高考电容器专题试
高考电容器专题试
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：
K 2
1专题6：电容器
一． 专题概述
电容器是重要的电学元件，不管是两百多年前让七百号人嗷嗷叫的放电莱顿瓶还是当下手机控们乐此不疲的手机触摸屏，都是和电容器知识密不可分的。关于电容器，首先是一个电荷储存装置，那么电荷储存量受那些因素影响，就成为一个值得深究的问题，顺着这个思路往前走我们将会遇到两个规律公式，需要我们理解并掌握它；其次电容器充放电过程是和外电路有关，需要我们熟悉电路知识，电容器带电后对内会产生电场又会和电荷运动的题型相连，因此电荷的运动在这也会稍有提及；最后电容器自身构造的变化会引起外电路电信号的变化，根据这个特性制造出各种电容式传感器，从知识应用层次来说传感器属于热点也是难点。
二．知识准备
1.电容器储存电荷的能力——电容C
①定义式： Q
C U
=，单位法拉（F ）。
这是静电场中第三个比值定义的公式。 ②决定式：4S
C Kd
επ=
，S 是两极板正对面积，
d 是两极板的距离，ε是相对介电常数，k 是静
电力常量。这些因素共同决定了电容C 的大小。 2.电容器充放电与两种变化
①开关K 与1接通，两极板与电源相连，电容器充电，此时若电容器的S 、d 、ε有变化，电容器两极板电压与电源电动势保持相等，我们称这个过程电容器的变化为等压变化。 ②开关K 从1断开，电容器两极板断路，此时若S 、d 、ε有变化，电容器两极板上的电量保持不变，这个过程我们叫做电容器的等量变化。 ③开关K 从1断开与2接通，电容器两极板导线连接，电量中和，是放电过程 3.电容器内电场场强分析方法
当电容器是等压变化时运用公式：U
E d
=
当电容器是等量变化时运用公式：4KQ
E S
πε=
三．题型突破
题组1（电容器的两种变化）
【典例1】两块大小、形状完全相同的金属平板平
行放置，构成平行板电容器，与它相连接的电路如图所示，接通开关K ，电源即给电容器充电，达到稳定后．则（ ）
A ．保持K 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
B ．保持K 接通，在两极板间插入一块介质，则极
板上的电量增大
C ．断开K ，增大两极板间的距离，则两极板间的
电势差减小
D ．断开K ，在两极板间插入一块介质，则两极板
间的电势差增大 【解析】：A 、保持K 接通，则两板间的电势差U 不变，因d 减小，由E=U
d 可知，两极板间的电场的
电场场强增大，故A 错误；
B 、保持K 接通，两板间的电势差U 不变，在两极板间插入一块介质，电容增大，则由Q=CU 可知极板上的电量增大，故B 正确；
C 、断开K ，两板上所带电量Q 不变，增大距离d ，电容C 减小，由C=Q
U 知板间电势差增大；故C 错误；
D 、断开K ，在两极板间插入一块介质，电容C 增
大，电量Q 不变，由C=Q U 知板间电势差减小，故D 错误； 【答案】：B
【点评】：如题当开关闭合电容器两极板与电源连
M N N
静电计 接，因而电压不变，这种情况下的电容器变化我们称为等压变化，而当开关断开时，电容器的两极板上的电量恒定，此时电容器的变化称为等量变化。 在做题时我们一般先判断电容器是等量变化还是等压变化，再依据公式：εS
4πKd =C=Q
U ,进行分析。 1-1：一平行板电容器接在电源上，当两极板间的距离增大时，如图所示，则（ ）
A ．两极板间的电场强度将减小，极板上的电量也将减小
B ．两极板间的电场强度将减小，极板上的电量将增大
C ．两极板间的电场强度将增大，极板上的电量将减小
D ．两极板间的电场强度将增大，极板上的电量也将增大
1-2：（13海淀期末）如图所示，两块相互靠近的平行金属板组成的平行板电容器，极板N 与静电计相连，极板M 与静电计的外壳均接地。用静电计测量平行板电容器两极板间的电势差U 。在两板相距一定距离d 时，给电容器充电，静电计指针张开一定角度。在整个实验过程中，保持带电量Q 不变，下面的操作中将使静电计指针张角变小的是（ ）
A ． 仅将M 板向下平移
B ． 仅将M 板向左平移
C ．仅在M 、N 之间插入云母板（介电常数大于1）
D ．仅在M 、N 之间插入金属板，且不和M 、N 接
触
1-3．(2014年昌平二模)极板间距为d 的平行板电容
器，充电后与电源断开，此时两极板间的电势差为
U 1，板间电场强度大小为E 1；现将电容器极板间距
变为1
2
d ，其它条件不变，这时两极板间电势差为
U 2，板间电场强度大小为E 2，下列说法正确的是（ ）
A ．U 2 = U 1，E 2 = E 1
B ．U 2 = 2U 1，E 2 = 2E 1
C ．U 2 = 12U 1，E 2 = E 1
D ．U 2 = 12U 1，
E 2 = 1
2
E 1
题组2（电容器与电荷运动）
【典例2】6．(11西城)如图所示，两块平行金属
板正对着水平放置，两板分别与电源正、负极相连。
当开关闭合时，一带电液滴恰好静止在两板间的M 点。则（ ）
A ．当开关闭合时，若减小两板间距，液滴仍静止
B ．当开关闭合时，若增大两板间距，液滴将下降
C ．开关再断开后，若减小两板间距，液滴仍静止
D ．开关再断开后，若增大两板间距，液滴将下降 【解析】：液滴恰好静止，可知受力：
开关闭合电容器两极板电压不变，减小板间距，由
公式E=U
d
可得场强E 增大，电场力增大，液滴将向
上加速；若增大两板间距，场强减小，电场力减小，液滴将下降。所以Ａ错，Ｂ对。
若开关断开，电容器的两极板带电量不变，只改变板间距，由公式：
4S Q
C Kd U
επ==，可得
4U KQ
E d S
πε=
=，可知场强是一个定值，所以液滴所受的电场力不变，液滴静止。Ｃ对，Ｄ错 【答案】：BC
【点评】：这类题关键点是电场强度的变化分析，电容器内部场强可以通过公式4U KQ
E d S
πε==
进行分析。
M mg
qE M
S R
R
电场耦合 控制器
2-1：（08宣武）水平放置的平行板电容器两极板上分别带有等量异种电荷，而且电量始终保持不变。原来在电容器的两板间有一个带正电的质点处于静止状态，现将电容器两板间的距离稍稍增大，则 A ．电容变大，质点向上运动 B ．电容变大，质点向下运动
C ．电容变小，质点保持静止
D ．电容变小，质点向下运动
2-2：（2016西城期中）在如图所示的电路中，当电键S 闭合后，水平放置的平行板电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态。现将电键S 断开，则
A ．液滴仍保持静止状态
B ．液滴做自由落体运动
C ．电容器上的带电量减小
D ．电容器上的带电量增大
2-3：如图所示，两平行金属板水平放置并接到电源
上，一个带电微粒P 位于两板间恰好平衡，现用外力将P 固定住，然后使两板各绕其中点转过α角，如图虚线所示，再撤去外力，则带电微粒P 在两板间（ ）
A ．保持静止
B ．向左做直线运动
C ．电势能不变
D ．电势能将变少
题组3（电容器的应用）
【典例3】传感器是一种采集信息的重要器件，如
图所示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
【解析】：A 、B 、C 由题可知，电容器的电压不变．若F 向上压膜片电极，减小板间距离，电容增大，电量增大，电容器充电，电路中形成顺时针方向的充电电流，即电路中有从b 到a 的电流．故AC 错误，B 正确．
D 、当压力F 变化时，电容变化，电量变化，电路中就有电流．故D 正确． 【答案】：BD
【点评】：电容式传感器是把其他信息（力、位移、速度等信息）通过电容转化为电信息的装置。在审题过程中首先要弄清传感器原理。
3-1：（2016通州一模）目前，电容式触摸屏的技术广泛应用于一些手机和触摸屏上。一层透明的薄膜导体层夹在两层绝缘玻璃层的中间，这就形成了触摸屏。在触摸屏四边均镀上狭长的电极，在导体层内形成一个较弱的交流电场。如图所示，在触摸屏幕时，由于人体是导体，手指与导体层之间被玻璃绝缘层隔开，形成一个电容，在四边电极与触点间会有电流流过，而电流强弱与手指到电极的距离成比例，位于触摸屏幕后的控制器便会计算电流的比例及强弱，准确算出触摸点的位置。关于电容式触摸屏，下列说法中正确的是
A ．电容式触摸屏需要用力触摸才能产生信号
B ．电容式触摸屏的两极分别是导体层和手指
C ．手指与屏的接触面积越大，电容越大，准确度
越高
D ．如果手指上带了棉线手套，也能有效工作
3-2：（2016东城二模）如图1所示为一种电容式位移传感器的原理图，当被测物体在左右方向发生位移时，电介质板随之在电容器两极板之间移动。已知电容器的电容与电介质板进入电容器的长度x 之间的关系如图2所示，其中C 0为电介质没有插入电容器时的电容。为判断被测物体是否发生微小移动，将该电容式位移传感器与电源、电流表、开关组成串联回路（图中未画出）。被测物体的初始位
置如如图1 所示。电路闭合一段时间后，下列说法
正确的是
A．若电源为直流电源且直流电流表示数不为零，
说明物体一定在发生移动
B．若电源为交流电源且交流电流表示数不为零，
说明物体一定在发生移动
C．若电源为直流电源且直流电流表示数变大，说
明物体一定在向右发生移动
D．若电源为交流电源且交流电流表示数变大，说
明物体一定在向右发生移动
．
四
．巩固训练
1、图中A、B、C、D四个图是描述给定的电容器充电
后，电容器的带电量Q、两板间电势差U、电容C之间
相互关系的图线，其中错误的是（）
A．B．C．D．
2．（10北京）用控制变量法，可以研究影响平行板
电容器电容的因素（如图）。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θ。实验中，
极板所带电荷量不变，若（）
A．保持S不变，增大d，则θ变大
B．保持S不变，增大d，则θ变小
C．保持d不变，减小S，则θ变小
D．保持d不变，减小S，则θ不变
3．（2016东城期末）两块相互靠近的平行金属板M、
N组成电容器，充电后与电源断开，M板带正电，
N板带负电，且电荷量保持不变。如图所示，板间
有一个用绝缘细线悬挂的带电小球（可视为质点），
小球静止时与竖直方向的
夹角为θ，忽略带电小球所
带电荷量对极板间匀强电
场的影响，则
A．小球带负电；若将细线
烧断，小球将做匀加速直线
运动
B．小球带正电；若将细线
烧断，小球将做自由落体运
动
C．若只将N板水平向右平移稍许，电容器的电容
将变小，夹角θ将变大
D．若只将N板竖直向上平移稍许，电容器的电容
将变小，夹角θ将变大
4.(09丰台)如图所示，在水平放置的已经充电的平
行板电容器之间，有一带负电的油滴处于静止状态.
若某时刻油滴的电荷量开始减小（质量不变），为
维持该油滴原来的静
止状态应（）
A．给平行板电容器继续充电，补充电荷量
B．让平行板电容器放电，减少电荷量
C．使两极板相互靠近些
D．使两极板相互远离些
5.传感器是把非电学物理量（如位移、速度、压力、
角度等）转换成电学物理（如电压、电流、电量等）
一种元件．图所示中的甲、乙、丙、丁是四种常见
的电容式传感器，下列说法正确的是（）
A．甲图中两极间的电压不变，若电量增加，可判
断出θ变大
B．乙图中两极间的电压不变，若电量减少，可判
断出h变大
N
M
θ
x
C
O
图2
C0
图1
x
电介质
电容器被测
R C E
S
图1
C ．丙图中两极间的电压不变，若有电流流向传感
器的正极，则F 变大
D ．丁图中两极间的电压不变，若有电流流向传感
器的负极，则x 变大
6.目前智能手机普遍采用了电容屏。电容触摸屏是利用人体的电流感应进行工作的。当手指触摸电容触摸屏时，手指和屏的夹层工作面形成一个电容器，因为工作面上接有高频信号，电流通过电容器分别从屏的四个角上的电极中流出，并且流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成正比，控制器通过对这四个电流比例的精确计算，得出触摸点的位置。对于触摸屏，下列说法正确的是（ ）
A ．使用绝缘笔，在电容屏上也能进行触控操作
B ．手指与屏的接触面积变大时，电容变小
C ．电容触摸屏只需要触摸，不需要压力即能产生
位置信号
D ．手指压力变大时，由于手指与屏的夹层工作面
距离变小，电容变大
7.（20分）（2016西城二模）电容器是一种重要的电学元件，基本工作方式就是充电和放电。由这种充放电的工作方式延伸出来的许多电学现象，使得电容器有着广泛的应用。
如图1所示，电源与电容器、电阻、开关组成闭合电路。已知电源电动势为E ，内阻不计，电阻阻值为R ，平行板电容器电容为
C ，两极板间为真空，两极板间距离为d ，不考虑极板边缘效应。
（1）闭合开关S ，电源向电容器充电。经过时间t ，
电容器基本
充满。
a ．求时间t 内通过R 的平均电流I ；
b ．请在图2中画出充电过程中电容器的带电量q 随电容器
两极板电压u 变化的图像；并求出稳定后电容器储存的
能量E 0；
（2）稳定后断开开关S 。将电容器一极板固定，用恒力F 将另一极板沿垂直极板方向缓慢拉开一段距离x ，在移动过程中电容器电量保持不变，力F 做功为W ；与此同时，电容器储存的能量增加了ΔE 。请推导证明：W = ΔE 。要求最后的表达式用已知量表示。
图2 u O
q
参考答案
变式训练
1-1.A 1-2.CD 1-3.C 2-1.C 2-2.D 2-3.BD 3-1.B 3-2.A
巩固训练
1.BD
2.A
3.D
4.A
5.C
6.CD
7．（1）a. 设充电完毕电容器所带电量为Q ，即时
间t 内通过电阻R 的电量，此时电容器两端电压等 于电源的电动势 根据电容的定义
U Q
C =
根据电流强度的定义
解得平均电流
t CE
I =
b ．根据q = Cu ，画出
q-u 图像如图1所示 由图像可知，图线与横轴所围面积即为电容器储存的能量，
如图2中斜线部分所示 由图像求出电容器储存的电能 EQ
E 21
0=
解得 2
021
CE E =
（2）设两极板间场强为E '，两极板正对面积为S
根据
Cd Q
d U E ==
'，kd S C π4=，得S kQ E π4='，可知极
板在移动过程中板间场强不变，两极板间的相互 作用力为恒力。两板间的相互作用可以看作负极板电荷处于正极板电荷产生的电场中，可知两板间
的相互作用力 Q
E F '='21。
缓慢移动时有 F F '= 根据功的定义有 x
Q E W ?'=21
代入已知量得出
x
d CE x S kQ W 222
2==π 电容器增加的能量 C Q C Q E 222
2-
'=?（或2
221
)21CE E d x d C E -+'=?（） kd S C π4=
)(4x d k S C +=
'π 代入已知量得出 x
d CE x S kQ E 222
2==?π
所以 E W ?=
t Q I =
u
O q E
Q 图1 u
O q E Q
图2
(完整)高中物理电容器
第12课时 电容器 电容 一、知识内容： 1、电容器： ① 电容器：任何两个相互靠近而又彼此绝缘的导体组成电容器。 ② 电容器的作用：是用来储存电荷。使电容器带电量增加的过 程是充电过程（如图双向开关接A ），使电容器带电量减少的 过程是放电过程（图中双向开关接B ）。 ③ 电容器的电量：两极带等量的异种电荷，每个极板所带电量 的绝对值-----电容器电量。 2、电 容： ① 定义：电容器的带电量与两极间电势差的比值。 ② 定义式： U Q C = 单位：法拉，（F 、 F μ、pF 、） ③ 意义：表示电容器容纳电荷本领大小，大小由电容器的结构决定的，与电容器是否带 电、带多少电荷、以及电势差大小无关。 ④ 计算式：U Q U Q C ??==。 3、平行板电容器：kd S C r πε4=； （1）公式kd S C r πε4=是平行板电容器的决定式，只适用于平行 板电容器． （2）平行板电容器内部是匀强电场E=U/d ． （3）电容器的电势差的测量：静电计（如右图） 静电计是可用来测量电势差的仪器，使用时将它的金属球与电容器一极板相 连，外壳与另一极板相连，从指针偏角便可比较电容器两极板间的电势差，指针 偏角越大，电势差越大．（静电计不能用伏特表代替） （4）电容器的d 、s 、r ε变化 → 电容器的Q 、U 、C 、E 的变化： A 、确定不变量。当电容器与电源线连接时两板间电势差保持不变；当电容器 带电后与电路断开时电容器的带电量保持不变． B 、用决定式kd S C r πε4= 分析平行 板电容器的电容的变化；C 、用定义式U Q C = 分析电容器所带电荷量或两极板间电 压的变化； D 、用d U E =分析电容器间场强的变化。 二、应用举例： 【例1】如图，A 、B 为水平放置的平行板电容器，正对面积为S ，板间距离为d ，电容为C ， 两板间有一个质量为m 带电粒子，静止于P 点，电源电动势为U ，讨论下述问题： ⑴ 带电粒子的带电量。 ⑵ 极板靠近过程中，粒子如何运动，微安表中有无电流流过。 ⑶ 将A 、B 板错开一些，粒子如何运动，微安表中有无电流流过。 ⑷ 在A 、B 板间插入一个金属框，且P 点在金属框内，粒子如何运动，微安表中有无电 流流过。 ⑸ 在A 、P 间插入一个金属框，粒子如何运动，微安表中有无电流流过。 + + + --- B A
五年高考真题 ——专题 电容器
专题21电容器 1、（2011天津卷）板间距为d的平行板电容器所带电荷量为Q时，两极板间的电势差为U1，板间场强为E1。现将电容器所带电荷量变为2Q，板间距变为1 d， 2 其他条件不变，这时两极板间电势差为U2，板间场强为E2，下列说法正确的是A．U2 = U1，E2 = E1 B．U2 = 2U1，E2 = 4E1 C．U2 = U1，E2 = 2E1D．U2 = 2U1，E2 = 2E1 【答案】C 2、（2012大纲全国卷）如图，一平行板电容器的两个极板竖直放置，在两极板间有一带电小球，小球用一绝缘轻线悬挂于O点。先给电容器缓慢充电，使两级板所带电荷量分别为﹢Q和﹣Q，此时悬线与竖直方向的夹角为π/6。再给电容器缓慢充电，直到悬线和竖直方向的夹角增加到π/3，且小球与两极板不接触。求第二次充电使电容器正极板增加的电荷量。 【答案】2 Q Q ?= 3、（2012广东卷）（多选题）图是某种静电矿料分选器的原理示意图，带电矿粉经漏斗落入水平匀强电场后，分落在收集板中央的两侧，对矿粉分离的过程，下列表述正确的有 A.带正电的矿粉落在右侧 B.电场力对矿粉做正功 C.带负电的矿粉电势能变大 D.带正电的矿粉电势能变小 【答案】BD 4、（2012·海南物理）（多选题）将平行板电容器两极板之间的距离、电压、电场强度大小和极板所带的电荷量分别用d、U、E和Q表示。下列说法正确的是 A．保持U不变，将d变为原来的两倍，则E变为原来的一半 B．保持E不变，将d变为原来的一半，则U变为原来的两倍
C ．保持d 不变，将Q 变为原来的两倍，则U 变为原来的一半 D ．保持d 不变，将Q 变为原来的一半，则 E 变为原来的一半 【答案】AD 5、（2012江苏卷）一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距和电荷量不变，在两极板间插入一电介质，其电容C 和两极板间的电势差U 的变化情况是 （A ）C 和U 均增大（B ）C 增大，U 减小 （C ）C 减小，U 增大（D ）C 和U 均减小 【答案】B 6、（2013新课标全国卷Ⅰ）一水平放置的平行板电容器的两极板间距为d ，极板分别与电池两极相连，上极板中心有一小孔（小孔对电场的影响可忽略不计）。小孔正上方2d 处的P 点有一带电粒子，该粒子从静止开始下落，经过小孔进入电容器，并在下极板处（未与极板接触）返回。若将下极板向上平移 3d ，则从P 点开始下落的相同粒子将 A.打到下极板上 B.在下极板处返回 C.在距上极板2d 处返回 D.在距上极板52d 处返回 【答案】 D 7、【2014·海南卷】如图，一平行板电容器的两极板与一电压恒定的电源相连，极板水平放置，极板间距为d ；在下极板上叠放一厚度为l 的金属板，其上部空间有一带电粒子P 静止在电容器中。当把金属板从电容器中快速抽出后，粒子P 开始运动。重力加速度为g 。粒子运动的加速度为 A ．g d l B ．g d l d - C ．g l d l - D ．g l d d - 【答案】A 8、【2015·安徽·20】已知均匀带电的无穷大平面在真空中激发电场的场强大小为0 2δε，其中δ为平面上单位面积所带的电荷量，0ε为常量。如图所示的平行板电容器，极板正对面积为S ，其间为真空，带电荷量为Q 。不计边缘效应时，
(完整)高中物理电容器资料
考点24 电容器和电容量 【考点知识方法解读】 1.两个彼此绝缘且又相互靠近的导体都可视为电容器。电容量是描述电容器容纳电荷本领的物理量。物理学中用电容器所带的电荷量Q 与电容器两极板之间的电势差U 的比值定义为该电容器的电容量，即C=Q/U 。电容量由电容器本身的几何尺寸和介质特性决定，与电容器是否带电、带电量多少、极板间电势差大小无关。 2.动态含电容器电路的分析方法： ①确定不变量。若电容器与电源相连，电容器两极板之间的电势差U 不变；若电容器充电后与电源断开，则电容器两极板带电荷量Q 不变。 ②用平行板电容器的决定式C= 4S kd επ分析电容器的电容变化。若正对面积S 增大，电容量增大；若两极板之间的距离d 增大， 电容量减小；若插入介电常数ε较大的电介质，电容量增大。 ③用电容量定义式C=Q/U 分析电容器所带电荷量变化（电势差U 不变），或电容器两极板之间的电势差变化（电荷量Q 不变）。 ④用电荷量与电场强度的关系及其相关知识分析电场强度的变化。若电容器正对面积不变，带电荷量不变，两极板之间的距离d 变化，两极板之间的电场强度不变；若两极板之间的电势差不变，若两极板之间的距离d 变化，由E=U/d 可分析两极板之间的电场强度的变化。 【最新三年高考物理精选解析】 1.（2012·新课标理综）如图，平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连。若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒子 A ．.所受重力与电场力平衡 B ．.电势能逐渐增加 C ．.动能逐渐增加 D ．.做匀变速直线运动 2.（2012·江苏物理）一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距和电荷量不变，在两极板间插入一电介质，其电容量C 和两极板间的电势差U 的变化情况是 A ．C 和U 均增大 B ． C 增大，U 减小 C ．C 减小，U 增大 D ．C 和U 均减小 3：（2011天津理综第5题）板间距为d 的平行板板电容器所带电荷量为Q 时，两极板间电势差为U 1，板间场强为 E 1现将电容器所带电荷量变为2Q ，板间距变为d/2，其他条件不变，这时两极板间电势差U 2，板间场强为E 2，下列说法正确的是 A. U 2=U 1，E 2=E 1 B. U 2=2U 1，E 2=4E 1 C. U 2=U 1，E 2=2E 1 D. U 2=2U 1，E 2=2E 1 4．（2010·北京理综）．用控制变量法，可以研究影响平行板电容器的因素（如题1图）。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θ。实验中，极板所带电荷量不变，若 A. 保持S 不变，增大d ，则θ 变大 B. 保持S 不变，增大d ，则θ 变小 C. 保持d 不变，增大S ，则θ 变小 D. 保持d 不变，增大S ，则θ 不变 5．(2010·重庆理综)某电容式话筒的原理示意图如题3图所示，E 为电源，R 为电阻，薄片P 和Q 为两金属基板。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， A ．P 、Q 构成的电容器的电容增大 B ．P 上电荷量保持不变 C ．M 点的电势比N 点的低 D ．M 点的电势比N 点的高 6．（2010·安徽理综）如题6图所示，M 、N 是平行板电容器的两个极板，R 0为定值电阻，R 1、R 2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。闭合电键S ，小球静止时受到悬线的拉力为F 。调节R 1、R 2，关于F 的大小判断正确的是 A ．保持R 1不变，缓慢增大R 2时，F 将变大 B ．保持R 1不变，缓慢增大R 2时，F 将变小 C ．保持R 2不变，缓慢增大R 1时，F 将变大 D ．保持R 2不变，缓慢增大R 1时，F 将变小 7. （2012·浙江理综）为了测量储罐中不导电液体的高度，将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电 容器C 置于储罐中,电容器可通过开关S 与线圈L 或电源相连，如图所示。当开关从a 拨到b 时，由L 与C 构成的回路中产生的周期T=2πLC 的振荡电流。当罐中液面上升时（ ） A. 电容器的电容减小 B. 电容器的电容增大z x x k C. LC 回路的振荡频率减小 D. LC 回路的振荡频率增大 8. （2012·海南物理）将平行板电容器两极板之间的距离、电压、电场强度大小和极板所带的电荷量分别用d 、U 、E 和Q 表示。下列说法正确的是 A ．保持U 不变，将d 变为原来的两倍，则E 变为原来的一半 B ．保持E 不变，将d 变为原来的一半，则U 变为原来的两倍 C ．保持d 不变，将Q 变为原来的两倍，则U 变为原来的一半 D ．保持d 不变，将Q 变为原来的一半，则 E 变为原来的一半 9.（2012·全国理综）如图，一平行板电容器的两个极板竖直放置，在两极板间有一带电小球，小球用一绝缘轻线悬挂于O 点。先给电容器缓慢充电，使两级板所带电荷量分别为﹢Q 和﹣Q ，此时悬线与竖直方向的夹角为π/6。再给电容器缓慢充电，直到悬线和竖直方向的夹角增加到π/3，且小球与两极板不接触。求第二次充电使电容器正极板增加的电荷量。 电容和电容器·知识点精解 1．电容的定义 E S R 0 R 1 R 2 M N
2020高考物理电容器专题练习
电容器专题 一、例题部分 例题1、如图所示，平行板电容器的两极板A、B接于电池两极，一带正电的小球悬挂在电容器内部，闭合S，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ．（AD） A．保持S闭合，将A板向B板靠近，则θ增大 B．保持S闭合，将A板向B板靠近，则θ不变 C．断开S，将A板向B板靠近，则θ增大 D．断开S，将A板向B板靠近，则θ不变 例题2、如图所示，让平行板电容器带电后，静电计的指针偏转一定角度,若不改变两极板带的电量而减小两极板间的距离，同时在两极板间插入电介质，那么静电计指针的偏转角度（ A ） A、一定减小 B、一定增大 C、一定不变 D、可能不变 例题3、如图所示电路中，电源电动势ε=10V，内阻r=1Ω，电容器电容C1=C2=30μF，电阻R1=3Ω，R2=6Ω，开关K先闭合，待电路中电流稳定后再断开K，问断开开关K后，流过电阻R1的电量是多少？A、C两点的电势如何变化？
分析与解：我们从电路上看到，开关由闭合到断开，电容器上的电压发生变化，使电容器所带电量发生变化，这个变化要通过电容的充放电来实现，如果这个充放电电流要经过R 1，那么我们就可以通过电容器带电量的变化来确定通过R 1的电量。当K 断开,稳定后,电路中没有电流,C 1上板与A 点等势，C 点与B 点等势，C 1、C 2两端电压均为电源电动势，所以 Q 1'=C 1ε=30×10-6×10=3.0×10-4 库 Q 2=C 2ε=30×10-6×10 =3.0×10-4库且两电容带电均为上正下负 所以K 断开后C 1继续充电，充电量△Q 1=Q 1'-Q 1=3.0×10-4-1.8×10-4-=1.2×10-4库 这些电荷连同Ｃ２所充电量都要通过R １, 故通过R １的电量Q=△Q 1+Q 2=1.2×10-4+3.0×10-4=4.2×10-4库 A 点电势U A =10V, C 点电势U C =0V ，所以A 点电势升高,C 点电势降低. 例题4、电源内阻r=2Ω，R 1=8Ω，R 2=10Ω，K 1闭合，K 2断开时，在相距d=70cm ，水平放 置的固定金属板AB 间有一质量m=1.0g ，带电量为q=7×10—5C 的带负电的微粒，恰好 静止在AB 两板中央的位置上，求（1）电源的电动势（2）将K 1断开0.1s 后，又将K 2闭合，微粒再经过多长时间与极板相碰。（g=10m/s 2） 【解答】（1）V E d E q mg 202=?= （4分） （2）)1(/102分s m m mg d E q a =-= m at h 2210521-?==（1分） s m at V /10==（1分） m g V h 05.0220=='距上极板25cm 时V=0粒子不能碰到上极板（2分）
高考物理最新电磁学知识点之静电场知识点总复习
高考物理最新电磁学知识点之静电场知识点总复习 一、选择题 1．如图所示，一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在两极板间有一正电荷（电荷量很小）固定在P点，用E表示两极板间电场强度，U表示电容器的电压，Ep表示正电荷在P点的电势能，若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置，则（） A．E变大，Ep变大B．U变小，Ep不变C．U变大，Ep变小D．U不变，Ep不变2．真空中静电场的电势φ在x正半轴随x的变化关系如图所示，x1、x2、x3为x轴上的三个点，下列判断正确的是（） A．将一负电荷从x1移到x2，电场力不做功 B．该电场可能是匀强电场 C．负电荷在x1处的电势能小于在x2处的电势能 D．x3处的电场强度方向沿x轴正方向 3．如图所示，真空中有两个带等量正电荷的Q1、Q2固定在水平x轴上的A、B两点。一质量为m、电荷量为q的带电小球恰好静止在A、B连线的中垂线上的C点，由于某种原因，小球带电荷量突然减半。D点是C点关于AB对称的点，则小球从C点运动到D点的过程中，下列说法正确的是( ) A．小球做匀加速直线运动 B．小球受到的电场力可能先减小后增大 C．电场力先做正功后做负功
D．小球的机械能一直不变 4．在如图所示的电场中, A、B两点分别放置一个试探电荷, F A、F B分别为两个试探电荷所受的电场力．下列说法正确的是 A．放在A点的试探电荷带正电 B．放在B点的试探电荷带负电 C．A点的电场强度大于B点的电场强度 D．A点的电场强度小于B点的电场强度 5．如图所示，三条平行等间距的虚线表示电场中的三个等势面，电势分别为10V、20V、30V，实线是一带电粒子（不计重力）在该区域内的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，下列说法正确的是（） A．粒子在三点所受的电场力不相等 B．粒子必先过a，再到b，然后到c C．粒子在三点所具有的动能大小关系为E kb＞E ka＞E kc D．粒子在三点的电势能大小关系为E pc＜E pa＜E pb 6．图中展示的是下列哪种情况的电场线（） A．单个正点电荷B．单个负点电荷 C．等量异种点电荷D．等量同种点电荷 7．如图所示，将一带电小球A通过绝缘细线悬挂于O点，细线不能伸长。现要使细线偏离竖直线30°角，可在O点正下方的B点放置带电量为q1的点电荷，且BA连线垂直于 OA；也可在O点正下方C点放置带电量为q2的点电荷，且CA处于同一水平线上。则 为（）
高考物理电磁学知识点之静电场全集汇编及解析(6)
高考物理电磁学知识点之静电场全集汇编及解析(6) 一、选择题 1．如图，P 为固定的点电荷，虚线是以P 为圆心的两个圆．带电粒子Q 在P 的电场中运动．运动轨迹与两圆在同一平面内，a 、b 、c 为轨迹上的三个点．若Q 仅受P 的电场力作用，其在a 、b 、c 点的加速度大小分别为a a 、a b 、a c ，速度大小分别为v a 、v b 、v c ，则 A ．a a >a b >a c ，v a >v c >v b B ．a a >a b >a c ，v b > v c > v a C ．a b > a c > a a ，v b > v c > v a D ．a b > a c > a a ，v a >v c >v b 2．静电场方向平行于x 轴，将一电荷量为q -的带电粒子在x d =处由静止释放，粒子只在电场力作用下沿x 轴运动，其电势能E P 随x 的变化关系如图所示．若规定x 轴正方向为电场强度E 、加速度a 的正方向，四幅示意图分别表示电势? 随x 的分布、场强E 随x 的分布、粒子的加速度a 随x 的变化关系和粒子的动能E k 随x 的变化关系，其中正确的是 A ． B ． C ． D ． 3．真空中静电场的电势φ在x 正半轴随x 的变化关系如图所示，x 1、x 2、x 3为x 轴上的三个点，下列判断正确的是（ ）
A ．将一负电荷从x 1移到x 2，电场力不做功 B ．该电场可能是匀强电场 C ．负电荷在x 1处的电势能小于在x 2处的电势能 D ．x 3处的电场强度方向沿x 轴正方向 4．如图所示，实线表示某电场中的四个等势面，它们的电势分别为123,,???和4?，相邻等势面间的电势差相等.一带负电的粒子(重力不计)在该电场中运动的轨迹如虚线所示， a 、 b 、 c 、 d 是其运动轨迹与等势面的四个交点，则可以判断（ ） A ．4?等势面上各点场强处处相同 B ．四个等势面的电势关系是1234????<<< C ．粒子从a 运动到d 的过程中静电力直做负功 D ．粒子在a 、b 、c 、d 四点的速度大小关系是a b c d v v v v <<= 5．如图所示，将带正电的粒子从电场中的A 点无初速地释放，不计重力的作用，则下列说法中正确的是（ ） A ．带电粒子一定做加速直线运动 B ．带电粒子的电势能一定逐渐增大 C ．带电粒子的动能一定越来越小
2020年高考复习微专题—静电场之电容器习题选编 包含答案
微专题—静电场之电容器习题选编 一、单项选择题 1．根据大量科学测试可知，地球本身就是一个电容器。通常大地带有50万库仑左右的负电荷，而地球上空存在一个带正电的电离层，这两者之间便形成一个已充电的电容器，它们之间的电压为300 kV左右。地球的电容约为（） A．0.17 F B．l.7 F C．17 F D．170 F 2．图中的电容器C两板间有一负电荷q静止，使q向上运动的措施是（） A．两板间距离增大 B．两板间距离减小 C．两板间相对面积减小 D．两板间相对面积增大 3．某同学按如图1所示连接电路，利用电压传感器研究电容器的放电过程。先使开关S接1，电容器充电完毕后将开关掷向2，可视为理想电压表的电压传感器将电压信息传入计算机，屏幕上显示出电压随时间变化的U-t曲线，如图2所示。电容器的电容C已知，且从图中可读出最大放电电压U0，图线与坐标轴围成的面积S、任一点的点切线斜率k，但电源电动势、内电阻、定值电阻R均未知，根据题目所给的信息，下 列物理量不能求出 ．．．．的是（） A．电容器放出的总电荷量 B．电阻R两端的最大电流 C．定值电阻R D．电源的电动势和内电阻
4．电容为C 的平行板电容器竖直放置，正对面积为S ，两极板间距为d ，充电完成后两极板之间电压为U ，断开电路，两极板正对区域视为匀强电场，其具有的电场能可表示为2p 1 2 E CU =。如果用外力使平行板电容器的两个极板间距缓慢变为2d ，下列说法正确的是（ ） A ．电容变为原来的两倍 B ．电场强度大小变为原来的一半 C ．电场能变为原来的两倍 D ．外力做的功大于电场能的增加量 5．如图所示为某同学利用传感器研究电容器放电过程的实验电路，实验时先使开关S 与1 端相连，电源向电容器充电，待电路稳定后把开关S 掷向2 端，电容器通过电阻放电，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的i ﹣t 曲线，这个曲线的横坐标是放电时间，纵坐标是放电电流。仅由这个i ﹣t 曲线所提供的信息可以估算出（ ） A ．电容器的电容 B ．一段时间内电容器放电的电荷量 C ．某时刻电容器两极板间的电压 D ．一段时间内电阻产生的热量 6．阴雨天里积雨云会产生电荷，云层底面产生负电荷，在地面感应出正电荷，电场强度达到一定值时大气将被击穿，发生闪电。若将云层底面和地面看作平行板电容器的两个极板，板间距离记为300m ，电压为 7210V ?，积雨云底面面积约为82110m ?。若已知静电力常量与空气的介电常数，由以上条件是否能估算 出以下物理量（ ） ①云层底面与地面间的电场强度 ②云层底面与地面构成的电容器的电容 ③云层底面所带电量 A ．只能估算出① B ．只能估算出①和②
高考物理-电容器专题
电容器的电容专题 一、基础知识 1．任何两个彼此绝缘又相距很近的导体都可以构成电容器．这两个导体称为电容器的电极． 2．把电容器的两个极板分别与电池的两极相连，两个极板就会带上等量的异号电荷， 这一过程叫充电。电容器的一个极板所带的电荷量的绝对值叫做电容器的电荷量。用导线把电容器的两板接通，两板上的电荷 中和，电容器不再带电，这一过程叫做放电。 3．电容器所带的电荷量Q 与电容器两极板间的电势差U 的比值，叫做电容器的电容，用符号C 表示，表达式为U Q C =。 4．一般说来，构成电容器的两个导体的正对面积越大距离越小这个电容器的电容就越大；两个导体间 电介质的性质也会影响电容器的电容。 二、定义式：C=Q/U=ΔQ/ΔU ，适用于任何电容器。 决定式；C=εS/4πkd ，仅适用于平行板电容器。 ●对平行板电容器有关的C 、Q 、U 、E 的讨论问题有两种情况。 对平行板电容器的讨论：kd s c πε4=、U q C =、d U E = ①电容器跟电源相连，U 不变，q 随C 而变。 d ↑→C ↓→q ↓→E ↓ ε、S ↑→C ↑→q ↑→E 不变。 ②充电后断开，q 不变，U 随C 而变。 d ↑→C ↓→U ↑→s kq sd kdq cd q d U E επεπ44====不变。 ε、S ↓→C ↓→U ↑→E ↑。 问题1：静电计为什么可测量两个导体的电势差？ 问题2：静电计会改变被验两个导体的电量与电势差吗？ 典型例题 [例1]. 如图6所示，平行板电容器在充电后不切断电源，此时板间有一带电尘粒恰能在电场中静止，当正对的平行板左右错开一些时（ ） A ．带电尘粒将向上运动 B ．带电尘粒将保持静止 C ．通过电阻R 的电流方向为A 到B D ．通过电阻R 的电流方向为B 到A [答案] BC 分析：粒子静止在电容器内，则由共点力的平衡可知电场强度与重力的关系；再根据变化后的场强判断能否保持平衡； 由电容器的决定式可知电容的变化，由电容的定义式可知极板上电荷量的变化，由充放电知识可知电流的方向 解析：A 、B 由于电容器与电源相连，故电容器两端电压不变，因板间距不变，故极板间的场强不变，带电粒子所受的电场力不变，粒子仍能保持静止，故A 错误，B 正确； 图
高考物理第一轮复习 知识点 电容器与电容
(时间：60分钟) 知识点一 电容器与电容 1．关于电容器和电容的概念，下列说法正确的是( )． A ．任何两个彼此绝缘又互相靠近的导体都可以看成是一个电容器 B ．用电源对平行板电容器充电后，两极板一定带有等量异种电荷 C ．某一电容器带电荷量越多，它的电容就越大 D ．某一电容器两板间的电压越高，它的电容就越大 解析 电容器是盛电的容器，电容是描述电容器盛电本领大小的物理量．电容的大小与电容器带电多少及两极间电压大小都无关． 答案 AB 2．有一个正放电的电容器，若使它的电荷量减少3×10－6 C ，其电压降为原来的13 ，则 ( )． A ．电容器原来带的电荷量是9×10－6 C B ．电容器原来带的电荷量是4.5×10－6 C C ．电容器原来的电压可能是5 V D ．电容器原来的电压可能是5×10－7 V 解析 由C ＝Q U 得Q U ＝Q －3×10－6U 3 ，解得Q ＝4.5×10－6 C ，故B 正确；当U 1＝5 V 时，C 1 ＝Q U 1＝4.5×10－65 F ＝0.9 μF；当U 2＝5×10－7 V 时，C 2＝Q U 2＝4.5×10－65×10 －7F ＝9 F ．这么大的电容可以说在哪里都没有，F 的单位非常大，一般的电容都是μF 以及PF.故电压不可能为5×10－7 V ．故C 项正确． 答案 BC 知识点二 平行板电容器 3．连接在电源两极上的平行板电容器，当两极板间距离减小时( )．
A ．电容器的电容C 变大 B ．电容器极板的带电荷量变大 C ．电容器两极板间的电势差U 变大 D ．电容器两极板间的电场强度 E 变大 解析 电容器两极板间距离减小，由C ∝ εS d 得其电容变大，所以A 正确．因为电容器连在电源上，所以两极板间的电压保持不变，故C 错误．由Q ＝CU 得电容器所带电荷量变大，所以B 正确．由E ＝U d 知，两极板间的场强变大，所以D 正确． 答案 ABD 4．用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图1－8－9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θ.实验中，极板所带电荷量不变，若( )． 图1－8－9 A ．保持S 不变，增大d ，则θ变大 B ．保持S 不变，增大d ，则θ变小 C ．保持d 不变，减小S ，则θ变小 D ．保持d 不变，减小S ，则θ不变 解析 静电计指针偏角体现电容器两板间电压大小．在做选项所示的操作中，电容器电荷量Q 保持不变，C ＝Q U ＝εr S 4πkd .保持S 不变，增大d ，则C 减小，U 增大，偏角θ增大，选 项A 正确，B 错误；保持d 不变，减小S ，则C 减小，U 增大，偏角θ也增大，故选项C 、D 均错． 答案 A 5．有两个平行板电容器，它们的电容之比为5∶4，它们的带电荷量之比为5∶1，两极板间距离之比为4∶3，则两极板间电压之比和电场强度之比分别为( )． A ．4∶1 1∶3 B ．1∶4 3∶1
高中物理电容器的动态分析 专题辅导
高中物理电容器的动态分析 对于电容器的动态分析问题，我们一定要注意两个关系式，即定义式U Q C =和决定式kd 4S C πε=（此式虽然不要求定量计算，但有助于我们理解一些物理量的变化对电容器电容大小的影响），在分析解决问题时可同时应用。在综合应用电容和电场的知识时，应注意电容器充电后切断电源（Q 不变）和不切断电源（U 不变）两种不同情况。 一、保持电容器两极板电压不变的情况 例1. 两块大小、形状完全相同的金属板平行放置，构成一平行板电容器，与它相连的电路如图1所示。接通开关S ，电源即给电容器充电：（ ） A. 保持S 接通，减小两极板间的距离，则两极板间的电场强度减小； B. 保持S 接通，在两极板间插入一块介质，则极板上的电量增大； C. 断开S ，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小； D. 断开S ，在两极板间插入一块介质，则两极板间的电势差增大。 解析：S 接通保持U 不变，由场强d U E =得d 减小，E 增大，故A 错误；插入介质后，C 增大，根据CU Q =可知极板上的电量增大，故B 正确；当S 断开时，极板上的电量不变，减小板间距离，则C 增大，据U Q C = 可知U 减小，故C 正确；在两极板间插入介质，则C 增大，据U Q C =可知U 减小，故D 错误，故答案应为BC 。 点评：解答本题关键是S 接通时，两极板间电压不变；断开S 时，两极板间所带电量不变，同时我们能够看出利用kd 4S C πε= 这一电容的决定式定性的分析电容器的变化很方便。 二、保持电容器两极板电量不变的情况 例2. 如图2所示，一平行板电容器经开关S 与电池相连，闭合S 后又断开，电容器的负极板接地，在两极板间a 点有一电量非常小的正电荷，以E 表示两极板间的电场强度，U 表示电容器的电压，ε表示正电荷在a 点的电势能，现将电容器的A 板稍微下移，使两板间的距离减小，则：（ ） A. U 变小，E 不变； B. U 变大，ε变大； C. U 变小，ε不变； D. U 不变，ε不变。
高中物理选修3-1电容器的电容知识点
高中物理选修3-1电容器的电容知识点 一、电容器 1.电容器：任何两个彼此绝缘、相互靠近的导体可组成一个电容器，贮藏电量和能量。两个导体称为电容器的两极。 2.电容器的带电量：电容器一个极板所带电量的绝对值。 3.电容器的充电、放电. 操作：把电容器的一个极板与电池组的正极相连，另一个极板与负极相连，两个极板上就分别带上了等量的异种电荷。这个过程叫做充电。 现象：从灵敏电流计可以观察到短暂的充电电流。充电后,切断与电源的联系,两个极板间有电场存在,充电过程中由电源获得的电能贮存在电场中,称为电场能。 操作：把充电后的电容器的两个极板接通,两极板上的电荷互相中和,电容器就不带电了,这个过程叫放电。 充电——带电量Q增加,板间电压U增加,板间场强E增加,电能转化为电场能 放电——带电量Q减少,板间电压U减少,板间场强E减少,电场能转化为电能 二、电容 1.定义：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势U的比值，叫做电容器的电容 C=Q/U，式中Q指每一个极板带电量的绝对值
①电容是反映电容器本身容纳电荷本领大小的物理量，跟电容器是否带电无关。 常用单位有微法(μF)，皮法(pF)1μF=10-6F，1pF=10-12F 2.平行板电容器的电容C：跟介电常数成正比，跟正对面积S成 正比，跟极板间的距离d成反比。 3.电容器始终接在电源上，电压不变;电容器充电后断开电源， 带电量不变。 (一)预习 学习的第一个环节是预习。有的同学不注重听课前的这一环节，会说我在初中从来就没有这个习惯。这里我们需要注意，高中物理 与初中有所不同，无论是从课程要求的程度，还是课堂的容量上， 都需要我们在上课之前对所学内容进行预习。 在每次上课前，抽出一段时间(没有时间的限制，长则20分钟，短则课前的5、6分钟，重要的是过程。)将知识预先浏览一下，一 则可以帮助我们熟悉课上所要学习的知识，做好上课的知识准备和 心理准备;二则可以使我们明确课堂的重点，找出自己理解上的难点，从而做到有的放矢地去听课，有的同学感到听课十分吃力，原因就 在于此。 (二)上课 (1)主动听课. 听课可分成三种类型：即主动型、自觉型和强制型。主动型就是能够根据老师讲课的程序主动自觉地思考，在理解基础知识的基础上，对难点和重点进行推理性的思维和接受;自觉型则是能对老师讲 课的程序进行思考，能基本接受讲解的内容和基础知识，对难点和 重点一般不能进行自觉推理思维，要在老师的指导下才能完成这一 过程;而强制型则是指在课堂学习中，思维迟缓，推理滞留，必须在 老师的不断指导启发下才能完成学习任务。如果属于强制型，那要 试着改变自己，由强制型变为自觉型;如果是自觉型，还要加强主动
考点35 电容器-高考全攻略之备战高考物理考点一遍过
一、电容器的充、放电和电容的理解 1．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异种电荷，电容器中储存电场能。 （2）放电：使充电后的电容器失去电荷的过程，放电过程中电场能转化为其他形式的能。 2．电容 （1）定义：电容器所带的电荷量Q 与电容器两极板间的电势差U 的比值。 （2）定义式：U Q C = 。 （3）物理意义：表示电容器容纳电荷本领大小的物理量。 3．平行板电容器 （1）影响因素：平行板电容器的电容与正对面积成正比，与介质的介电常数成正比，与两板间的距离成反比。 （2）决定式：r 4πS C kd ε=，k 为静电力常量。 特别提醒 U Q C = 适用于任何电容器，但r 4πS C kd ε=仅适用于平行板电容器。 二、平行板电容器的动态分析 1．对公式U Q C =的理解 电容U Q C = ，不能理解为电容C 与Q 成正比、与U 成反比，一个电容器电容的大小是由电容器本身的因素决定的，与电容器是否带电及带电多少无关。 2．运用电容的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r 4πS C kd ε= 分析平行板电容器电容的变化。 （3）用定义式U Q C =分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化。 （4）用d U E =分析电容器两极板间电场强度的变化。
3．电容器两类问题的比较 分类 充电后与电池两极相连 充电后与电池两极断开 不变量 U Q d 变大 C 变小→Q 变小、E 变小 C 变小→U 变大、E 不变 S 变大 C 变大→Q 变大、E 不变 C 变大→U 变小、E 变小 εr 变大 C 变大→Q 变大、E 不变 C 变大→U 变小、E 变小 4．解电容器问题的常用技巧 （1）在电荷量保持不变的情况下，电场强度与板间的距离无关。 （2）对平行板电容器的有关物理量Q 、E 、U 、C 进行讨论时，关键在于弄清哪些是变量，哪些是不变量，在变量中哪些是自变量，哪些是因变量，抓住r 4πS C kd ε= 、Q ＝CU 和d U E = 进行判定即可。 如图所示，关于平行板电容器的充、放电，下列说法正确的是 A ．开关接1时，平行板电容器充电，且上极板带正电 B ．开关接1时，平行板电容器充电，且上极板带负电 C ．开关接2时，平行板电容器放电，且上极板带正电 D ．开关接2时，平行板电容器放电，且上极板带负电 【参考答案】A 【详细解析】开关接1时，平行板电容器充电，上极板与电源的正极相连，所以带正电，故A 对B 错。开关接2时，平行板电容器被导线短接而放电，瞬间极板上的电荷中和，均不带电，故CD 错。 1．（2018·云南省永仁县一中高二10月份考试）某一电解电容器如图甲所示，接入如图乙所示的电路，下列
高考物理电磁学知识点之静电场知识点总复习(1)
高考物理电磁学知识点之静电场知识点总复习(1) 一、选择题 1．一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，两板间有一个带正电的检验电荷固定在P点，如图所示，以C表示电容器的电容，E表示两板间的场强， 表示P点的电势，E表示正电荷在P点的电势能，若正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离p l，则下列各物理量与负极板移动距离x的关系图像正确的是（） A．B． C．D． 2．真空中静电场的电势φ在x正半轴随x的变化关系如图所示，x1、x2、x3为x轴上的三个点，下列判断正确的是（） A．将一负电荷从x1移到x2，电场力不做功 B．该电场可能是匀强电场 C．负电荷在x1处的电势能小于在x2处的电势能 D．x3处的电场强度方向沿x轴正方向
3．如图所示，真空中有两个带等量正电荷的Q1、Q2固定在水平x轴上的A、B两点。一质量为m、电荷量为q的带电小球恰好静止在A、B连线的中垂线上的C点，由于某种原因，小球带电荷量突然减半。D点是C点关于AB对称的点，则小球从C点运动到D点的过程中，下列说法正确的是( ) A．小球做匀加速直线运动 B．小球受到的电场力可能先减小后增大 C．电场力先做正功后做负功 D．小球的机械能一直不变 4．如图，电子在电压为U1的加速电场中由静止开始运动，然后，射入电压为U2的两块平行板间的电场中，射入方向跟极板平行，整个装置处在真空中，重力可忽略，在满足电子能射出平行板区的条件下，在下述四种情况中，一定能使电子的侧向位移变大的是 A．U1增大，U2减小B．U?、U2均增大 C．U1减小，U2增大D．U1、U2均减小 5．如图所示，三条平行等间距的虚线表示电场中的三个等势面，电势分别为10V、20V、30V，实线是一带电粒子（不计重力）在该区域内的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，下列说法正确的是（） A．粒子在三点所受的电场力不相等 B．粒子必先过a，再到b，然后到c C．粒子在三点所具有的动能大小关系为E kb＞E ka＞E kc D．粒子在三点的电势能大小关系为E pc＜E pa＜E pb 6．图中展示的是下列哪种情况的电场线（） A．单个正点电荷B．单个负点电荷
高考电容器专题试
高考电容器专题试
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K 2 1专题6：电容器 一． 专题概述 电容器是重要的电学元件，不管是两百多年前让七百号人嗷嗷叫的放电莱顿瓶还是当下手机控们乐此不疲的手机触摸屏，都是和电容器知识密不可分的。关于电容器，首先是一个电荷储存装置，那么电荷储存量受那些因素影响，就成为一个值得深究的问题，顺着这个思路往前走我们将会遇到两个规律公式，需要我们理解并掌握它；其次电容器充放电过程是和外电路有关，需要我们熟悉电路知识，电容器带电后对内会产生电场又会和电荷运动的题型相连，因此电荷的运动在这也会稍有提及；最后电容器自身构造的变化会引起外电路电信号的变化，根据这个特性制造出各种电容式传感器，从知识应用层次来说传感器属于热点也是难点。 二．知识准备 1.电容器储存电荷的能力——电容C ①定义式： Q C U =，单位法拉（F ）。 这是静电场中第三个比值定义的公式。 ②决定式：4S C Kd επ= ，S 是两极板正对面积， d 是两极板的距离，ε是相对介电常数，k 是静 电力常量。这些因素共同决定了电容C 的大小。 2.电容器充放电与两种变化 ①开关K 与1接通，两极板与电源相连，电容器充电，此时若电容器的S 、d 、ε有变化，电容器两极板电压与电源电动势保持相等，我们称这个过程电容器的变化为等压变化。 ②开关K 从1断开，电容器两极板断路，此时若S 、d 、ε有变化，电容器两极板上的电量保持不变，这个过程我们叫做电容器的等量变化。 ③开关K 从1断开与2接通，电容器两极板导线连接，电量中和，是放电过程 3.电容器内电场场强分析方法 当电容器是等压变化时运用公式：U E d = 当电容器是等量变化时运用公式：4KQ E S πε= 三．题型突破 题组1（电容器的两种变化） 【典例1】两块大小、形状完全相同的金属平板平 行放置，构成平行板电容器，与它相连接的电路如图所示，接通开关K ，电源即给电容器充电，达到稳定后．则（ ） A ．保持K 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 B ．保持K 接通，在两极板间插入一块介质，则极 板上的电量增大 C ．断开K ，增大两极板间的距离，则两极板间的 电势差减小 D ．断开K ，在两极板间插入一块介质，则两极板 间的电势差增大 【解析】：A 、保持K 接通，则两板间的电势差U 不变，因d 减小，由E=U d 可知，两极板间的电场的 电场场强增大，故A 错误； B 、保持K 接通，两板间的电势差U 不变，在两极板间插入一块介质，电容增大，则由Q=CU 可知极板上的电量增大，故B 正确； C 、断开K ，两板上所带电量Q 不变，增大距离d ，电容C 减小，由C=Q U 知板间电势差增大；故C 错误； D 、断开K ，在两极板间插入一块介质，电容C 增 大，电量Q 不变，由C=Q U 知板间电势差减小，故D 错误； 【答案】：B 【点评】：如题当开关闭合电容器两极板与电源连
高考《电容器》专题复习
高考《电容器》专题复习 一、考纲要求 （1）常见的电容器Ⅰ （2）电容器的电压、电荷量和电容的关系Ⅱ （3）平行板电容器的电容Ⅰ 二、考情分析： 平行板电容器问题是近几年高考中时常出现的考点，分析近几年的高考命题，命题规律主要有以下几点： （1）一般已选择题的形式考查电容器的定义式和平行板电容器的决定式； （2）以选择题的形式考查极板间的电场、极板间的电势、带点粒子的电势能及电容器的充放电规律等问题； （3）以电容器为桥梁对电路和电场及粒子的运动等问题进行综合考查 三、教学设计思想： （一）电容器相关物理量的讨论 （二）含容电路问题（1）电容器与电路 （2）电容器是桥梁 四、教学过程： 【考纲引入】2013年考试说明关于电容器部分的变化，应引起重视。 设计意图：专题必要性和重要性 一、电容器相关物理量的讨论 例1、【2010北京１８】．用控制变量法，可以研究影响平行板电容器的因素（如图）。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θ。实验中，极板所带电荷量不变，若 A.保持S不变，增大d，则θ变大 B.保持S不变，增大d，则θ变小 C.保持d不变，增大S，则θ变小 D.保持d不变，增大S，则θ不变 设计意图：从高考题引出电容器的定义式和平行板电容器电容的决定式；从而过渡到电容器的电压、电荷量和电容的讨论。 课本p33：证明:一个极板间为空气（真空）的平行板电容器，两极板之间的电场强度只与极板所带的电荷量及极板面积有关，与极板的距离无关。 设计意图：从课本习题中提升对平行板电容器内部电场强度的认识；
R 1 例2、【2009年福建变式】如图所示，平行板电容器与电动势为E 的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地。一带电油滴位于容器中的P 点且恰好处于平衡状态。现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，则（ ） A. 电容器的电容减小，则极板带电量将减小 B. 带电油滴将沿竖直方向向上运动 C. P 点的电势将不变 D. 油滴在P 点的电势能将增大 设计意图：从高考题中看电容器相关知识的考查，形成知识基本思路 归纳： 二、 含容电路问题 （1）电容器与电路 例3、如图，电源电动势 E=9V ，内阻 r=0.5Ω，电阻R 1=5.0Ω, R 2=3.5Ω，R 3=6.0Ω,R 4=3.0Ω,C=2.0μF; 当 开关K 由a 扳到b 过程中，求通过 R 3的电量是多少？ 设计意图：通过电容器与直流电路连接，讨论电容器的电压与电荷量的关系，进一步认识电容器的充放电，掌握动态问题静态分析的思想。
高考物理新电磁学知识点之静电场解析(2)
高考物理新电磁学知识点之静电场解析(2) 一、选择题 1．如图所示，在一对带等量异号电荷的平行金属板间，某带电粒子只在电场力作用下沿虚线从A 运动到B ．则（ ） A ．粒子带负电 B ．从A 到B 电场强度增大 C ．从A 到B 粒子动能增加 D ．从A 到B 粒子电势能增加 2．如图所示，用劲度系数为15N/m 的轻弹簧悬挂一个绝缘带有电荷量为72.010C -?的小球A ，此时弹簧的长度为10cm 。在A 的正下方放一个带电球B 时，弹簧伸长量增加 4cm ，此时两球相距12cm 。已知静电力常量为922910N m /C k =??，A 、B 可视为点电 荷，则（ ） A ．A 球受到的库仑力是2.1N B ．A 球受到的库仑力是1.5N C ．B 球带负电，电荷量是51.210C -? D ．B 球带负电，电荷量是64.810C -? 3．如图所示是示波管的原理示意图，XX′和YY′上不加电压时，在荧光屏的正中央出现一亮斑，现将XX′和YY′分别连接如图甲乙所示电压，从荧光屏正前方观察，你应该看到的是图中哪一个图形？
A ． B ． C ． D ． 4．空间存在平行于纸面方向的匀强电场，纸面内ABC 三点形成一个边长为1cm 的等边三角形。将电子由A 移动到B 点，电场力做功2eV ，再将电子由B 移动到C 点，克服电场力做功1eV 。匀强电场的电场强度大小为 A ．100V/m B ． 2003 3 V/m C ．200V/m D ．3V/m 5．下列说法正确的是（ ） A ．电场不是实物，因此不是物质 B ．元电荷就是电子 C ．首次比较准确地测定电子电荷量的实验是密立根油滴实验，其实验原理是微小带电油滴在电场中受力平衡 D ．库仑定律122kq q F r = 与万有引力定律12 2 km m F r =在形式上很相似；由此人们认识到库仑力与万有引力是同种性质的力 6．质量为m 的带电微粒以竖直向下的初速度0v 进入某电场，由于电场力和重力的作用，微粒沿竖直方向下落高度h 后，速度变为零。重力加速度大小为g 。该过程中微粒的电势能的增量为（ ） A ．201 2 mv B ．mgh C ． 201 2mv mgh + D ． 201 2 mv mgh - 7．两个相同的金属小球，所带电荷量大小之比为1:9，相距为r （r 远大于金属球的直径），两球之间的库仑引力大小为F 。如果把这两个小球相互接触后再使它们之间的距离变为原来的2倍，它们之间的库仑力大小将变为（ ）