高中物理【电容器与电容】
高二物理电容器电容知识点
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为你整理了《⾼⼆物理电容器电容知识点》，学习路上，为你加油！ 【⼀】 1、电容器充放电过程： (电源给电容器充电) 充电过程S-A：电源的电能转化为电容器的电场能 放电过程S-B：电容器的电场能转化为其他形式的能 2、电容 (1)物理意义：表⽰电容器容纳电荷本领的物理量。
(2)定义：电容器所带电量Q与电容器两极板间电压U的⽐值就叫做电容器的电容。
(3)定义式：——是定义式不是决定式 ——是电容的决定式(平⾏板电容器) (4)单位：法拉F，微法µF，⽪法pF 1pF=10-6µF=10-12F (5)特点 ○电容器的带电量Q是指⼀个极板带电量的绝对值。
○电容器的电容C与Q和U⽆关，只由电容器本⾝决定。
○在有关电容器问题的讨论中，经常要⽤到以下三个公式和○3的结论联合使⽤进⾏判断. ○电容器始终与电源相连，则电容器的电压不变。
电容器充电完毕，再与电源断开，则电容器的带电量不变。
【⼆】 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。
高中物理选修3-1电容器的电容知识点归纳
高中物理选修3-1电容器的电容知识点归纳电容器的电容这一内容在高中物理选修3-1课本中出现，有哪些知识点需要记住的呢?下面是小编给大家带来的高中物理选修3-1电容器的电容知识点，希望对你有帮助。
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。
②电容的单位：在国际单位制中，电容的单位是法拉，简称法，符号是F。
常用单位有微法(F)，皮法(pF) 1F = 10-6F，1 pF =10-12F2. 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。
是电介质的介电常数，k是静电力常量;空气的介电常数最小。
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。
第9节带电粒子在电场中的运动研究带电粒子在电场中的运动要注意以下三点：1. 带电粒子受力特点。
2. 结合带电粒子的受力和初速度分析其运动性质。
高中物理电磁问题中的电容和电容器的概念及计算
高中物理电磁问题中的电容和电容器的概念及计算电容和电容器是高中物理中的重要概念，也是考试中常见的题型。
掌握电容和电容器的概念及计算方法，对于理解电磁现象和解题非常有帮助。
本文将针对电容和电容器进行详细的解析和说明，帮助读者掌握相关知识和解题技巧。
一、电容的概念及计算方法1. 电容的概念电容是指导体上储存电荷的能力。
当导体上带有电荷时，会在导体周围形成电场，而电容则是衡量导体上储存电荷的能力。
电容的单位是法拉（F）。
2. 电容的计算方法电容的计算公式为：C = Q/V，其中C表示电容，Q表示电荷量，V表示电压。
例如，假设一个导体上带有电荷量为2C，而电压为3V，那么根据电容的计算公式，可以得到电容为2C/3V=0.67F。
二、电容器的概念及计算方法1. 电容器的概念电容器是用来储存电荷的装置，由两块金属板和介质组成。
金属板上的电荷量与电压成正比，而比例系数就是电容。
电容器的单位是法拉（F）。
2. 电容器的计算方法电容器的计算公式为：C = ε₀A/d，其中C表示电容，ε₀表示真空中的介电常数（8.85×10⁻¹²F/m），A表示金属板的面积，d表示金属板之间的距离。
例如，假设一个电容器的金属板面积为0.1m²，金属板之间的距离为0.01m，那么根据电容器的计算公式，可以得到电容为（8.85×10⁻¹²F/m）×0.1m²/0.01m=8.85×10⁻¹⁰F。
三、电容和电容器的应用举例及考点分析1. 平行板电容器平行板电容器是一种常见的电容器，由两块平行的金属板和介质组成。
当电容器上施加电压时，金属板上会储存电荷。
平行板电容器的电容与金属板的面积和板间距离有关。
考点分析：在解题时，需要注意根据电容器的计算公式，合理运用相关参数进行计算。
同时，还需要理解电容和电压之间的关系，以及电容器的储存电荷的能力。
高中物理必修三 第二章 第一节 第1课时 电容器与电容
即学即用
1.判断下列说法的正误.
(1)电容器的电容跟它所带电荷量成正比.( × )
(2)对于确定的电容器，它所带电荷量跟它两极板间电压的比值保持不变.
(3)将平行板电容器两极板的间距加大，电容将增大.( × )
( √)
(4)将平行板电容器两极板平行错开，使正对面积减小，电容将减小.
(√)
(5)在平行板电容器极板间插入电介质，电容将增大.( √ )
例4 (2022·惠州市高二期末)如图为一种电容传声器的原理图，b是固定不动 的金属板，a是能在声波驱动下沿水平方向振动的金属膜片，a、b构成一 个电容器.电容的变化可以转化为电路中电信号的变化.闭合开关K，若声 源S发出声波使a向右振动时 A.a、b板之间的电场强度不变 B.电容器的电容减小
√C.电容器的带电荷量增加
二、电容器的电容
1.定义：电容器所带 电量Q 与电容器两极板间的 电压U 之比. 2.定义式： C＝QU . 3.单位：电容的国际单位是 法拉 ，符号为 F ，常用的单位还有 微法 和 皮法 ，1 F＝ 106 μF＝ 1012 pF. 4.物理意义：电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量.
错误；
实验中，只在极板间插入有机玻璃板，增大电 介质，根据C＝4επrkSd 可知，电容器的电容增大， 根据C＝QU ，两极板电荷量保持不变时，电容增 大，两板间的电势差减小，则静电计指针的张
角变小，所以C错误； 实验中，只增加极板带电荷量，根据C＝QU ，电容不变时，电荷量增 大，两板间电势差增大，则静电计指针的张角变大，所以D正确.
√A.该电容器充满电时所带电荷量为36 000 C
B.电容器充电的过程中，电荷量逐渐增加，电容也 逐渐增加
√C.电容器放电过程中，电荷量逐渐减少到0，电容不变
《电容器和电容》教学设计
《电容器和电容》教学设计一、教材分析1.教材的地位和作用:本节课的教学内容是教科版高中物理选修3-1，第一章静电场，第六节的电容器和电容，主要包括电容器的结构、功能、电容器的充放电电容器的电容，平行板电容器的电容及常见电容器。
它是学习完匀强电场后的一个重要应用，强化所学过的知识并加以深化，同时也为后面学习交流电路(电感和电容对交流电的影响)和电子线路(电磁振荡)做预备知识，在教材中起承上启下的作用，同时电容器和电容的知识与人们的日常生活、生产技术和科学研究有着密切的关系，因此学习这部分知识有着广泛的现实意义。
2.课程标准要求(1)观察常见电容器的结构，了解电容器的电容。
(2)通过实验，理解影响平行板电容器电容大小的因素，能解释生活中的一些现象。
3.教材内容安排首先引出电容器的概念，以及什么样的物体可以构成电容器,然后通过电路图分析电容器的充电与放电过程。
接着通过量筒与电容器类比得到电容的概念，定义式，物理意义，以及电容与电荷量、电势的关系。
探究影响平行板电容器电容大小的因素。
最后，讲授常用电容器、三种可变电容器、电容器上标注的信息。
二、学情分析1.学生的逻辑思维：高二学生认知水平提高，好奇心强，有较强的探究欲望，同时也有过较多的小组合作经验，具备一定的观察能力，分析能力，和实验能力，但在理解问题时，缺乏思维变通能力和知识迁移的能力。
在教学过程仍需以一些感性认识作为依托，可以借助实验或多媒体电教手段，加强直观性和形象性，以便学生理解和掌握。
2.学生的知识基础:学习本节课之前，学生已经学习了电场力和电场能的知识，为学习本节内容奠定了一定的基础。
3.学生的认识困难:学生对于电容器这样的非线性元件是第一次学习遇到。
由于电学概念比较抽象,学生对电磁现象的感性认识又较少就使得学生在学习电学时普遍感到比较困难，所以电容器概念的教学成为本节的难点之一。
在静电场的学习中学生已经很明确的知道验电器是用于检验电荷的存在及多少的，但本节内容中的验电器却变身为静电计,这需要学生在理解电容的知识的基础上才能理解其中的原理，给学生在探究影响平行板电容器电容大小的因素是设立了很大的障碍。
高中物理电容和电容器的概念及计算
高中物理电容和电容器的概念及计算电容和电容器是高中物理中重要的概念，也是电学中的基础知识之一。
理解电容和电容器的概念，以及掌握其计算方法，对于高中学生来说至关重要。
本文将从电容的定义、电容器的种类和计算公式等方面进行详细介绍，帮助读者全面理解和掌握这一知识点。
一、电容的概念电容是指物体在给定电压下储存电荷的能力，是电荷量与电压之比。
通常用C表示，单位是法拉（F）。
电容的计算公式为：C = Q / V其中，C是电容（单位：法拉），Q是电荷量（单位：库仑），V是电压（单位：伏特）。
举例来说，如果一个电容器的电荷量为2库仑，电压为4伏特，那么它的电容为：C = 2C / 4V = 0.5法拉这个例子说明了电容的计算方法，即将电荷量除以电压即可得到电容的数值。
二、电容器的种类电容器是用来储存电荷的装置，常见的电容器有两种：电容器和电解质电容器。
1. 电容器电容器是由两个导体板之间夹有绝缘介质（如空气、塑料等）的装置。
根据导体板之间的结构不同，电容器可以分为平行板电容器和球形电容器等。
平行板电容器是最常见的一种电容器。
它由两块平行的金属导板组成，两板之间夹有绝缘介质，如空气或塑料。
平行板电容器的电容可以根据公式进行计算。
2. 电解质电容器电解质电容器是由两个金属电极浸泡在电解质溶液中构成的。
电解质电容器常见的有铝电解电容器和电解质电容器。
电解质电容器的电容可以根据电解质的性质和电极的面积等进行计算。
三、电容的计算方法在实际计算中，根据具体情况和题目要求，可以采用不同的计算方法。
1. 平行板电容器的计算对于平行板电容器，可以使用以下公式进行计算：C = ε * A / d其中，C是电容，ε是介质的介电常数，A是电容器的有效面积，d是两板之间的距离。
例如，一个平行板电容器的介电常数为4，有效面积为0.1平方米，两板之间的距离为0.01米，那么它的电容为：C = 4 * 0.1平方米 / 0.01米 = 40法拉2. 电解质电容器的计算对于电解质电容器，可以根据电解质的性质和电极的面积等进行计算。
高中物理电容器和电容典型例题解析
高中物理电容器和电容典型例题解析IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】电容器和电容典型例题【例1】平行板电容器所带的电荷量为Q＝4×10-8C，电容器两板间的电压为U＝2V，则该电容器的电容为；如果将其放电，使其所带电荷量为原来的一半，则两板间的电压为，两板间电场强度变为原来的倍，此时平行板电容器的电容为。
【例2】如图电路中，A、B为两块竖直放置的金属板，G是一只静电计，开关S合上时，静电计张开一个角度，下述情况中可使指针张角增大的是A、合上S，使A、B两板靠近一些B、合上S，使A、B正对面积错开一些C、断开S，使A、B间距增大一些D、断开S，使A、B正对面积错开一些【例3】一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地。
两板间有一个正电荷固定在P点，如图所示，以E表示两板间的场强，U表示电容器两板间的电压，W表示正电荷在P点的电势能，若保持负极板不动，将正极板向下移到图示的虚线位置则：（）A、U变小，E不变B、E变小，W不变C、U变小，W不变D、U不变，W不变【例4】置于真空中的两块带电的金属板，相距1cm，面积均为10cm2，带电量分别为Q1=2×10-8C，Q2=-2×10-8C，若在两板之间的中点放一个电量q=5×10-9C的点电荷，求金属板对点电荷的作用力是多大？【例5】A，B两块平行带电金属板，A板带负电，B板带正电，并与大地相连接，P为两板间一点。
若将一块玻璃板插入A，B两板间，则P点电势将怎样变化。
【例6】一个平行板电容器，使它每板电量从Q1=30×10-6C增加到Q2=36×10-6C时，两板间的电势差从U1=10V增加到U2=12V，这个电容器的电容量多大？如要使两极电势差从10V降为U2'=6V，则每板需减少多少电量．【例7】一平行板电容器的电容量为C，充电后与电源断开，此时板上带电量为Q，两板间电势差为U，板间场强为E．现保持间距不变使两板错开一半（图1），则下列各量的变化是：电容量C′=______，带电量Q′=______，电势差U′=______，板间场强E′______．【例8】如图1所示，把一个平行板电容器接在电压U=10V的电源上．现进行下列四步动作：金属板；（3）打开S；（4）抽出金属板．则此时电容器两板间电势差为 [ ]A．0V B．10V C．5V D．20V【例9】三块相同的金属平板A、B、D自上而下水平放置，间距分别为h和d，如图所示．A、B两板中心开孔，在A板的开孔上搁有一金属容器P，与A板接触良好，其内盛有导电液体．A板通过闭合的电键S与电动势为U0的电池的正极相连，B板与电池的负极相连并接地．容器P内的液体在底部小孔O处形成质量为m，带电量为q的液滴后自由下落，穿过B板的开孔O'落在D板上，其电荷被D板吸附，液体随即蒸发，接着容器底部又形成相同的液滴自由下落，如此继续．设整个装置放在真空中．（1）第1个液滴到达D板时的速度为多少？（2）D板最终可达到多高的电势？（3）设液滴的电量是A板所带电量的a倍（a=），A板与 B板构成的电容器的电容为C0=5×10-2）12F，U0=1000V，m=，h=d=5cm．试计算D板最终的电势值．（g=10m／s（4）如果电键S不是始终闭合，而只是在第一个液滴形成前闭合一下，随即打开，其他条件与（3）相同．在这种情况下，D板最终可达到电势值为多少？说明理由．【例1】【解析】由电容器电容的定义式得：()F F U Q C 881022104--⨯=⨯==，电容的大小取决于电容器本身的构造，与电容器的带电量无关，故所带电荷量为原来一半时，电容不变。
高中物理中的电容与电容器问题探究
高中物理中的电容与电容器问题探究电容与电容器是高中物理中一个重要的概念和实验内容。
它们在电路中起着至关重要的作用，对于理解电路的工作原理和应用具有重要意义。
本文将探讨电容与电容器的基本概念、性质以及在实际应用中的一些问题。
一、电容的基本概念电容是指导体存储电荷的能力，也可以理解为导体储存电荷的能力。
在电路中，电容用C表示，单位是法拉(F)。
电容的大小与导体的形状、大小、材料以及与其他导体的相对位置等因素有关。
二、电容器的构造与性质电容器是用来储存电荷的装置，通常由两个导体板和介质组成。
导体板可以是金属或其他导电材料制成，而介质则是两个导体板之间的绝缘材料。
电容器的电容大小与导体板的面积、介质的厚度以及介质的介电常数等因素有关。
电容器的性质主要包括两个方面：电容和耐压能力。
电容是指电容器储存电荷的能力，单位是法拉(F)。
耐压能力是指电容器能够承受的最大电压，单位是伏特(V)。
电容器的电容和耐压能力是根据实际应用需求选择的。
三、电容器的串并联在电路中，电容器可以串联或并联连接。
串联连接是指将多个电容器依次连接在一起，而并联连接是指将多个电容器同时连接在一起。
在串联连接中，电容器的电容值相加，即Ct = C1 + C2 + C3 + ...，而电容器的耐压能力则等于其中最小的耐压能力。
在并联连接中，电容器的电容值相加的倒数等于各电容器电容值倒数之和的倒数，即1/Ct = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 + ...，而电容器的耐压能力等于其中最大的耐压能力。
四、电容器的充放电过程当电容器与电源相连时，电容器会发生充电过程。
充电过程中，电容器内的电荷逐渐增加，直到与电源电压相等。
充电过程的时间常数τ = RC，其中R是电路中的电阻，C是电容器的电容。
当电容器与电源断开连接时，电容器会发生放电过程。
放电过程中，电容器内的电荷逐渐减少，直到电容器内没有电荷。
放电过程的时间常数τ = RC，其中R是电路中的电阻，C是电容器的电容。
高物理 必考静电场电容器与电容 带电粒子在电场中的运动
冠夺市安全阳光实验学校第3节 电容器与电容 带电粒子在电场中的运动知识点1 电容器、电容、平行板电容器 1．电容器(1)带电量：一个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)意义：表示电容器容纳电荷本领的物理量．(2)定义式：C ＝Q U ＝ΔQΔU.(3)单位：法拉(F)，1 F ＝106μF＝1012pF. 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，与电介质的相对介电常数成正比，与两极板间的距离成反比．(2)决定式：C ＝εr S4πkd，k 为静电力常量．知识点2 带电粒子在电场中的运动1．带电粒子在电场中的加速(1)处理方法：利用动能定理：qU ＝12mv 2－12mv 20.(2)适用范围：任何电场．2．带电粒子在匀强电场中的偏转(1)研究条件：带电粒子垂直于电场方向进入匀强电场．(2)处理方法：类似于平抛运动，应用运动的合成与分解的方法．①沿初速度方向做匀速直线运动，运动时间t ＝lv 0.②沿电场方向，做初速度为零的匀加速直线运动．错误!知识点3 示波管1．示波管装置示波管由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空．如图631所示．图6312．工作原理(1)如果在偏转电极XX′和YY′之间都没有加电压，则电子枪射出的电子束沿直线运动，打在荧光屏中心，在那里产生一个亮斑．(2)YY′上加的是待显示的信号电压．XX′上是机器自身产生的锯齿形电压，叫做扫描电压．若所加扫描电压和信号电压的周期相同，就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期内随时间变化的稳定图象．1．正误判断(1)电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和．(×)(2)电容器的电容与电容器所带电荷量成反比．(×)(3)带电粒子在匀强电场中只能做类平抛运动．(×)(4)带电粒子在电场中，只受电场力时，也可以做匀速圆周运动．(√)(5)示波管屏幕上的亮线是由于电子束高速撞击荧光屏而产生的．(√)(6)带电粒子在电场中运动时重力一定可以忽略不计．(×)2．(对电容器电容的理解)根据电容器电容的定义式C＝QU，可知( ) 【：96622112】A．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【答案】D3．(示波管的原理)(多选)如图632所示，示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成．如果在荧光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的( )图632A．极板X应带正电B．极板X′应带正电C．极板Y应带正电D．极板Y′应带正电【答案】AC4．(带电粒子在电场中的直线运动)两平行金属板相距为d，电势差为U，一电子质量为m、电荷量为e，从O点沿垂直于极板的方向射出，最远到达A 点，然后返回，如图633所示，OA＝h，此电子具有的初动能是( )图633A.edhUB．edUhC.eUdhD.eUhd【答案】D[核心精讲]1．分析比较的思路(1)先确定是Q 还是U 不变：电容器保持与电源连接，U 不变；电容器充电后与电源断开，Q 不变．(2)用决定式C ＝εr S4πkd确定电容器电容的变化．(3)用定义式C ＝QU 判定电容器所带电荷量Q 或两极板间电压U 的变化．(4)用E ＝Ud分析电容器极板间场强的变化．2．两类动态变化问题的比较[题组通关]1．(2016·全国乙卷)一平行板电容器两极板之间充满云母介质，接在恒压直流电源上．若将云母介质移出，则电容器( ) 【：96622113】A ．极板上的电荷量变大，极板间电场强度变大B ．极板上的电荷量变小，极板间电场强度变大C ．极板上的电荷量变大，极板间电场强度不变D ．极板上的电荷量变小，极板间电场强度不变D 平行板电容器电容的表达式为C ＝εS4πkd，将极板间的云母介质移出后，导致电容器的电容C 变小．由于极板间电压不变，据Q ＝CU 知，极板上的电荷量变小．再考虑到极板间电场强度E ＝Ud，由于U 、d 不变，所以极板间电场强度不变，选项D 正确．2．(2015·安徽高考)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σ2ε0，其中σ为平面上单位面积所带的电荷量，ε0为常量．如图634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，极板可看做无穷大导体板，则极板间的电场强度大小和两极板间相互的静电引力大小分别为( )图634A.Q ε0S 和Q 2ε0S B.Q 2ε0S 和Q 2ε0S C.Q 2ε0S 和Q 22ε0SD.Q ε0S 和Q 22ε0SD 每块极板上单位面积所带的电荷量为σ＝QS ，每块极板产生的电场强度为E ＝σ2ε0，所以两极板间的电场强度为2E ＝Q ε0S.一块极板在另一块极板处产生的电场强度E ′＝Q 2ε0S ，故另一块极板所受的电场力F ＝qE ′＝Q ·Q2ε0S ＝Q 22ε0S，选项D 正确．[核心精讲]1．带电粒子在电场中运动时是否考虑重力的处理方法(1)基本粒子：如电子、质子、α粒子、离子等，除有说明或明确的暗示以外，一般都不考虑重力(但并不忽略质量)．(2)带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或有明确的暗示以外，一般都要考虑重力．2．解决带电粒子在电场中的直线运动问题的两种思路(1)运动状态的分析：带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场，受到的电场力方向与运动方向在同一条直线上，做加(减)速直线运动．(2)用功与能的观点分析：电场力对带电粒子做的功等于带电粒子动能的变化量，即qU ＝12mv 2－12mv 20.[师生共研]●考向1 仅在电场力作用下的直线运动(多选)如图635所示为匀强电场的电场强度E 随时间t 变化的图象．当t ＝0时，在此匀强电场中由静止释放一个带电粒子，设带电粒子只受电场力的作用，则下列说法中正确的是( )图635A ．带电粒子将始终向同一个方向运动B ．2 s 末带电粒子回到原出发点C ．3 s 末带电粒子的速度为零D ．0～3 s 内，电场力做的总功为零CD 设第1 s 内粒子的加速度为a 1，第2 s 内的加速度为a 2，由a ＝qEm可知，a 2＝2a 1，可见，粒子第1 s 内向负方向运动，1.5 s 末粒子的速度为零，然后向正方向运动，至3 s 末回到原出发点，粒子的速度为0，由动能定理可知，此过程中电场力做功为零，综上所述，可知C 、D 正确．●考向2 带电粒子在电场力和重力作用下的直线运动问题(2014·安徽高考)如图636所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为C ，极板间距离为d ，上极板正中有一小孔．质量为m 、电荷量为＋q 的小球从小孔正上方高h 处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处速度恰为零(空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为g )．求：图636(1)小球到达小孔处的速度；(2)极板间电场强度大小和电容器所带电荷量；(3)小球从开始下落运动到下极板处的时间． 【规范解答】 (1)由v 2＝2gh 得v ＝2gh . (2)在极板间带电小球受重力和电场力作用，有qE －mg ＝ma 且v 2－0＝2ad ，得E ＝mg h ＋dqd由U ＝Ed 、Q ＝CU 得Q ＝C mg h ＋dq.(3)由题得h ＝12gt 21、0＝v ＋at2、t ＝t 1＋t 2，综合可得t ＝h ＋dh2h g.【答案】 (1)2gh (2)mg h ＋dqdC mg h ＋d q (3)h ＋d h2hg[题组通关]3．平行板间加如图637所示周期性变化的电压，重力不计的带电粒子静止在平行板，从t ＝0时刻开始将其释放，运动过程无碰板情况，则能定性描述粒子运动的速度图象的是( )图637A 粒子从0时刻在电场中做匀加速直线运动，在T2时刻电场反向，粒子做匀减速直线运动，在T 时刻速度减为零，以后循环此过程，故本题只有选项A 正确．4．(2017·汕头模拟)如图638所示，M 和N 是两个带等量异种电荷的平行正对金属板，两板与水平方向的夹角为60°.将一个质量为m 、电荷量为q的带正电小球从靠近N 板的位置由静止释放，释放后，小球开始做匀加速直线运动，运动方向与竖直方向成30°角．已知两金属板间的距离为d ，重力加速度为g ，则( ) 【：96622114】图638 A ．N 板带负电B ．M 、N 板之间的场强大小为3mgqC ．小球从静止到与M 板接触前的瞬间，合力对小球做的功为3mgdD ．M 、N 板之间的电势差为－mgdqD 小球带正电，受到的电场力方向与电场方向相同，所以N 板带正电，A 错误；小球的运动方向就是小球所受合力方向，而小球的运动方向恰好在小球所受重力方向和电场力方向夹角的平分线上，所以电场力等于mg ，M 、N 板之间的场强大小为E ＝mg q ，B 错误；M 、N 板之间的电势差为U ＝－Ed ＝－mgdq，D 正确；小球从静止到与M 板接触前的瞬间，重力和电场力做的功都是mgd ，合力对小球做的功为2mgd ，C 错误．[核心精讲]1．带电粒子在匀强电场中偏转时的两个结论(1)不同的带电粒子从静止开始经过同一电场加速后再从同一偏转电场射出时，偏移量和偏转角总是相同的．证明：由qU 0＝12mv 2y ＝12at 2＝12·qU 1md ·⎝ ⎛⎭⎪⎫l v 02tan θ＝qU 1l mdv 20得：y ＝U 1l 24U 0d ，tan θ＝U 1l2U 0d(2)粒子经电场偏转后，合速度的反向延长线与初速度延长线的交点O 为粒子水平位移的中点，即O 到偏转电场边缘的距离为l2.2．带电粒子在匀强电场中偏转的功能关系当讨论带电粒子的末速度v 时，也可以从能量的角度进行求解：qU y ＝12mv2－12mv 20，其中U y ＝Udy ，指初、末位置间的电势差． [师生共研](多选)(2015·天津高考)如图639所示，氕核、氘核、氚核三种粒子从同一位置无初速地飘入电场线水平向右的加速电场E 1，之后进入电场线竖直向下的匀强电场E 2发生偏转，最后打在屏上．整个装置处于真空中，不计粒子重力及其相互作用，那么( )图639A ．偏转电场E 2对三种粒子做功一样多B ．三种粒子打到屏上时的速度一样大C ．三种粒子运动到屏上所用时间相同D ．三种粒子一定打到屏上的同一位置 【合作探讨】(1)氕核、氘核、氚核三种粒子有什么不同点和相同点？提示：三种粒子的符号分别为：11H 、21H 、31H ，相同点是均带有一个单位的正电荷，q ＝＋e .不同点是质量数不同，分别是1、2、3，即质量之比为1∶2∶3.(2)如何分析在E 2中电场力对三种粒子的做功多少？提示：因电场力qE 2为恒力，故由W ＝qE 2·y 分析，而y 是在E 2中的偏转位移，可由y ＝E 2l 24E 1d分析．AD 根据动能定理有qE 1d ＝12mv 21，得三种粒子经加速电场加速后获得的速度v 1＝2qE 1d m .在偏转电场中，由l ＝v 1t 2及y ＝12qE 2mt 22得，带电粒子经偏转电场的侧位移y ＝E 2l 24E 1d，则三种粒子在偏转电场中的侧位移大小相等，又三种粒子带电荷量相同，根据W ＝qE 2y 得，偏转电场E 2对三种粒子做功一样多，选项A 正确；根据动能定理，qE 1d ＋qE 2y ＝12mv 22，得到粒子离开偏转电场E 2打到屏上时的速度v 2＝2qE 1d ＋qE 2ym，由于三种粒子的质量不相等，故v 2不一样大，选项B 错误；粒子打在屏上所用的时间t ＝d v 12＋L ′v 1＝2d v 1＋L ′v 1(L ′为偏转电场左端到屏的水平距离)，由于v 1不一样大，所以三种粒子打在屏上的时间不相同，选项C 错误；根据v y ＝qE 2m t 2及tan θ＝v yv 1得，带电粒子的偏转角的正切值tan θ＝E 2l2E 1d，即三种带电粒子的偏转角相等，又由于它们的侧位移相等，故三种粒子打到屏上的同一位置，选项D 正确．[题组通关]5．(多选)(2015·江苏高考)如图6310所示，一带正电的小球向右水平抛入范围足够大的匀强电场，电场方向水平向左．不计空气阻力，则小球( ) 【：96622115】图6310 A ．做直线运动B ．做曲线运动C ．速率先减小后增大D ．速率先增大后减小BC 小球运动时受重力和电场力的作用，合力F 方向与初速度v 0方向不在一条直线上，小球做曲线运动，选项A 错误，选项B 正确；将初速度v 0分解为垂直于F 方向的v 1和沿F 方向的v 2，根据运动与力的关系，v 1的大小不变，v 2先减小后反向增大，因此小球的速率先减小后增大，选项C 正确，选项D 错误．6．如图6311所示，两平行金属板间有一匀强电场，板长为L ，板间距离为d ，在板右端L 处有一竖直放置的光屏M ，一带电荷量为q 、质量为m 的质点从两板射入板间，最后垂直打在M 屏上，则下列结论正确的是( )图6311A ．板间电场强度大小为mgqB ．板间电场强度大小为mg2qC ．质点在板间的运动时间和它从板的右端运动到光屏的时间相等D ．质点在板间的运动时间大于它从板的右端运动到光屏的时间C 根据质点垂直打在M 屏上可知，质点在两板运动时向上偏转，在板右端运动时向下偏转，mg ＜qE ，选项A 、B 错误；根据运动的分解和合成，质点沿水平方向做匀速直线运动，质点在板间的运动时间和它从板的右端运动到光屏的时间相等，选项C 正确、D 错误．[典题示例]如图6312所示的装置是在竖直平面内放置的光滑绝缘轨道，处于水平向右的匀强电场中，带负电荷的小球从高为h 的A处由静止开始下滑，沿轨道ABC 运动并进入圆环内做圆周运动．已知小球所受电场力是其重力的3/4，圆环半径为R ，斜面倾角为θ＝60°，s BC ＝2R .若使小球在圆环内能做完整的圆周运动，h 至少为多少？(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)图6312【规范解答】 小球所受的重力和电场力都为恒力，故可将两力等效为一个力F ，如图所示．可知F ＝1.25mg ，方向与竖直方向成37°角．由图可知，小球做完整的圆周运动的临界点是D 点，设小球恰好能通过D 点，即达到D 点时圆环对小球的弹力恰好为零．由圆周运动知识得：F ＝m v 2D R ，即： 1.25mg ＝m v 2DR由动能定理有：mg (h －R －R cos 37°)－34mg ×(h cot θ＋2R ＋R sin 37°)＝12mv 2D ，联立解得h ＝7.7R .【答案】 7.7R带电体在匀强电场和重力场组成的复合场中的运动问题，是高中物理教学中一类重要而典型的题型．对于这类问题，若采用常规方法求解，过程复杂，运算量大．若采用“等效法”求解，则能避开复杂的运算，过程比较简捷．先求出重力与电场力的合力，将这个合力视为一个“等效重力”，将a ＝F 合m视为“等效重力加速度”，再将物体在重力场中做圆周运动的规律迁移到等效重力场中分析求解即可．[题组通关]7．(多选)如图6313所示，在地面上方的水平匀强电场中，一个质量为m 、电荷量为＋q 的小球，系在一根长为L 的绝缘细线一端，可以在竖直平面内绕O 点做圆周运动．AB 为圆周的水平直径，CD 为竖直直径．已知重力加速度为g ，电场强度E ＝mgq.下列说法正确的是( )【：96622116】 图6313A ．若小球在竖直平面内绕O 点做圆周运动，则它运动的最小速度为gLB ．若小球在竖直平面内绕O 点做圆周运动，则小球运动到B 点时的机械能最大C ．若将小球在A 点由静止开始释放，它将在ACBD 圆弧上往复运动D ．若将小球在A 点以大小为gL 的速度竖直向上抛出，它将能够到达B 点BD 因为电场强度E ＝mgq，所以小球所受电场力大小也为mg ，故小球所受合力大小为2mg ，方向斜向右下方，与竖直方向夹角为45°，故小球通过圆弧AD 的中点时速度最小，此时满足2mg ＝m v 2minL，因此小球在竖直面内圆周运动的最小速度v min ＝2gL ，A 项错误；由功能关系知，物体机械能的变化等于除重力、弹簧的弹力之外的力所做的功，小球在竖直平面内绕O 点做圆周运动，运动到B 点时，电场力做功最多，故运动到B 点时小球的机械能最大，B 项正确；小球在A 点由静止开始释放后，将沿合外力方向做匀加速直线运动，C 项错误；若将小球以gL 竖直向上抛出，经时间t ＝2gLg回到相同高度，其水平位移s＝12·qE mt 2＝2L ，故小球刚好运动到B 点，D 项正确．。
高中物理电容与电容器知识点与配套经典习题精讲精练
电容与电容器（一）1. 电容器——容纳电荷的容器（1）基本结构：由两块彼此绝缘互相靠近的导体组成。
（2）带电特点：两板电荷等量异号，分布在两板相对的内侧。
（3）板间电场：板间形成匀强电场（不考虑边缘效应），场强大小E=U/d，方向始终垂直板面。
充电与放电：使电容器带电叫充电；使充电后的电容器失去电荷叫放电。
充电过程实质上是电源逐步把正电荷从电容器的负极板移到正极板的过程。
由于正、负两极板间有电势差，所以电源需要克服电场力做功。
正是电源所做的这部分功以电能的形式储存在电容器中，放电时，这部分能量又释放出来。
电容器所带电量：电容器的一个极板上所带电量的绝对值。
击穿电压与额定电压：加在电容器两极上的电压如果超过某一极限，电介质将被击穿而损坏电容器，这个极限电压叫击穿电压；电容器长期工作所能承受的电压叫做额定电压，它比击穿电压要低。
2. 电容（1）物理意义：表征电容器容纳（储存）电荷本领的物理量。
（2）定义：使电容器两极板间的电势差增加1V所需要增加的电量。
电容器两极板间的电势差增加1V所需的电量越多，电容器的电容越大；反之则越小。
定义式：式中C表示电容器的电容，表示两板间增加的电势差，表示当两板间电势差增加时电容器所增加的电量。
电容器的电容还可这样定义：表示电容器的带电量，U表示带电量为Q时两板间的电势差。
电容的单位是F，应用中还有和，1F=。
注意：电容器的电容是反映其容纳电荷本领的物理量，完全由电容器本身属性决定，跟电容器是否带电，带电量多少以及两板电势差的大小无关。
（3）电容大小的决定因素电容器的电容跟两极板的正对面积、两极板的间距以及两极板间的介质有关。
两极板的正对面积越大，极板间的距离越小，电介质的介电常数越大，电容器的电容就越大。
通常的可变电容器就是通过改变两极板的正对面积来实现电容量的改变的。
题型1、电容概念的理解问题：例1. 对一电容充电时电容器的电容C、带电量Q、电压U之间的图象如图所示，其中正确的是（）答案：CD 变式1：对于水平放置的平行板电容器，下列说法正确的是（）A. 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，电容将减小C. 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D. 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，电容将增大答案：BCD变式2、21.如图所示，C为中间插有电介质的电容器，a和b为其两极板；a板接地；P和Q为两竖直放置的平行金属板，在两板间用绝缘线悬挂一带电小球；P板与b板用导线相连，Q板接地。
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－－－－－－－－
－2Q
放电时带正电极板上的电荷与负极板的电荷中和
我们把一个极板所带电荷量的绝对值，叫电容器的电量
问：放电过程有电流吗？
探究：电容的本领与什么有关 圆柱型水杯容器的储水问题:
h
h
A
B
C
1.水位每升高h，试比较A、B、C的储水量?
2.哪个储水本领大？
如何反映其 储水本领？
8×10-8C，板间场强为4×104N/C，则其
电容为5×10-11 F ，若保持其它条件不变，
而使两板正对面积减为原来的1/2，则其电
容为 2.5×10-11 F；若将两板距离增加为
8cm，则两板间场强为
4×1，04电N/容C
为
2.5×1。0-11 F
电容器电容的求解公式 比值定义法： 平行电容板电容决定式：
课堂训练
1、某一电容器，当带电量为4×10-6C， 两极板间的电势差为20v，求
（1）电容器的电容 （2）当所带电量减半时，电容器的电容
为多少 （3）如果电容器不带电呢？
三、平行板电容器的电容
4、平行板电容器的电容公式：
介电常数 真空εr=1
两板正对面积
静电力常量 两板间距离
εr是电介质的相对介电常数，与电介质的性质有关。 几种常用介质的相对介电常数：见课本P26
一、电容器的了解
3、电容器的作用： 容纳储存电荷
（1）电容器的充电：
使电容器两个极板带上电荷的过程，叫电容器
的充电。
＋Q
＋＋＋＋＋＋＋＋
EU
－－－－－－－－
－Q
问：如果电容 器带的电量越 多电容器的电 压会增大还是 减小？
上下极板带上了等量的异种电荷 充电后的两极板间的电压，叫电容器的电压Βιβλιοθήκη 一、电容器的了解注意：
①电容器充电的过程中，在两极间加电压、 两板带等量异种电荷不断增大,直到
两极电压等于电源电压为止，通常该过程中电 路中有短暂的充电电流；
②电容器充电后切断电源电荷不消失，从电 源获得的电能储存在了电场中——电场能。
③电容器的电量： 指一个极板所带电量的绝对值。
例与练
基础巩固：
平行板电容器两板距离为4cm，带电量为
电路中电容器的两类问题： 电容器的动态分析，导与练P20要点二 1、电容器始终与电源连接 2、电容器充电后与电源断开
两种情况下，改变电容的d、s或者 ， 电容器的C、Q、U和E怎么变化？
2、电容器充电后与电源断开
导与练P21，针对2-1：断开电源后，E与d无关，只与Q和S有关 如图所示，平行板电容器充电完毕后与电源断开．设 平行板电容器的电容为C，两极板正对面积为S，两极 板间的距离为d，两极板间场强为E．下列说法正确的 是（ ） A、若保持S不变，增大d，则C变小，E变大 B、若保持S不变，减小d，则C变大，E不变 C、若保持d不变，增大S，则C变大，E不变 D、若保持d不变，减小S，则C变小，E变小
（2）电容器的放电： 用导线将充电后的电容器两极接通，两极 失去电荷的过程，叫电容器的放电。
＋2Q ＋＋＋＋＋＋＋＋
－－－－－－－－
－2Q
放电时带正电极板上的电荷与负极板的电荷中和
放电过程中，请问导线中移动的电荷量是多少？ 我们把一个极板所带电荷量的绝对值，叫电容器的电量
一、电容器的了解
（2）电容器的放电： 用导线将充电后的电容器两极接通，两极 失去电荷的过程，叫电容器的放电。
1、电容的定义： 电容器所带电量Q与电容器两极间 的电压U的比值，叫电容器的电容。
＋Q ＋＋＋＋＋＋＋＋
U
－－－－－－－－
－Q
2、物理意义：电容器容纳电荷的本领的大小
二、电容器的电容
3、电容的单位：
法拉: F 1F=1C/V 还有：微法（µＦ）、皮法（pＦ）
1F=106μF=1012pF
电容器带电时有电容，不带电时就 没有电容。这种说法正确吗？
当S断开时，充电完成，电容器两端的电荷量Q不变
2、电容器充电后与电源断开
导与练P21，针对2-1： 如图所示，平行板电容器充电完毕后与电源断开．设 平行板电容器的电容为C，两极板正对面积为S，两极 板间的距离为d，两极板间场强为E．下列说法正确的 是（ ） B A、若保持S不变，增大d，则C变小，E变大 B、若保持S不变，减小d，则C变大，E不变 C、若保持d不变，增大S，则C变大，E不变 D、若保持d不变，减小S，则C变小，E变小
电容器的电容
一、电容器的了解
１、定义：能够容纳电荷的装置
2、结构：任何两个彼此绝缘又相互靠近的导体 都可以构成电容器。这两个导体称为 电容器的电极。电容器的两个导体之
电介质 间可以填充绝缘物质（电解质）
电 容 器 的 极 板
平行板电容器
一、电容器的了解
相邻两个同学能否构成电容器？ 能 两个平行金属板夹上一层绝缘物质能 否构成一个电容器? 能
转动动片，使两组铝片的正对面积发 生变化，电容相应变化。
符号：
四、常用电容器
3、击穿电压和额定电压：
加在电容器两极板上的电压不能超过 某一个限度，超过这个限度，电介质将 被击穿，这个电压称为击穿电压。
电容器正常工作时两极板上的最大电 压，称为额定电压。
额定电压比 击穿电压低
外壳上标的电压 是额定电压
思考与讨论
那电容器储存电荷的本领如何表现呢？
• 给甲电容器充入2×10-4C的电荷量时，它的 电压增大20V，给乙电容器充入9×10-4C的 电荷量时，它的电压增大30V.这两个电容 器，谁的储存电荷的本领强？
比较每升1V，电容器所能存储的电荷量
乙电容器所能存 储的电荷量的本 领强
二、电容器的电容
四、常用电容器
1、固定电容器： （1）聚苯乙烯电容器：
以聚苯乙烯薄膜为电介质，用两层 铝箔为极板。
符号：
四、常用电容器
1、固定电容器： （2）电解电容器：
电容较大
用铝箔做一个极板，以铝箔上很薄 的一层氧化膜为电介质，用浸过电解 液的纸做另一个极板。
＋
符号： －
四、常用电容器
2、可变电容器：
两极由两组铝片组成，固定的一组铝 片叫做定片，可以转动的一组铝片叫做 动片;空气为电介质。
当S断开时，充电完成，电容器两端的电荷量Q不变
动态分析的生活运用：报纸第5期第3版第5题
6、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 各种领域．如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（ ）