高中物理人教版选修3-1电容器的电容作业 (3)
电容器的电容
1.(多选)下列关于电容的说法正确的是()
A.电容器的电容越大,则带的电荷量越多
B.无论电容器两极板的电荷量如何,它所带的电荷量与电压的比值总是恒定不变的
C.电容器的电容是表示电容器升高单位电势差所能容纳电荷量的多少,其大小与加在两极板间的电压无关
D.根据电容的表达式C=可知,电容器的电容跟电容器所带的电荷量成正比,跟它两极板间的电势差成反比
答案:BC
解析:电容器的电容在数值上等于电容器的电荷量跟它两极板间电势差的比值。
对于一个确定的电容器,电荷量跟电势差的比值不变;不同的电容器,这个比值一般不等。
电容大,表示同样的电压下容纳电荷本领大,并不等于带的电荷量一定多,因为电容只反映电容器容纳电荷的本领,故选B、C项。
2.
如图所示是一个由电池、电阻R与平行板电容器组成的串联电路。
开关闭合时,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.电容器的电容变大
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
答案:C
解析:由题意知电容器两板间电压恒定,设已充电荷量为Q,当两极板距离增大时,电容C变小,由Q=CU可知带电荷量Q将减小,必然有电流通过电阻R流向正极,答案为C。
3.
绝缘金属平行板电容器充电后,静电计的指针偏转一定角度,若减小两极板A、B 间的距离,同时在两极板间插入电介质,如图所示,则()
A.电容器两极板间的电势差会减小
B.电容器两极板间的电势差会增大
C.静电计指针的偏转角度不变
D.静电计指针的偏转角度会增大
答案:A
解析:绝缘金属平行板电容器充电后电荷量Q不变,若减小两极板A、B间的距离,同时在两极板间插入电介质,电容变大,由C=知U变小;静电计指针的偏转角度会减小。
4.(多选)传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等)的变化转换成电学量变化的一种元件,在自动控制中有着相当广泛的应用,如图所示是测定液面高度h的电容式传感器,在导线芯的外面涂上一层绝缘物质,放入导电液体中,导线芯和导电。
人教版高中物理选修3-1课后习题参考答案
第一章第一节1．答：在天气干躁的季节，脱掉外衣时，由于摩擦，外衣和身体各自带了等量、异号的电荷。
接着用手去摸金属门把手时，身体放电，于是产生电击的感觉。
2．答：由于A、B都是金属导体，可挪动的电荷是自由电子，所以，A带上的是负电荷，这是电子由B挪动到A的结果。
其中，A得到的电子数为，与B失去的电子数相等。
3．答：图1－4是此问题的示意图。
导体B中的一局部自由受A的正电荷吸引积聚在B的左端，右端会因失去电子而带正电。
A对B左端的吸引力大于对右端的排挤力，A、B之间产生吸引力。
4．答：此现象并不是说明制造出了永动机，也没有违犯能量守恒定律。
因为，在把A、B分开的过程中要克制A、B之间的静电力做功。
这是把机械转化为电能的过程。
第二节1．答：根据库仑的发现，两个一样的带电金属球接触后所带的电荷量相等。
所以，先把A球与B球接触，此时，B球带电；再把B球与C球接触，那么B、C球分别带电；最后，B球再次与A球接触，B球带电。
2．答：〔注意，原子核中的质子间的静电力可以使质子产生的加速度！〕3．答：设A、B两球的电荷量分别为、，间隔为，那么。
当用C接触A时，A的电荷量变为，C的电荷量也是；C再与接触后，B的电荷量变为；此时，A、B间的静电力变为：。
在此情况下，假设再使A、B间距增大为原来的2倍，那么它们之间的静电力变为。
4．答：第四个点电荷受到其余三个点电荷的排挤力如图1－6所示。
共受三个力的作用，，由于，互相间间隔分别为、、，所以，。
根据平行四边形定那么，合力沿对角线的连线向外，且大小是。
由于对称性，每个电荷受到其他三个电荷的静电力的合力的大小都相等，且都沿对角线的连线向外。
5．答：带电小球受重力、静电斥力和线的拉力作用而平衡，它的受力示意图见图1－7。
静电斥力，又，，所以，第三节1．答：A、B两处电场强度之比为。
A、C两处电场强度之比为。
2．答：电子所在处的电场强度为，方向沿着半径指向外。
电子受到的电场力为，方向沿着半径指向质子。
人教版高中物理选修3-1第1章第8节电容器的电容
（精心整理，诚意制作）1．下面关于电容器及其电容的叙述正确的是( )A．任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体，就组成了电容器，跟这两个导体是否带电无关B．电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和C．电容器的电容与电容器所带电荷量成反比D．一个电容器的电荷量增加ΔQ＝1.0×10－6C时，两板间电压升高10V，则电容器的电容无法确定解析：选A.电容器既然是储存电荷的容器，它里面有无电荷不影响其储存电荷的能力，A正确；电容器所带的电荷量指任一极板电荷量的绝对值，B错；电容器的电容由电容器结构决定，不随带电量的变化而变化，C错；C＝QU＝ΔQΔU可求电容器的电容，D错．2．对于给定的电容器，描述其电容C、电荷量Q、电压U之间相应关系的图应是下图中的( )图1－8－6解析：选B.电容是描述电容器储存电荷特性的物理量，仅由电容器本身决定，对于给定的电容器，其电容C的大小与电荷量Q、电压U均无关．3．(20xx年高考北京理综卷)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1－8－7).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1－8－7A．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，由θ不变解析：选A.保持S 不变，增大d ，平行板电容器的电容减小，由于电容器的电荷量不变，由Q ＝CU 可以判断极板间电势差变大，静电计指针偏角θ变大，选项A 正确，B 错误；保持d 不变，减小S ，电容器电容变小，由Q ＝CU 可以判断极板间电势差变大，选项C 、D 错误．4．如图1－8－8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，下列说法中正确的是( )图1－8－8A ．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 解析：选AD.保持S 闭合，则电容器两极间的电压不变，由E ＝Ud可知，当A 板向B 板靠近时，E 增大，θ增大，A 正确，B 错误；断开S ，则两板带电荷量不变，则Q ＝CU ＝εrSU 4πkd ＝εrS 4πkE 可知，将A 板向B 板靠近，并不改变板间电场强度，故Q 不变，D 正确，C 错误．5.如图1－8－9所示，有的计算机键盘的每一个键下面都连一小块金属片，与该金属片隔有一定空气间隙的是另一块小的固定金属片，这两片金属片组成一个小电容器，该电容器的电容C 可用公式C ＝εS d计算，式中常量ε＝9×10－12 F/ m ，S 表示金属片的正对面积，d 表示两金属片间的距离，当键按下时，此小电容器的电容发生变化，与之相连的电子线路就能检测是哪个键被按下了，从而给出相应的信号，设每个金属片的正对面积为50mm 2，键未按下时两金属片的距离为0.6 mm ，如果电容变化0.25 pF ，电子线路恰能检测出必要的信号，则键至少需要被按下多少 mm.图1－8－9解析：设金属片的原距离为d ，金属片被按下Δd 时电容变化ΔC ＝0.25 pF ， 此时金属片间距为(d －Δd )，则C 1＝εS d ，C 2＝εS d －Δd. ΔC ＝C 2－C 1＝εS (1d －Δd －1d)， 代入数据得Δd ＝0.15 mm.答案：0.15 mm一、选择题1．某电容器的电容是30 μF ，额定电压为200 V ，击穿电压为400 V ，对于该电容器，下列说法中正确的是( )A ．为使它的两极板间的电压增加1 V ，所需要的电荷量是3×10－5 CB ．给电容器1C 的电荷量，两极板间的电压为3×10－5VC ．该电容器能容纳的电荷量最多为6×10－3CD ．该电容器两极板间能承受的最大电压为200 V解析：选A.由ΔQ ＝C ·ΔU ＝30×10－6×1 C ＝3×10－5C ，A 对；由U ＝Q C＝130×10－6V ＝3.3×104 V ，电容器被击穿 ，B 错；击穿电压为400 V 表示能承受的最大电压为400 V ，最大电荷量Q ＝CU ＝3×10－5×400 C ＝1.2×10－2C ，C 、D 错．2．一个电容器带电荷量为Q 时，两极板间电压为U ，若使其带电荷量增加4.0×10－7 C 时，它两极板间的电势差增加20 V ，则它的电容为( )A ．1.0×10－8 FB ．2.0×10－8 FC ．4.0×10－8 FD ．8.0×10－8 F解析：选B.由于电容与电容器上带电荷量和电势差大小无关，所以可根据电容的定义式推导出：C ＝ΔQ ΔU .因此电容C ＝4.0×10－720F ＝2.0×10－8 F. 3.如图1－8－10所示，平行板电容器的电容为C ，极板带电荷量为Q ，极板间距为d .今在两板间正中央放一带电荷量为q 的点电荷，则它所受到的电场力大小为( ) 图1－8－10A ．k 2Qq d2B ．k 4Qq d2 C.Qq Cd D.2Qq Cd解析：选C.平行板电容器极板间电场为匀强电场，其电场强度为E ＝Q Cd ，因此点电荷q 在其中所受到的电场力为F ＝Eq ＝Qq Cd. 4.如图1－8－11所示，用电池对电容器充电，电路a 、b 之间接有一灵敏电流表，两极板之间有一个电荷q 处于静止状态．现将两极板的间距变大，则( )图1－8－11A．电荷将向上加速运动B．电荷将向下加速运动C．电流表中将有从a到b的电流D．电流表中将有从b到a的电流解析：选BD.板距增大，由于板间电压不变，则E＝U d变小，所以电场力变小，电荷向下加速，A错B对；由平行板电容公式可知，板间增大C变小，则Q＝CU变小，电容器放电，C错D对．5．如图1－8－12所示是一种通过测量电容器电容的变化来检测液面高低的仪器原理图．电容器的两个电极分别用导线接到指示器上，指示器可显示出电容的大小．下列关于该仪器的说法正确的是( )图1－8－12A．该仪器中电容器的电极分别是金属芯柱和导电液体B．金属芯柱外套的绝缘层越厚，该电容器的电容越大C．如果指示器显示电容增大了，则说明电容器中的液面升高了D．如果指示器显示电容减小了，则说明电容器中的液面升高了解析：选AC.类似于平行板电容器的结构，导体芯柱和导电液体构成电容器的两电极，导体芯柱的绝缘层就是两极间的电介质，其厚度d相当于两平板间的距离，所以厚度d越大，电容器的电容越小．导电液体深度h越大，则S越大，C越大，C增大时就表明h变大．故A、C正确．6.(20xx年沈阳高二质检)如图1－8－13所示是一只利用电容器电容(C)测量角度(θ)的电容式传感器的示意图．当动片和定片之间的角度(θ)发生变化时，电容(C)便发生变化，于是通过知道电容(C)的变化情况就可以知道角度(θ)的变化情况．下列图象中，最能正确反映角度(θ)与电容(C)之间关系的是( )图1－8－13图1－8－14解析：选B.两极板正对面积S＝12(π－θ)R2，则S∝(π－θ)又因为C∝S，所以C∝(π－θ)令C＝k(π－θ) ∴θ＝π－Ck(k为常数)所以B正确．7．某电容器上标有“1.5 μF,9 V”的字样，则( )A．该电容器所带电荷量不能超过1.5×10－6 CB．该电容器所加电压不能超过9 VC．该电容器击穿电压为9 VD．当给该电容器加4.5 V的电压时，它的电容值变为0.75 μF解析：选B.该标示值为电容器电容和能允许加的最大电压．加在该电容器上的电压超过9 V就会击穿它．能够给它充的最大电荷量为Q＝CU m＝1.5 ×10－6×9 C＝1.35×10－5C.电容器电容与所加电压无关，因此当给电容器加4.5V的电压时，其电容值仍为1.5 μF.故B正确．8．如图1－8－15所示，平行板电容器两个极板为A、B，B板接地，A板带电荷量＋Q，板间电场内有一固定点P.若将B板固定，A板下移一些，或者将A板固定，B板上移一些，在这两种情况下，以下说法正确的是( )图1－8－15A．A板下移时，P点的电场强度不变，P点电势不变B．A板下移时，P点的电场强度不变，P点电势升高C．B板上移时，P点的电场强度不变，P点电势降低D．B板上移时，P点的电场强度减小，P点电势降低解析：选AC.A板下移，电荷密度不变，场强不变，又因P与B板距离不变，由U P＝Ed知P点电势不变，A对，B错，B板上移，场强同样不变，但P与B板距离减小，故电势降低C对，D错．9．如图1－8－16所示，两块水平放置的平行正对的金属板a、b与电池相连，在距离两板等距的M点有一个带电液滴处于静止状态．若将a板向下平移一小段距离，但仍在M点上方，稳定后，下列说法中正确的是( )图1－8－16A．液滴将向下加速运动B．M点电势升高，液滴在M点的电势能将减小C．M点的电场强度变小了D．在a板移动前后两种情况下，若将液滴从a板移到b板，电场力做功相同解析：选BD.当将a向下平移时，板间场强增大，则液滴所受电场力增大，液滴将向上加速运动，A、C错误．由于b板接地且b与M间距未变，由U＝Ed可知M 点电势将升高，液滴的电势能将减小，B正确．由于前后两种情况a与b板间电势差不变，所以将液滴从a板移到b板电场力做功相同，D正确．二、计算题10．水平放置的平行板电容器的电容为C，板间距离为d，极板足够长，当其带电荷量为Q时，沿两板中央水平射入的带电荷量为q的微粒恰好做匀速直线运动．若使电容器电量增大一倍，则该带电微粒落到某一极板上所需时间为多少？解析：利用平衡条件得mg ＝qE ＝qQ Cd . 根据运动学公式有d 2＝at22， 由牛顿第二定律得，qE ′－mg ＝ma ，又E ′＝2Q Cd ，解得t ＝d g. 答案： d g11．如图1－8－17所示，一平行板电容器接在U ＝12V 的直流电源上，电容C ＝3.0×10－10F ，两极板间距离d ＝1.20×10－3m ，取g ＝10 m/s 2，求：图1－8－17 (1)该电容器所带电量．(2)若板间有一带电微粒，其质量为m ＝2.0×10－3kg ，恰在板间处于静止状态，则该微粒带电量为多少？带何种电荷？解析：(1)由公式C ＝Q U得 Q ＝CU ＝3.0×10－10×12 C ＝3.6×10－9 C.(2)若带电微粒恰在极板间静止，则qE ＝mg ，而E ＝U d解得q ＝mgd U ＝2.0×10－3×10×1.20×10－312C ＝2.0×10－6 C微粒带负电荷．答案：(1)3.6×10－9 C (2)2.0×10－6 C 负电荷12．如图1－8－18所示，水平放置的A 、B 两平行板相距h ，有一质量为m ，带电量为q 的小球在B 板之下H 处以初速度v 0竖直向上进入两板间，小球恰好能打到A 板，求A 、B 板间的电势差．图1－8－18解析：如果电场力做正功，由动能定理得qU －mg (h ＋H )＝0－m v 20/2，解得U ＝m[2g (h ＋H )－v 20]2q， 如果电场力做负功， 则有－qU －mg (h ＋H )＝0－m v 20/2，。
高考物理一轮总复习 第一章 第25讲 电容 电容器教案 选修3-1
第25讲电容电容器考情剖析(注：①考纲要求及变化中Ⅰ代表了解和认识，Ⅱ代表理解和应用；②命题难度中的A 代表容易，B代表中等，C代表难)考查内容考纲要求及变化考查年份考查形式考查详情考试层级命题难度电容、电容器Ⅰ09单选考查电容充放电过程中对电路的影响10单选以导体棒在磁场中运动为背景，考查电容器放电下电量和电流的变化12单选考查插入电介质后，用电容公重点 B义式C ＝Q U能够掌握并灵活应用.知识 整合知识网络电容器带电荷量组成充放电―→电容错误!错误!错误!错误!错误!错误!错误! 基础自测一、电容器 电容1．电容器： 两个彼此________又互相________的导体可构成一个电容器． 2．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________)与两个极板间电势差的比值，叫做电容器的电容．(2)定义式： C ＝________＝ΔQΔU.(3)单位： 国际单位制中为________，简称________，国际符号为________． 1F ＝________ μF＝________ pF. 二、电容器的分类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．三、平行板电容器 平行板电容器C ＝εS4πkd.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 ＝U d.重点阐述重点知识概述 两类动态问题分析比较(1)第一类动态变化：两级板间电压U 恒定不变 充电后与电池两极相连⇨电容器两极板间的电压不变→⎪⎪⎪⎪⎪→d 变大C 变小→U 不变Q 变小→U 不变，d 变大，E 变小→S 变大C 变大→U 不变Q 变大→U 不变，d 不变，E 不变→εr变大C 变大→U 不变Q 变大→U 不变，d 不变，E 不变(2)第二类动态变化：电容器所带电荷量Q 恒定不变 充电后与电池两极断开⇨电容器两极板电荷量保持不变→⎪⎪⎪⎪⎪→S 变大C 变大→Q 不变U 变小→U 变小，d 不变，E 变小→εr变大C 变大→Q 不变U 变小→U 变小，d 不变，E 变小→d 变大C 变小→Q 不变U 变大→U 变大，d 变大，E 不变难点释疑一、分析电容器动态问题时应注意的问题 1．先确定电容器的不变量(Q 或U )．2．只有当电容器的电量发生变化时，电容器支路上才有充电或放电电流． 3．若电路中有二极管，其单向导电性将影响电容器充电或放电． 4．电容器电量不变时，改变板间距将不引起板间电场强度的变化．【典型例题1】 如图所示，平行板电容器A 、B 两极板水平放置，A 在上方，B 在下方，现将其和理想二极管串联接在电源上，已知A 和电源正极相连，二极管具有单向导电性，一带电小球沿AB 中心水平射入，打在B 极板上的N 点，小球的重力不能忽略，现通过上下移动A 板来改变两极板AB 间距(两极板仍平行)，则下列说法正确的是( )A ．若小球带正电，当AB 间距增大时，小球打在N 的左侧 B ．若小球带正电，当AB 间距减小时，小球打在N 的左侧C ．若小球带负电，当AB 间距减小时，小球可能打在N 的右侧D ．若小球带负电，当AB 间距增大时，小球可能打在N 的左侧 温馨提示解答此题时，首先要明确电容器电量不变． 记录空间【变式训练1】 在[典型例题1]中，若去掉电路中的二极管，则正确的选项是( ) 二、平行板电容器动态变化问题分析方法 1．首先要区分两种基本情况：(1)电容器始终与电源相连时，电容器两极板间电势差U 保持不变； (2)电容器充电后与电源断开时，电容器所带电荷量Q 保持不变． 2．依据的关系式主要有三个(1)平行板电容器的电容C 与极板间距d 、正对面积S 、介质相对介电常数εr 间的关系为C ＝εr S4πkd；(2)平行板电容器内部是匀强电场，所以场强E ＝U d； (3)电容器所带的电荷量Q ＝CU .【典型例题2】 图中平行放置的金属板A 、B 组成一只平行板电容器．在不断开开关S 时，试讨论以下两种情况下电容器两板间电势差U 、电荷量Q 、板间场强E 的变化情况：(1)使A 板向上平移拉开一些； (2)使A 板向右平移错开一些． 温馨提示解答此题时，要知道平行板电容器的电容C 与极板间距d 、正对面积S 、介质相对介电常数εr 间的关系．记录空间【变式训练2】 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，减小两板板间的距离，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，则极板上的电荷量增大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随堂 演练1．对电容C ＝Q U，以下说法正确的是( )． A ．电容器带电荷量越大，电容就越大B ．对于固定电容器，它的带电荷量跟它两板间所加电压的比值保持不变C ．可变电容器的带电荷量跟加在两极板间的电压成反比D ．如果一个电容器没有电压，就没有带电荷量，也就没有电容2．一个空气平行板电容器，极板间距离为d ，正对面积S ，充以电荷量Q 后，两极板间电压为U ，为使电容器的电容加倍，可采用的办法是( )A ．将电压变化U /2B ．将带电荷量变为2QC ．将极板正对面积变为2SD ．将两极间充满介电常数为2的电介质3．如图所示是一个由电源、电阻R 、开关S 与平行板电容器组成的串联电路，开关S 闭合后，在增大两极板间的距离的过程中( )第3题图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4．如图所示，平行板电容器的电容为C ，极板带电荷量为Q ，极板间距为d ，今在两极板间正中央放一带电荷量为q 的点电荷，则它所受到的电场力大小为( )第4题图A ．k 2Qq d 2B ．k 4Qq d2C.Qq CdD ．k 2Qq Cd5．如图所示是一种利用电容器的电容C 测量角度的电容器的示意图，当动片和定片之间的角度θ发生变化时，电容C 便发生变化，于是知道C 的变化情况，就可以知道θ的变化情况，图乙中，最能正确地反应C 和θ的函数关系的是( )第5题图ABCD6．如图所示是描述对给定的电容器充电时极板上带电荷量Q 、极板间电压U 和电容C 之间关系的图象，其中正确的是( )ABCD7．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12d ，其他条件不变，这时两极板间电势差为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 1B ．U 2＝2U 1，E 2＝4E 1C ．U 2＝U 1，E 2＝2E 1D ．U 2＝2U 1，E 2＝2E 18．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 为两金属极板．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( )第8题图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 点的高第25讲 电容 电容器知识整合 基础自测一、1.靠近 绝缘 2.(1)绝对值 (2)Q U (3)法拉 法 F 106 1012 三、匀强 重点阐述【典型例题1】 如图所示，平行板电容器A 、B 两极板水平放置，A 在上方，B 在下方，现将其和理想二极管串联接在电源上，已知A 和电源正极相连，二极管具有单向导电性，一带电小球沿AB 中心水平射入，打在B 极板上的N 点，小球的重力不能忽略，现通过上下移动A 板来改变两极板AB 间距(两极板仍平行)，则下列说法正确的是( )A ．若小球带正电，当AB 间距增大时，小球打在N 的左侧 B ．若小球带正电，当AB 间距减小时，小球打在N 的左侧C ．若小球带负电，当AB 间距减小时，小球可能打在N 的右侧D ．若小球带负电，当AB 间距增大时，小球可能打在N 的左侧【答案】 BC 【解析】 当板间距增大时，由C ＝εr S4πkd 可知，电容器的电容将变小，因二极管的存在，电容器上的电量将保持不变，由E ＝U d ＝Q Cd ＝Q·4πkεr S 可知，板间电场强度不变，因此板间距增大时，不影响小球打在B 板上的位置，A 、D 均错误；若板间距减小，则电容器的电容C 增大，电源通过二极管给电容器充电，电容器的带电量增加，两板间的电压不变，此时板间电场强度将增大，若小球带正电，由mg ＋E q ＝ma ，y ＝12at 2可知，小球的加速度变大，小球打在B 板上的时间t 变小，由x ＝v 0t 知，小球将落在N 的左侧，B 正确；若小球带负电，由mg －Eq ＝ma ，y ＝12at 2可知，小球加速度变小，小球打在B 板上的时间t变大，由x ＝v 0t 可知，小球将落在N 的右侧，C 正确．变式训练1 BCD 【解析】 如上述例题分析，当板间距离变小时，二极管的存在并没有起到作用，故B 、C 仍正确；若板间距离变大，因板间电压不变，板间电场强度将变小，若小球带正电，由mg ＋E q ＝ma ，y ＝12at 2可得小球打在B 板上的时间增大，由x ＝v 0t 可知，小球打在N 的右侧，A 错误；若小球带负电，由mg －E q ＝ma ，y ＝12at 2可知，小球打在B 板上的时间减小，由x ＝v 0t 知，小球打在N 的左侧，D 正确．【典型例题2】 图中平行放置的金属板A 、B 组成一只平行板电容器．在不断开开关S 时，试讨论以下两种情况下电容器两板间电势差U 、电荷量Q 、板间场强E 的变化情况：(1)使A 板向上平移拉开一些； (2)使A 板向右平移错开一些．【答案】 见解析 【解析】 因为开关S 没有断开，故该题属于U 不变的情况． (1)因为平行板电容器的电容C∝1d ，故当d↑时C↓；又因为电容器所带的带电量Q＝CU ，因U 不变，C↓时，Q↓；平行板电容器内部为匀强电场，根据E ＝Ud ，因U 不变，d ↑，故E↓.(2)两板错开意味着正对面积S↓.由C∝S 可知C↓，由Q ＝CU 可知Q↓.两板间距d 不变，由E ＝Ud判定此时E 没有变化．变式训练2 B 【解析】 保持K 接通，两极板间的电势差U 不变，根据E ＝U/d 可知，若减小两极板间的距离d ，两极板间电场的电场强度增大，根据Q ＝CU ＝εr SU 4πkd ∝εr Sd 可知，在两极板间插入一块介质，相对介电常数εr 增大，则极板上的电荷量增大，选项A 错误，B 正确；断开K 时，两极板上的电荷量Q 不变，根据U ＝Q C ＝4πkdQ εr S ∝dQεr S 可知，当只增大两极板间的距离d 时，两极板间的电势差增大，当在两极板间插入一块介质时，εr 增大，则两极板间的电势差减小，所以选项C 、D 错误．本题答案为B.随堂演练1.B 【解析】 电容是电容器的固有属性，由电容器本身的构造决定，电容描述了电容器的容纳电荷的本领(电容器两极板间的电势差每改变1 V 所改变的电荷量的多少)大小，而不表示容纳了多少电荷或带了多少电荷，正确答案为B 项．2.CD 【解析】 电容器的电容和电容器极板上的电荷量、电压无关、所以选项A 、B 不正确；根据公式C ＝εr S4πkd可知选项C 、D 正确．3.BC 【解析】 当增大两极板间距离时，由C ＝εr S 4πkd知电容器的电容变小，又因电容器两端的电压不变，可知电容器极板上带电荷量变小，即电容器对电源反向充电，故R 中有电流，电流从a 流向b.故选项B 、C 正确．4.C 【解析】 平行板电容器两极板间电场为匀强电场，其电场强度为E ＝Q Cd，因此点电荷q 在其中所受到的电场力为F ＝Eq ＝Qq Cd. 5.B 【解析】 由公式C ＝εr S 4πkd知电容器的电容与极板间的正对面积成正比，C ＝k′S(k′为比例系数)，设电容器动片未旋转时极板间的正对面积为S 0，旋转θ后，则电容器极板间减少的正对面积为ΔS ＝12R 2θ，R 为极板的半径，则电容器的正对面积变为S ＝S 0－ΔS ＝S 0－12R 2θ，所以这时电容器的电容为C ＝k′S＝k′⎝ ⎛⎭⎪⎫S 0－12R 2θ.这时，不难画出θ与电容器电容C 的关系图象，即选项B 所示，故选B.6.BCD 【解析】 A 图所含的信息是：电容器电容的大小和电容器所带的电荷量成正比，A 错误．B 图所含的信息是：电容器的电容并不随两极板间的电压的变大而改变，B 正确．C 图所含的信息是：电容器所带的电荷量与极板间的电压的比值不变，即电容器的电容不变，C 正确．D 图所含的信息是：电容器的电容与电容器所带的电荷量无关．由电容器的定义可知，D 正确．7.C 【解析】 U 1＝Q C ，E 1＝U 1d .当板间距变为12d 时，由C ＝εr S 4πkd可知电容变为2C ，而带电荷量也变为2Q ，故U 2＝2Q 2C ＝U 1，E 2＝U 212d ＝2U 1d ＝2E 1，C 选项正确． 8.D 【解析】 该题是考查平行板电容器和电路的综合问题．由C ＝εr S 4πkd可知，当d 增大时，电容器的电容减小，A 不正确．由Q ＝CU 可知，电容减小时，Q 减小，所以B 不正确．d 增大的过程中，极板上的电荷量Q 减小，电容器要放电，电流方向由M 到N 通过电阻，故M 点的电势比N 点的电势高，D 选项正确．。
2014版高中物理 1-8电容器与电容课件 新人教版选修3-1
εrS 2．C＝Q/U与C＝ 的比较 4πkd
εrS Q C＝ C＝U 4πkd 内容 公式特点 定义式 决定式 对某电容器Q∝U，但 平行板电容器，C∝εr，C Q 1 意义 U＝C不变，反映电容 ∝S，C∝d，反映了影响电 器容纳电荷的本领 容大小的因素 Q 电容器容纳电荷的本领由U来量度，由本身的结构 联系 (如平行板电容器的εr、S、d等因素)来决定 公式
【提示】
电容是用比值法定义的物理量，不能说C与Q成
正比，与U成反比.
平行板电容器
1.基本知识 (1)构成：由两个 互相平行且彼此绝缘的金属板构成． (2)电容决定因素 平行板电容器的电容C跟相对介电常数ε成 正比 ，跟极板正 εS 对面积S成 正比，跟极板间的距离d成 反比 ．公式为C＝ r ， 4πkd S 当极板间为真空时C＝ . 4πkd
重
点
难
点
1.电容的概念、定义 公式．(重点) 2.平行板电容器的电 容．(重点) 3.对电容的理解．(难 点) 4.影响平行板电容器 电容大小的因素．(难 点)
电容器和电容
1.基本知识 (1)电容器的组成 两个彼此 相距很近 的平行金属板间加上电介质组成一个电 容器．
(2)充、放电过程
过程 内容 定义
6 10 ③单位：1 F＝ μF＝ 1012 pF.
2．思考判断 (1)电容为C的电容器所带电荷量为Q，若电荷量增大为2Q， 则电容变为2C.( × ) (2)电容器所带的电荷量Q是指电容器的一个极板上所带电荷 量的绝对值．(√ ) (3)电容器放电的过程就是两极板电荷中和的过程．( √ )
3．探究交流 Q 根据公式C＝ U ，能否说电容C与电容器所带的电荷量Q成正 比，与两极板间的电势差U成反比？
高中人教版物理选修2-1电容器教案含同步练习(含答案)
电容器教案含同步练习（含答案）学习目标1.知道什么是电容器以及常用的电容器有那些2.知道电场能的概念，电容电荷放电时器充电和放电时能量的转化3.理解电容器电容的概念以及其定义C=Q/U，并能用来进行有关的计算4.知道平行板电容器的电容与哪些因素有关，有什么关系5.知道公式C=εS /4πkd及其含义学习重点：电容概念的理解学习方法：类比法、探究法、讨论法新课教学（一）电容器【放幻灯片】使学生仔细观察，是否认识这些电学元件？找出电容器的共同点，下一定义【学生总结，教师评析，出示板书】电容器：任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体，组成一个电容器【思考】1：相邻两同学是否构成电容器？（构成，中间空气绝缘，人是导体且靠很近）【思考】２：两个平行金属板夹上一层绝缘物质能否构成一个电容器？（构成2: 金属板导电是导体，这种电容器叫平行板电容器，其中的绝缘物质称之为电介质）前面提到的平行板电容器就是一种最简单的电容器。
下面以平行板电容器为例来学习有关电容器的一些基本知识【演示电容器的充放电】【出示板书】充电：电容器两板分别接在电池两端，两板带上等量异种电荷的过程放电：充了电的电容器的两板用导线相连，使两板上正、负电荷中和的过程【指出】充放电过程分别有短暂的充电电流，放电电流【问题讨论】１：充放电的短暂电流说明什么问题？【问题讨论】２：有电流就有电流做功，会消耗能量，伴随着能量的转化，在充放电过程中能量如何转化？阅读课本认识电场能（极板带电——电场——电场能）【学生分析得】１．充放电的短暂电流说明这两个过程进行得很快。
２．充电：电源能量电场能放电：电场能其他形式能【指出，出示板书】电容器所带电荷量：每一极板所带电荷量的绝对值（二）电容【过渡】电容器是容纳电荷得容器。
一个电容器容纳电荷得本领如何描述呢？【类比】电容器——电容——储存电荷容器——————储存物质（如水杯存水）【引申思考】水杯存水的本领大小由什么决定，电容器储存电荷的本领的决定因素呢？【类比探究】类比于柱形水容器水——容器的体积。
高考物理一轮总复习 第七章 第3讲 电容器与电容 带电粒子在电场中的运动(含解析)
电容器与电容 带电粒子在电场中的运动[基础知识·填一填][知识点1] 电容器及电容 1．电容器(1)组成：由两个彼此 绝缘 又相互靠近的导体组成． (2)带电荷量：一个极板所带电荷量的 绝对值 . (3)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 与两个极板间的 电势差 的比值． (2)定义式： C ＝Q U.(3)单位：法拉(F)、微法(μF)、皮法(pF).1 F ＝ 106μF＝ 1012pF. (4)意义：表示电容器 容纳电荷 本领的高低．(5)决定因素：由电容器本身物理条件(大小、形状、相对位置及电介质)决定，与电容器是否 带电 及 电压 无关．3．平行板电容器的电容(1)决定因素：正对面积、介电常数、两板间的距离． (2)决定式： C ＝εr S4πkd.判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”．(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)放电后的电容器电荷量为零，电容也为零．(×) [知识点2] 带电粒子在电场中的运动 1．加速问题(1)在匀强电场中：W ＝qEd ＝qU ＝12mv 2－12mv 20.(2)在非匀强电场中：W ＝qU ＝12mv 2－12mv 20.2．偏转问题(1)条件分析：不计重力的带电粒子以速度v 0垂直于电场线方向飞入匀强电场． (2)运动性质： 匀变速曲线 运动． (3)处理方法：利用运动的合成与分解． ①沿初速度方向：做 匀速 运动．②沿电场方向：做初速度为零的 匀加速 运动． 判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”． (1)带电粒子在匀强电场中只能做类平抛运动．(×)(2)带电粒子在电场中，只受电场力时，也可以做匀速圆周运动．(√) (3)带电粒子在电场中运动时重力一定可以忽略不计．(×) [知识点3] 示波管1．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，如图所示． 2．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沿直线传播，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变化的图象．[教材挖掘·做一做]1．(人教版选修3－1 P32第1题改编)(多选)如图所示，用静电计可以测量已充电的平行板电容器两极板之间的电势差U ，电容器已带电，则下列判断正确的是( )A ．增大两极板间的距离，指针张角变大B ．将A 板稍微上移，静电计指针张角变大C ．若将玻璃板插入两板之间，则静电计指针张角变大D ．若减小两板间的距离，则静电计指针张角变小解析：ABD [电势差U 变大(小)，指针张角变大(小)．电容器所带电荷量一定，由公式C ＝εr S 4πkd 知，当d 变大时，C 变小，再由C ＝QU得U 变大；当A 板上移时，正对面积S 变小，C 也变小，U 变大；当插入玻璃板时，C 变大，U 变小；而两板间的距离减小时，C 变大，U 变小，所以选项A 、B 、D 正确．]2．(人教版选修3－1 P39第2题改编)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，如图所示，OA ＝h ，此电子具有的初动能是( )A.edhU B ．edUhC.eU dhD.eUh d解析：D [电子从O 点到A 点，因受电场力作用，速度逐渐减小．根据题意和图示判断，电子仅受电场力，不计重力．这样，我们可以用能量守恒定律来研究问题，即12mv 20＝eU OA .因E ＝U d ，U OA ＝Eh ＝Uh d ，故12mv 20＝eUhd，故选项D 正确．] 3．(人教版选修3－1 P39第4题改编)如图所示，含有大量11H 、21H 、42He 的粒子流无初速度进入某一加速电场，然后沿平行金属板中心线上的O 点进入同一偏转电场，最后打在荧光屏上．下列有关荧光屏上亮点分布的说法正确的是( )A ．出现三个亮点，偏离O 点最远的是11H B ．出现三个亮点，偏离O 点最远的是42He C ．出现两个亮点 D ．只会出现一个亮点 答案：D4．(人教版选修3－1 P36思考与讨论改编)如图是示波管的原理图，它由电子枪、偏转电极(XX ′和YY ′)、荧光屏组成．管内抽成真空．给电子枪通电后，如果在偏转电极XX ′和YY ′上都没有加电压，电子束将打在荧光屏的中心O 点．(1)带电粒子在 __________ 区域是加速的，在 ________ 区域是偏转的． (2)若U YY ′＞0，U XX ′＝0，则粒子向 ________ 板偏转，若U YY ′＝0，U XX ′＞0，则粒子向 ________ 板偏转．答案：(1)Ⅰ Ⅱ (2)Y X考点一 平行板电容器的动态分析[考点解读]1．两类典型问题(1)电容器始终与恒压电源相连，电容器两极板间的电势差U 保持不变． (2)电容器充电后与电源断开，电容器两极板所带的电荷量Q 保持不变． 2．动态分析思路 (1)U 不变①根据C ＝Q U ＝εr S4πkd 先分析电容的变化，再分析Q 的变化．②根据E ＝U d分析场强的变化． ③根据U AB ＝Ed 分析某点电势变化． (2)Q 不变①根据C ＝Q U ＝εr S4πkd先分析电容的变化，再分析U 的变化．②根据E ＝U d＝4k πQεr S分析场强变化．[典例赏析][典例1] (多选)如图所示，平行板电容器与直流电源连接，下极板接地，一带电油滴位于电容器中的P 点且处于静止状态，现将上极板竖直向上移动一小段距离，则( )A ．带电油滴将沿竖直方向向上运动B ．P 点电势将降低C ．电容器的电容减小，极板带电荷量减小D ．带电油滴的电势能保持不变[解析] BC [电容器与电源相连，两极板间电压不变，下极板接地，电势为0.油滴位于P 点处于静止状态，因此有mg ＝qE .当上极板向上移动一小段距离时，板间距离d 增大，由C ＝εr S 4πkd 可知电容器电容减小，板间场强E 场＝Ud 减小，油滴所受的电场力减小，mg＞qE ，合力向下，带电油滴将向下加速运动，A 错；P 点电势等于P 点到下极板间的电势差，由于P 到下极板间距离h 不变，由φP ＝ΔU ＝Eh 可知，场强E 减小时P 点电势降低，B 对；由C ＝Q U可知电容器所带电荷量减小，C 对；带电油滴所处P 点电势下降，而由题图可知油滴带负电，所以油滴电势能增大，D 错．]分析平行板电容器动态变化的三点关键1．确定不变量：先明确动态变化过程中的哪些量不变，是电荷量保持不变还是极板间电压不变．2．恰当选择公式：灵活选取电容的决定式和定义式，分析电容的变化，同时用公式E ＝U d分析极板间电场强度的变化情况．3．若两极板间有带电微粒，则通过分析电场力的变化，分析其运动情况的变化．[题组巩固]1．(2016·全国卷Ⅰ)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( )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解析：D [据C ＝εr S4πkd 可知，将云母介质移出电容器，C 变小，电容器接在恒压直流电源上，电压不变，据Q ＝CU 可知极板上的电荷量变小，据E ＝U d可知极板间电场强度不变，故选D.]2．(2018·北京卷) 研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示．下列说法正确的是( )A ．实验前，只用带电玻璃棒与电容器a 板接触，能使电容器带电B ．实验中，只将电容器b 板向上平移，静电计指针的张角变小C ．实验中，只在极板间插入有机玻璃板， 静电计指针的张角变大D ．实验中，只增加极板带电荷量，静电计指针的张角变大，表明电容增大解析：A [当用带电玻璃棒与电容器a 板接触，由于静电感应，从而在b 板感应出等量的异种电荷，从而使电容器带电，故选项A 正确；根据电容器电容的决定式：C ＝εr S 4πkd ，将电容器b 板向上平移，即正对面积S 减小，则电容C 减小，根据C ＝QU可知， 电荷量Q 不变，则电压U 增大，则静电计指针的张角变大，故选项B 错误；根据电容器电容的决定式：C ＝εr S4πkd，只在极板间插入有机玻璃板，则介电常数εr 增大，则电容C 增大，根据C ＝Q U可知， 电荷量Q 不变，则电压U 减小，则静电计指针的张角减小，故选项C 错误；根据C ＝Q U可知，电荷量Q 增大，则电压U 也会增大，而电容由电容器本身决定，C不变，故选项D 错误．]考点二 带电粒子在电场中的直线运动[考点解读]1．做直线运动的条件(1)粒子所受合外力F 合＝0，粒子或静止，或做匀速直线运动．(2)粒子所受合外力F 合≠0，且与初速度方向在同一条直线上，带电粒子将做匀加速直线运动或匀减速直线运动．2．用动力学观点分析a ＝qE m ，E ＝Ud，v 2－v 20＝2ad .3．用功能观点分析匀强电场中：W ＝Eqd ＝qU ＝12mv 2－12mv 2非匀强电场中：W ＝qU ＝E k2－E k1.[典例赏析][典例2] (2019·湖南长沙模拟)如图所示，在A 点固定一正电荷，电荷量为Q ，在离A 高度为H 的C 处由静止释放某带同种电荷的液珠，开始运动瞬间向上的加速度大小恰好等于重力加速度g .已知静电力常量为k ，两电荷均可看成点电荷，不计空气阻力．求：(1)液珠的比荷；(2)液珠速度最大时离A 点的距离h ；(3)若已知在点电荷Q 的电场中，某点的电势可表示成φ＝kQr，其中r 为该点到Q 的距离(选无限远的电势为零)．求液珠能到达的最高点B 离A 点的高度r B .[解析] (1)设液珠的电荷量为q ，质量为m ，由题意知，当液珠在C 点时k QqH2－mg ＝mg 比荷为q m ＝2gH 2kQ(2)当液珠速度最大时，k Qq h2＝mg 得h ＝2H(3)设BC 间的电势差大小为U CB ，由题意得U CB ＝φC －φB ＝kQ H －kQr B对液珠由释放处至液珠到达最高点(速度为零)的全过程应用动能定理得qU CB －mg (r B －H )＝0即q ⎝ ⎛⎭⎪⎫kQ H －kQr B －mg (r B －H )＝0解得：r B ＝2H ，r B ＝H (舍去)． [答案] (1)2gH 2kQ(2)2H (3)2H带电体在匀强电场中的直线运动问题的解题步骤[题组巩固]1．(多选)如图所示，带电小球自O 点由静止释放，经C 孔进入两水平位置的平行金属板之间，由于电场的作用，刚好下落到D 孔时速度减为零．对于小球从C 到D 的运动过程，已知从C 运动到CD 中点位置用时t 1，从C 运动到速度等于C 点速度一半的位置用时t 2，下列说法正确的是( )A ．小球带负电B ．t 1<t 2C ．t 1>t 2D ．将B 板向上平移少许后小球可能从D 孔落下解析：AB [由题图可知，A 、B 间的电场强度方向向下，小球从C 到D 做减速运动，受电场力方向向上，所以小球带负电，选项A 正确；由于小球在电场中受到的重力和电场力都是恒力，所以小球做匀减速直线运动，其速度图象如图所示，由图可知，t 1<t 2，选项B 正确，C 错误；将B 板向上平移少许时两板间的电压不变，根据动能定理可知，mg (h ＋d )－qU ＝0，mg (h ＋x )－qUx d ′＝0，联立得x ＝h h ＋d －d ′d ′<d ′，即小球不到D 孔就要向上返回，所以选项D 错误．]2．(2017·江苏卷)如图所示，三块平行放置的带电金属薄板A 、B 、C 中央各有一小孔，小孔分别位于O 、M 、P 点．由O 点静止释放的电子恰好能运动到P 点．现将C 板向右平移到P ′点，则由O 点静止释放的电子( )A ．运动到P 点返回B ．运动到P 和P ′点之间返回C ．运动到P ′点返回D ．穿过P ′点解析：A [设A 、B 板间的电势差为U 1，B 、C 间电势差为U 2，板间距为d ，电场强度为E ，第一次由O 点静止释放的电子恰好能运动到P 点，根据动能定理得：qU 1＝qU 2＝qEd ，将C 板向右移动，B 、C 板间的电场强度：E ＝U 2d ＝Q C 0d ＝4πkQεr S不变，所以电子还是运动到P 点速度减小为零，然后返回，故A 正确，B 、C 、D 错误．]考点三 带电粒子在匀强电场中的偏转[考点解读]1．运动规律(1)沿初速度方向做匀速直线运动，运动时间⎩⎪⎨⎪⎧a.能飞出电容器：t ＝lv 0b.不能飞出电容器：y ＝12at 2＝qU 2mdt 2，t ＝2mdyqU(2)沿电场力方向，做匀加速直线运动⎩⎪⎨⎪⎧加速度：a ＝F m ＝qE m ＝qUmd离开电场时的偏移量：y ＝12at 2＝qUl 22mdv2离开电场时的偏转角：tan θ＝v y v 0＝qUl mdv202．两个结论(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 1lmdv 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l2.3．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 ＝12mv 2－12mv 20，其中U y ＝Udy ，指初、末位置间的电势差．[典例赏析][典例3] 如图所示，水平放置的平行板电容器与某一电源相连，它的极板长L ＝0.4 m ，两板间距离d ＝4×10－3m ，有一束由相同带电微粒组成的粒子流，以相同的速度v 0从两板中央平行极板射入，开关S 闭合前，两板不带电，由于重力作用微粒能落到下极板的正中央，已知微粒质量为m ＝4×10－5kg ，电荷量q ＝＋1×10－8C ，g 取10 m/s 2.求：(1)微粒入射速度v 0为多少？(2)为使微粒能从平行板电容器的右边射出电场，电容器的上极板应与电源的正极还是负极相连？所加的电压U 应取什么范围？[审题指导] 开关闭合前，微粒做平抛运动，开关闭合后，微粒做类平抛运动，两个过程的分析方法相同，都要用到运动的合成与分解．[解析] (1)开关S 闭合前，由L 2＝v 0t ，d 2＝12gt 2可解得v 0＝L2gd＝10 m/s. (2)电容器的上极板应接电源的负极．当所加的电压为U 1时，微粒恰好从下板的右边缘射出，即d 2＝12a 1⎝ ⎛⎭⎪⎫L v 02， 又a 1＝mg －qU 1dm，解得U 1＝120 V当所加的电压为U 2时，微粒恰好从上极板的右边缘射出，即d 2＝12a 2⎝ ⎛⎭⎪⎫L v 02， 又a 2＝q U 2d－mg m，解得U 2＝200 V所以120 V ≤U ≤200 V.[答案] (1)10 m/s (2)与负极相连，120 V ≤U ≤200 V带电粒子在电场中偏转问题求解通法1．解决带电粒子先加速后偏转模型的通法：加速电场中的运动一般运用动能定理qU ＝12mv 2进行计算；在偏转电场中的运动为类平抛运动，可利用运动的分解进行计算；二者靠速度相等联系在一起．2．计算粒子打到屏上的位置离屏中心的距离Y 的四种方法： (1)Y ＝y ＋d tan θ(d 为屏到偏转电场的水平距离)．(2)Y ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫L2＋d tan θ(L 为电场宽度)． (3)Y ＝y ＋v y ·d v 0.(4)根据三角形相似Y y ＝L2＋d L2.[题组巩固]1．(多选)如图所示，带电荷量之比为q A ∶q B ＝1∶3的带电粒子A 、B 以相等的速度v 0从同一点出发，沿着跟电场强度垂直的方向射入平行板电容器中，分别打在C 、D 点，若OC ＝CD ，忽略粒子重力的影响，则( )A ．A 和B 在电场中运动的时间之比为1∶2 B ．A 和B 运动的加速度大小之比为4∶1C ．A 和B 的质量之比为1∶12D ．A 和B 的位移大小之比为1∶1解析：ABC [粒子A 和B 在匀强电场中做类平抛运动，水平方向由x ＝v 0t 及OC ＝CD 得，t A ∶t B ＝1∶2，选项A 正确；竖直方向由h ＝12at 2得a ＝2ht 2，它们沿竖直方向下落的加速度大小之比为a A ∶a B ＝4∶1，选项B 正确；根据a ＝qE m 得m ＝qEa，故m A ∶m B ＝1∶12，选项C 正确；A 和B 的位移大小不相等，选项D 错误．]2．(2016·北京卷23题改编)如图所示，电子由静止开始经加速电场加速后，沿平行于板面的方向射入偏转电场，并从另一侧射出．已知电子质量为m ，电荷量为e ，加速电场电压为U 0，偏转电场可看做匀强电场，极板间电压为U ，极板长度为L ，板间距为d .(1)忽略电子所受重力，求电子射入偏转电场时的初速度v 0和从电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离Δy ；(2)分析物理量的数量级，是解决物理问题的常用方法．在解决(1)问时忽略了电子所受重力，请利用下列数据分析说明其原因．已知U ＝2.0×102 V ，d ＝4.0×10－2m ，m ＝9.1×10－31 kg ，e ＝1.6×10－19 C ，g ＝10 m/s 2. 解析：(1)根据动能定理，有eU 0＝12mv 20， 电子射入偏转电场时的初速度v 0＝2eU 0m 在偏转电场中，电子的运动时间Δt ＝Lv 0＝L m 2eU 0加速度a ＝eE m ＝eU md偏转距离Δy ＝12a (Δt )2＝UL 24U 0d(2)只考虑电子所受重力和电场力的数量级，有重力 G ＝mg ≈10－29 N 电场力F ＝eUd ≈10－15 N由于F ≫G ，因此不需要考虑电子所受的重力．答案：(1) 2eU 0m UL 24U 0d(2)见解析 思想方法(十四) 电容器在现代科技生活中的应用[典例] (多选)目前智能手机普遍采用了电容触摸屏，电容触摸屏是利用人体的电流感应进行工作的，它是一块四层复合玻璃屏，玻璃屏的内表面和夹层各涂一层ITO(纳米铟锡金属氧化物)，夹层ITO 涂层作为工作面，四个角引出四个电极，当用户手指触摸电容触摸屏时，手指和工作面形成一个电容器，因为工作面上接有高频信号，电流通过这个电容器分别从屏的四个角上的电极中流出，且理论上流经四个电极的电流与手指到四个角的距离成比例，控制器通过对四个电流比例的精密计算来确定手指位置．对于电容触摸屏，下列说法正确的是( )A．电容触摸屏只需要触摸，不需要压力即能产生位置信号B．使用绝缘笔在电容触摸屏上也能进行触控操作C．手指压力变大时，由于手指与屏的夹层工作面距离变小，电容变小D．手指与屏的接触面积变大时，电容变大[解析]AD [据题意知，电容触摸屏只需要触摸，由于流经四个电极的电流与手指到四个角的距离成比例，控制器就能确定手指的位置，因此不需要手指有压力，故A正确；绝缘笔与工作面不能形成一个电容器，所以不能在电容屏上进行触控操作，故B错误；手指压力变大时，由于手指与屏的夹层工作面距离变小，电容将变大，故C错误；手指与屏的接触面积变大时，电容变大，故D正确．][题组巩固]1．(2019·汕头模拟)图示为某电容传声器结构示意图，当人对着传声器讲话，膜片会振动．若某次膜片振动时，膜片与极板距离增大，则在此过程中( ) A．膜片与极板间的电容增大B．极板所带电荷量增大C．膜片与极板间的电场强度增大D．电阻R中有电流通过解析：D [根据C＝εr S4πkd可知，膜片与极板距离增大，膜片与极板间的电容减小，选项A错误；根据Q＝CU可知极板所带电荷量减小，因此电容器要通过电阻R放电，所以选项D正确，B错误；根据E＝Ud可知，膜片与极板间的电场强度减小，选项C错误．]2．(多选)电容式加速度传感器的原理如图所示，质量块左、右侧连接电介质、轻质弹簧，弹簧与电容器固定在外框上，质量块可带动电介质移动，改变电容．则( ) A．电介质插入极板间越深，电容器电容越小B．当传感器以恒定加速度运动时，电路中有恒定电流C．若传感器原来向右匀速运动，突然减速时弹簧会压缩D．当传感器由静止突然向右加速时，电路中有顺时针方向的电流解析：CD [由C ＝εr S 4πkd知，电介质插入越深，εr 越大，即C 越大，A 错；当传感器以恒定加速度运动时，电介质相对电容器静止，电容不变，电路中没有电流，B 错；传感器向右匀速运动，突然减速时，质量块由于惯性相对传感器向右运动，弹簧压缩变短，C 对；传感器由静止突然向右加速时，电介质相对电容器向左运动，εr 增大，C 增大，电源电动势不变，由C ＝Q U 知，Q 增大，上极板电荷量增大，即电路中有顺时针方向的电流，D 对．。
高中物理《电容器的电容》教案 教科版选修3-1
电容器和电容
教材首先讲解了电容的功用，通过介绍电容器的构造及使用，使学生认识电容器有储存电荷的本领，同时介绍了电容的概念、定义式，再讲解电容器的电容与哪些因素有关．整个这一节的内容，是后面学习LC振荡电路的必备知识，是学习交变电路和电子线路的基础，关于电容器的充放电现象和电容概念，是高中物理教学的重点和难点之一，又比较抽象，因此再教学中，可以多增设实验，让学生易于理解和接受，同时培养学生的实验观察能力和科学探究能力。
人教版高中物理选修31课件：电容器与电容
１、下列关于电容器的说法中，正确的是( )D
电路中将出现的情况是特( 点 )B
知识讲解
３．击穿电压、额定电压 a.击穿电压是电容器的极限电压，超过这个电压，电容器内的介质将被击穿 b.额定电压是电容器长期工作时所承受的电压，它低于击穿电压，电容器在不高于额定 电压下工作都是安全可靠的，不要误认为电容器只有在额定电压下工作才是正常的．
A．导线上有电流通过，方向是a→b,c→d
用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素。
B．两极板间的电压不变，极板上的电荷量变大
A．N板向左平移，静电计指针偏角变大
A．有电流流动，方向从a顺时针流向b
A．两极板间的电压不变，极板上的电荷量变小
A．两板的电荷量加倍，而距离变为原来的四倍
3．板间电场：板间形成匀强电场，场强大小为E=U/d，方向垂直板面
（1）电流的方向为逆时针方向，强度由大到小（2）极板所带电量增多（3）两极板间电压增高（4）两极板间电场强度增强（5）充电过程从电源获取能量转化为电场能
课后练习
２、有一正充电的平行板电容器，若使它的电荷量减少3×10-4C，其电压降为原来的三 分之一，则（ ）ＢＣ A．电容器原来的带电量可能是9×10-4C B．电容器原来的带电量为4.5×10-4C C．电容器原来的电压可能为1V D．电容器原来的电压可能为1×10-4V
例题讲解
例5 利用静电计研究平行板电容器的电容与哪些因素有关的实验装置如图所示，则下 面哪些叙述符合实验中观察到的结果（ ）AB A．N板向左平移，静电计指针偏角变大 B．N板向上平移，静电计指针偏角变大 C．保持N板不动，在M、N间插入一块绝缘介质板， 静电计指针偏角变大 D．保持N板不动，在M、N间插入一块金属板， 静电计指针偏角变大
高中物理_ 电容器的电容教学设计学情分析教材分析课后反思
教学设计第一章静电场第8节电容器的电容的教学设计教案背景：在本节课的活动中，教师将单纯的知识传授转换为学生的自主活动，充分体现学生的主体地位，教师的主导地位。
教师在教学中，努力创设适宜学生活动的环境和条件，引导学生分析问题、解决问题，并教会学生学会利用网络学习。
教学课题：高中物理选修3-1 第一章静电场第8节电容器的电容教材分析：本节学生会认识电容器这个电学的元件。
知道电容器的构成要素、特点和描述电容器的物理量，及常见的电容器，其中平行电容在高考中出现的频率最高。
另一方面，实际生活中许多电器中都会用电容器，所以本节内容是教学的关键。
根据本节内容的特点和学生的思维认知特点，本节的教学重点定位于对电容概念的理解应用上，教学难点定位于电容的引入，研究影响平行板电容器电容大小因素的实验探究。
教学方法：为了提高学生学习的兴趣，本节从实际出发引入新课，同时在本节的教学中采用观察法、讲授法、类比法、探究实验法、动画演示法使学生从各个角度充分认识电容器，可以很好地突出教学重点、突破教学难点。
教学目标（一）知识与技能1、知道什么是电容器，知道电容器充电和放电过程；2、理解电容器电容的概念及定义式，能用来进行有关的计算；3、掌握平行板电容器的决定式并能运用其讨论有关问题。
（二）过程与方法1、通过影响平行板电容器电容因素的实验探究过程，体会其中蕴涵的物理方法：控制变量法，能够对问题进行定性分析、定量分析等；2、能够利用互联网搜索学习新知识。
（三）情感态度与价值观体会电容器在实际生活中的广泛应用，培养学生探究新事物的兴趣。
教学过程：我们用相机照相时，光线不足的时候会打开闪光灯，可大家知道闪光的能量是从哪里来的呢？下图是一种带有内置闪光灯的照相机，相机内装有容量很大的电容器。
不但相机中含有电容器，生活中的许多电器中也都含有电容器。
教师用课件展示互联网链接图片——电视、电脑、VCD等线路板。
这么多的电器中用到了电容器，电容器是什么样的元件？（一）电容器[教师活动]课件展示平行板电容器，请大家观察它的构造。
狂刷06 平行板电容器-学易试题君之小题狂刷君2019学年高二物理人教版(选修3-1)(解析版)
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第一章 静电场
狂刷06 平行板电容器
1．要使平行板电容器的的电容增加，可采用的方法是
A ．增大两极板正对面积
B ．增大两极板间距
C ．增大两板之间的电压
D ．使极板带电荷量增加
【答案】A 【解析】根据平行板电容器的决定式4πS
C kd ε=，可知要增加电容，可增大两极板正对面积，或插入电
介质，或减小板间距离，故A 正确，B 错误；电容的定义式为C Q U
=
，运用比值法定义，可知C 与Q 、U 无关，故CD 错误。
2．（2018·福建省闽侯第二中学五校教学联合体高二期末考试）水平放置的平行板电容器与一电池相连。
在电容器的两板间有一带正电的质点处于静止平衡状态。
现将电容器两板间的距离增大，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，质点向下运动
D ．电容变小，质点保持静止
【答案】
C
【名师点睛】解答本题注意电容器的两种状态，充电后与电源断开则电荷量不变；而与电源相连，则两板间的电势差保持不变。