（江苏专版）2019年高考物理总复习 第27讲 电容器讲义.doc

第第 2727 讲讲 电容器电容器考情剖析考查内容考纲要求考查年份考查详情能力要求电容电容器13 年T8选择，考查电 容器电容对电路的 影响T15计算，以带 电粒子在匀强场中 运动为背景，计算 粒子做匀变速直线 运动的速度分析综合、推理、应用数学处理物理问题14 年T9选择，考查霍 尔效应、电功率分析综合、推理17 年T4选择，考查电 容器的两类动态变 化分析综合、推理弱项清单,1.电容器定义式及决定式； 2电容器的动态分析知识整合1电容器(1)构成：两个彼此_又互相靠近的_可构成电容器 (2)极板带电荷量：_极板所带电荷量的绝对值 2电容器的充、放电 (1)充电：使电容器带电的过程，充电后电容器两极板带上等量的_，电容器 中储存_ (2)放电：使充电后的电容器失去电荷的过程，放电过程中_能转化为_ 能 3电容 (1)定义：电容器所带的_与电容器两极板间的_的比值 (2)意义：表示电容器_的物理量(3)定义式：C_. (4)单位：_. 4平行板电容器 电容决定式：C_，_为两板的正对面积，_为极板间的距离， 其中_是介电常数 方法技巧考点 1 两个公式的理解1定义式 C 适用于一切电容器，采用比值定义法定义，电容 C 只由电容器本身决Q U定，与两板间的电压 U 和电量 Q 均无关2决定式 C只适用于平行板电容器，是平行板电容器电容的决定式，与绝缘S 4kd物质即电介质的介电常数、两板的正对面积和两板间的距离有关 【典型例题 1】 如图为一只“极距变化型电容式传感器”部分构件的示意图，当动 极板和定极板之间的距离 d 变化时，电容 C 便发生变化，通过测量电容 C 的变化就可知道 两极板之间距离 d 的变化情况在如图选项中能正确反映电容 C 与距离 d 之间变化规律的 是( )ABCD考点 2 平行板电容器的动态问题分析 1运用电容器定义式和决定式分析电容器相关量变化的思路 (1)确定不变量，分析是电压不变还是所带电荷量不变(2)用决定式 C分析平行板电容器电容的变化S 4kd(3)用定义式 C 分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化Q U(4)用 E 分析平行板电容器极板间匀强电场场强的变化U d2两类动态问题分析比较 (1)第一类动态变化：两极板间电压 U 恒定不变(2)第二类动态变化：电容器所带电荷量 Q 恒定不变【典型例题 2】 用控制变量法，可以研究影响平行板电容器的因素，如图所示设 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 .实验中，极板所带电荷量 不变，若( )A保持 S 不变，增大 d，则 变大B保持 S 不变，增大 d，则 变小C保持 d 不变，减小 S，则 变小D保持 d 不变，减小 S，则 不变1.静电计是在验电器的基础上制成的，用其指针张角的大小来定性显示 其金属球与外壳之间的电势差大小如图所示，A、B 是平行板电容器的两个金属板，G 为 静电计开始时开关S闭合，静电计指针张开一定角度，为了使指针张开的角度增大些， 下列采取的措施可行的是( )A断开开关S后，将 A、B 分开些B保持开关S闭合，将 A、B 两极板分开些C保持开关S闭合，将 A、B 两极板靠近些D保持开关S闭合，将变阻器滑动触头向右移动 【典型例题 3】 (多选)传感器是一种采集信息的重要器件，如图所示的是一种测定 压力的电容式传感器，当待测压力 F 作用于可动膜片电极上时，以下说法中正确的是( )A若 F 向上压膜片电极，电路中有从 a 到 b 的电流B若 F 向上压膜片电极，电路中有从 b 到 a 的电流C若 F 向上压膜片电极，电路中不会出现电流D若电流表有示数，则说明压力 F 发生变化 【典型例题 4】 如图所示，甲图中电容器的两个极板和电源的两极相连，乙图中电 容器充电后断开电源在电容器的两个极板间用相同的悬线分别吊起完全相同的小球，小 球静止时悬线和竖直方向的夹角均为 ，将两图中的右极板向右平移时，下列说法正确的 是( )甲 乙A甲图中夹角减小，乙图中夹角增大B甲图中夹角减小，乙图中夹角不变C甲图中夹角不变，乙图中夹角不变D甲图中夹角减小，乙图中夹角减小2.(多选)如图所示，两块平行带电金属板，带正电的极板接地，两板间 P 点处固定着一个负电荷(电荷量很小)现让两板保持距离不变而水平错开一段距离，则( )A两板间电压变大，P 点场强变大B两板间电压变小，P 点场强变小CP 点电势变大，负电荷的电势能变小DP 点电势变小，负电荷的电势能变大当堂检测 1.根据电容器电容的定义式C ，可知( )Q UA电容器所带的电荷量 Q 越多，它的电容就越大，C 与 Q 成正比B电容器不带电时，其电容为零C电容器两极板之间的电压 U 越高，它的电容就越小，C 与 U 成反比D以上说法均不对 2(多选)美国物理学家密立根通过研究平行板间悬浮不动的带电油滴，比较准确地测 定了电子的电荷量如图所示，平行板电容器两极板 M、N 相距 d，两极板分别与电压为 U 的恒定电源两极连接，极板 M 带正电现有一质量为 m 的带电油滴在极板中央处于静止状 态，且此时极板带电荷量与油滴带电荷量的比值为 k，则( )第 2 题图A油滴带负电B油滴带电荷量为mg UdC电容器的电容为kmgd U2D将极板 N 向下缓慢移动一小段距离，油滴将向上运动 3如图所示，用导线将静电计与已经充电的平行板电容器极板连接，保持 B 极板位置 不动，向右沿水平方向移动 A 极板下列判断正确的是( )第 3 题图A电容器电容减小B两极板间电压不变C静电计指针偏角变大D两极板间电场强度不变4如图所示，M、N 是平行板电容器的两个极板，R0为定值电阻，R1、R2为可调电阻， 用绝缘细线将质量为 m、带正电的小球悬于电容器内部闭合开关S，小球静止时受到悬线 的拉力为 F.调节 R1、R2，关于 F 的大小判断正确的是( )第 4 题图A保持 R1不变，缓慢增大 R2时，F 将变大B保持 R1不变，缓慢增大 R2时，F 将变小C保持 R2不变，缓慢增大 R1时，F 将变大D保持 R2不变，缓慢增大 R1时，F 将变小 5某电容式话筒的原理示意图如图所示，E 为电源，R 为电阻，薄片 P 和 Q 为两相互 绝缘的金属极板当对着话筒说话时，P 振动而 Q 可视为不动，在 P、Q 间距增大过程中( )第 5 题图AP、Q 两板构成电容器的电容增大BP 板电荷量增大CM 点的电势比 N 点低DM 点的电势比 N 点高第 27 讲 电容器 知识整合 基础自测 1(1)绝缘 导体 (2)一个 2. (1)异种 电能 (2)电 其他形式的 3.(1)电荷量Q电势差U (2)容纳电荷本领 (3) (4)法拉 4. S d rQ UQ UrS 4kd方法技巧 ·典型例题 1·A ·典型例题 2·A 【解析】 静电计指针偏转角反映电容器两板间电压的大小，根据电容的决定式C，保持S不变，增大d，电容C减小，再根据定义式C ，知rS 4kdQ UU增大，所以变大，故 A 正确，B 错误；保持d不变，减小S，电容减小，再根据定义式C ，知U增大，所以变大故 C、D 错误故选 A.Q U·变式训练 1·A 【解析】 断开电键，电容器带电量不变，将AB分开一些，则d增大，根据C知，电容减小，根据U 知，电势差增大，指针张角增大故 A 正rS 4kdQ C确保持开关闭合，电容器两端的电势差不变，则指针张角不变知，故 B 错误保持开关 闭合，电容器两端的电势差不变，则指针张角不变故 C 错误保持开关闭合，电容器两 端的电势差不变，变阻器仅仅充当导线功能，滑动触头滑动不会影响指针张角，故 D 错 误故选 A. ·典型例题 3·BD 【解析】 向上压膜片，使得两板间距离d减小，根据C知，电容增大，始终跟电源相连，两板间电压不变，根据C 知，Q增大，电容器处rS 4kdQ U于充电状态，电路中有b到a的电流，所以 B 正确；若F变化，则距离d变化，电容C变 化，导致Q变化，电路中有电流通过，电流表有示数，所以 D 正确 ·典型例题 4·B 【解析】 甲图中的电容器和电源相连，所以电容器两极板间的电压不变，当极板间的距离增大时，根据公式E 可知，板间的电场强度减小，电场力减小，U d所以悬线和竖直方向的夹角将减小当电容器充电后断开电源，电容器的极板所带的电荷量不变；根据平行板电容器的电容公式C，极板间的电压U ，极板间的rS 4kdQ C4kdQ rS电场强度E ，当两个极板电荷量不变，距离改变时，场强与两板间距离无关，U d4kQ rS故乙图中夹角不变综上分析，选项 B 正确 ·变式训练 2·AD 【解析】 由S减小，致使C减小，E变大，由于Q不变，根据定 义式可知U变大；根据PEd，Ep(q) P qEd，负电荷在此电场中具有的电 势能是正的 当堂检测 1D 2AC 【解析】 由题意知油滴受到的电场力方向竖直向上，又上极板带正电，故油滴带负电，设油滴带电荷量为q，则极板带电荷量为Qkq，由于qEmg，E ，C ，U dQ U解得q，C，将极板N向下缓慢移动一小段距离，U不变，d增大，则电场强度mgd Ukmgd U2E减小，重力将大于电场力，油滴将向下运动，只有选项 A、C 正确 3D 【解析】 A板右移，距离d减小，电容C变大；因为充好电的电容器带电荷量一定，根据定义式C 可知U减小， 静电计指针偏角变小；再由E ，得Q UU dE，由于Q与S都不变，故电场强度E不变；故 ABC 错误，D 正确4kQ rS4B 【解析】 据题图可知电容器两端电压UMN即R0两端电压，而R0和R2是串联关 系，两者电压的和为电源的电动势，因此R2UR0 UMN电场强度EF电F，A 错误，B 正确；R2不变，缓慢增大R1时，R0两 端电压不变，电容器两端电压不变，故F不变，C、D 均错 5D 【解析】 电容式话筒与电源串联，其电压保持不变，在P、Q间距增大的过程中，根据电容决定式C可知电容减小；又根据电容定义式C 可知电容器所带电量减rS 4kdQ U小，P板上电荷量减小，电容器放电，放电电流通过R的方向由M到N，则M点电势高于N 点，故 B、A、C 错误，D 正确