片与定片间的角度发生变化发生变化时，引起时，引起S的变化，通过测出的变化，通过测出C的变化，测的变化，测量动片与定片间的夹角量动片与定片间的夹角2、图乙是测量、图乙是测量 的电容式

21、传感器，原理的电容式传感器，原理是是 。金属芯线金属芯线电介质电介质导电液体导电液体乙乙h液面高度液面高度h由于由于CS，h发生变化，金属芯线和导电液发生变化，金属芯线和导电液体组成的电容发生变化，通过测定体组成的电容发生变化，通过测定C的变化的变化，可以测量液面高度，可以测量液面高度h 的变化的变化。3、图丙是测量、图丙是测量 的电容式传感器，原理是的电容式传感器，原理是 。固定电极固定电极可动电极可动电极F丙丙压力压力F由于由于C1/d，压力，压力F 作用在可动电极上，引起极板间距作用在可动电极上，引起极板间距d 的变化，通过测出的变化，通过测出C的变化，测量压力的变化，测量压力F的变化。

22、的变化。4、图丁是测量、图丁是测量 的电容式传感器，原理是的电容式传感器，原理是 。极板极板电介质电介质丁丁x位移位移x由于由于C 随着电介质进入极板间的长度发生变化，通过随着电介质进入极板间的长度发生变化，通过测出测出C的变化，测量位移的变化，测量位移x的变化。的变化。12、(南通、扬州、泰州三市南通、扬州、泰州三市20082008届高三第二次调研测试届高三第二次调研测试)传感器是自动控制设备中不可缺少的元件，已经渗透到宇传感器是自动控制设备中不可缺少的元件，已经渗透到宇宙开发、环境保护、交通运输以及家庭生活等各种领宙开发、环境保护、交通运输以及家庭生活等各种领域如下图所示为几种电容式传感器

23、，其中通过改变电容域如下图所示为几种电容式传感器，其中通过改变电容器两极间距离而引起电容变化的是器两极间距离而引起电容变化的是()C13、(通州市通州市20082008届高三第四次调研测试届高三第四次调研测试)如图所示，电容器极板间如图所示，电容器极板间有一可移动的电介质板，介质与被测物体相连，接入电路后，通过有一可移动的电介质板，介质与被测物体相连，接入电路后，通过极板上物理量的变化可确定被测物体的位置，则以下说法正确的是极板上物理量的变化可确定被测物体的位置，则以下说法正确的是（）A A若电容器极板间的电压不变，若电容器极板间的电压不变，x x变大，电容器极板上带电量增加变大，电容器极板上

24、带电量增加B B若电容器极板电量不变，若电容器极板电量不变，x x变小，电容器极板间电压变大变小，电容器极板间电压变大C C若电容器极板间的电压不变，若电容器极板间的电压不变，x x变大，有电流流向传感器的正极变大，有电流流向传感器的正极D D若电容器极板间的电压不变，若电容器极板间的电压不变，x x变大，有电流流向传感器的负极变大，有电流流向传感器的负极D错误分析错误分析：少部分同学：少部分同学错错C即还不清楚即还不清楚电流方向电流方向与与正负电荷定向移动方向正负电荷定向移动方向的关系的关系回14、传感器是一种采集信息的重要器件如图传感器是一种采集信息的重要器件如图4747所示电所示电路为测

25、定压力的电容式传感器，路为测定压力的电容式传感器，A A为固定电极，为固定电极，B B为可动电为可动电极，组成一个电容大小可变的电容器可动电极两端固定，极，组成一个电容大小可变的电容器可动电极两端固定，当待测压力施加在可动电极上时，可动电极发生形变，从当待测压力施加在可动电极上时，可动电极发生形变，从而改变了电容器的电容。开关先闭合后断开。下列说法中而改变了电容器的电容。开关先闭合后断开。下列说法中正确的是正确的是 （）A A当待测压力增大时，则电容器的电容将减小当待测压力增大时，则电容器的电容将减小B B闭合闭合K K，当待测压力增大时，则有向左的电流通过，当待测压力增大时，则有向左的电流通

26、过R RC C断开断开K K，当待测压力减小时，则电容器所带的电量减小，当待测压力减小时，则电容器所带的电量减小D D断开断开K K，当待测压力减小时，则两极板问的电势差增大，当待测压力减小时，则两极板问的电势差增大BD回15、随着生活质量的提高，自动干手机已进入家随着生活质量的提高，自动干手机已进入家庭，洗手后，将湿手靠近自动干手机，机内的传庭，洗手后，将湿手靠近自动干手机，机内的传感器便驱动电热器加热，有热空气从机内喷出，感器便驱动电热器加热，有热空气从机内喷出，将湿手烘干。手靠近干手机能使传感器工作，是将湿手烘干。手靠近干手机能使传感器工作，是因为因为 （）A.改变了湿度改变了湿度 B.

27、改变了温度改变了温度C.改变了磁场改变了磁场 D.改变了电容改变了电容D四、静电计四、静电计1 1、静电计的构造：、静电计的构造：2 2、静电计指、静电计指 针的偏角：针的偏角：反映静电计金属球和外壳之间的电势差。反映静电计金属球和外壳之间的电势差。偏角越大偏角越大表示表示电势差越大电势差越大。将待测电容器的两极板分别与金属球和金将待测电容器的两极板分别与金属球和金属外壳相接，则偏角反映了电容器两板间属外壳相接，则偏角反映了电容器两板间的电势差。的电势差。偏角越大偏角越大表示两板间的表示两板间的电势差电势差越大。越大。静电计是在验静电计是在验电器的基础上制成电器的基础上制成的，用来的，用来测量

28、导体测量导体间的电势差间的电势差，从指，从指针的针的偏转角度偏转角度就可就可以知道两个导体间以知道两个导体间的电势差。的电势差。1 1、研究平行板电容器的电容跟两极板的正对面积、研究平行板电容器的电容跟两极板的正对面积S S、两极、两极板间距离板间距离d d以及板间的电介质之间的关系以及板间的电介质之间的关系.如图如图5-45-4所示平所示平行板电容器充电后，保持电容器所带的电量行板电容器充电后，保持电容器所带的电量Q Q不变，改变不变，改变S S或或d d，或插入电介质，分别为甲、乙、丙图所示，则静电，或插入电介质，分别为甲、乙、丙图所示，则静电计指针的偏角变化为计指针的偏角变化为 、(填填

29、“增大增大”或或“减小减小”或或“不变不变”).).静电计的应用问题静电计的应用问题增大增大增大增大 减小减小16、如图所示、把一个平行板电容器与一个静电计、如图所示、把一个平行板电容器与一个静电计相连后，给电容器带上一定电荷量，静电计指针的相连后，给电容器带上一定电荷量，静电计指针的偏转指示出的电容器两板间的电势差，现保持极板偏转指示出的电容器两板间的电势差，现保持极板不动，而要使静电计指针的偏角增大，可采用的不动，而要使静电计指针的偏角增大，可采用的办法是办法是（）、板向右移一些；、板向右移一些；、板向左移一些；、板向左移一些；、板向上移一些；、板向上移一些；、在、在M板间插入电板间插入电

30、介质；介质；B C回17、在右图所示的实验装置中、在右图所示的实验装置中,平行板电容器的极板平行板电容器的极板A与一灵敏的静电计相接与一灵敏的静电计相接,极板极板A接地接地.若极板若极板A稍向上移动一稍向上移动一点点,由观察到的静电计指针变化作出平行板电容器电容变由观察到的静电计指针变化作出平行板电容器电容变小的结论的依据是小的结论的依据是 ().(A)两极板间的电压不变两极板间的电压不变,极板上的电量变小极板上的电量变小(B)两极板间的电压不变两极板间的电压不变,极板上的电量变大极板上的电量变大(C)极板上的电量几乎不变极板上的电量几乎不变,两极板间的电压变小两极板间的电压变小(D)极板上的

31、电量几乎不变极板上的电量几乎不变,两极板间的电压变大两极板间的电压变大D1818、(如东、启东如东、启东20082008届高三第一学期期中联合测试届高三第一学期期中联合测试)如图所示，电如图所示，电路中电源的电动势为路中电源的电动势为E E，内阻为，内阻为r r，A A为电压表，内阻为为电压表，内阻为10k10k，B B为为静电计；两个电容器的电容分别为静电计；两个电容器的电容分别为C C1 1和和C C2 2，将电键，将电键S S合上一段时间后，合上一段时间后，下列说法中正确的是下列说法中正确的是()()A A若若C C1 1C C2 2，则电压表两端的电势差大于静电计两端的电势差，则电压表

32、两端的电势差大于静电计两端的电势差B B若将变阻器滑动触头若将变阻器滑动触头P P向右滑动，则电容器向右滑动，则电容器C C2 2上带电量增大上带电量增大C CC C1 1上带电量为零上带电量为零D D再将电键再将电键S S打开，然后使电容器打开，然后使电容器C C2 2两极板间距离增大，则静电计两极板间距离增大，则静电计张角也增大张角也增大CD1、很多同学联想不到、很多同学联想不到静电计也是电容器静电计也是电容器（）错误分析错误分析：2、很多同学对此电路的、很多同学对此电路的构造不清晰构造不清晰，即使知道，即使知道静电计静电计（），还认为电压表也断的，只能处理），还认为电压表也断的，只能处理D，无法处理，无法处理ABC1 1、平行板电容器的、平行板电容器的两种典型情况两种典型情况的问题的问题处理步骤：处理步骤：选择选择公式公式解决问题，公式如下：解决问题，公式如下：，dsdsKC41，UQC dUE 如需解决如需解决动力学问题动力学问题，还得，还得受力受力、运动运动分析分析第第8题题弄清是弄清是U不变不变还是还是Q不变不变第第9题题第第13题题2 2、静电计问题、静电计问题原因：电容器结构变化原因：电容器结构变化处理方法：处理方法：张角张角反映反映电势差电势差，张角大电势差大张角大电势差大现象：张角发生变化现象：张角发生变化正推反推第第16题题第第18题题