2018电容及电容器高中物理一轮复习专题

电容及电容器

【基础知识】 1、电容器

（1）构造：任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体都可以看成一个电容器。 （2）电容器的充电、放电

充电操作：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。

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。

放电操作：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。

放电现象：从灵敏电流计可以观察到短暂的放电电流。放电后，两极板间不存在电场，电场能转化为其他形式的能量。

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。

2、平行板电容器的动态分析

讨论：充电后的平行板电容器极板间的场强

（1）充电后与电源相连，U 不变，增大d ，导致C 减小，Q 减少，E 减小． （2）充电后与电源断开：Q 不变，增大d ，导致C 减小，U 增大，S

kQ Cd Q d U E επ4===不变． 例1、下列说法中正确的是（ ）

A 、平行板电容器一板带电＋Q ，另一板带电－Q ，则此电容器不带电

B 、由公式U Q

C =可知，如果所带电荷量增大为2Q ，则电容器的电容减小为原来的2

1

倍， C 、平行板电容器保持带电量不变而增大板距时，两板间电压要减小 D 、电容器的带电量与两极板间的电势差成正比

例2、一平行板电容器充电后与电源断开，负极接地，在两极板间有一正电荷（电量很小）固定在P 点，如图所示，E 表示两板间的场强，U 表示电容器的电压，W 表示正电荷在P 点的电势能，若保持负极板不动，将正极板移到虚线所示的位置，则（ ）

A. U 变小，E 不变；

B. E 变大，W 变大；

C. U 变小，W 不变；

D. U 不变，W 不变；

解析：电容器充电后与电源断开，说明电容器带电量不变。正极板向负极板移近，由C S kd =

επ4可知电容增大，由U Q C =可知，U 变小，而E kq

S

=4πε，由此可看出，场强E 不变。因E 不变，P 点与负极板间的距离不变，可知P 点的电势U P 不变，那么正电荷的电势能W qU P =就不变，综上所述，A 、C 选项正确。

【变式】如图平行板电容器经开关K 与电池连接，a 处有一带电量非常小的点电荷，K 是闭合的，ϕa 表示a 点的电势，F 表示点电荷受到的电场力。现将电容器的B 板向下稍微移动，使两极板间的距离增大，

则（ ）

A. ϕa 变大，F 变大；

B. ϕa 变大，F 变小；

C. ϕa 不变，F 不变；

D. ϕa 不变，F 变小

分析：平行板电容器充电后与电源两极相连接，则两极板间的电势差U AB 保持不变，B 板向下移动，极板间距离d 增大，根据公式E U d d

=

∝1

知，场强E 变小，则a 处的点电荷受的电场力F Eq =变小。B 板接地，电势ϕB =0，a 点与B 板间电势差U aB a B a =-=ϕϕϕ，又因U U U AB Aa aB ()恒定=+，而a 点距A 极板间距d 1不变，则U Ed Aa =1变小，可分析出U aB 变大，即ϕa 变大。故选项B 正确。

例 3. 平行板电容器两极板与静电计的连接如图所示，对电容器充电，使静电计张开某一角度，撤去电源

后以下说法正确的是（ ）

A. 增大两板间距离，静电计指针张角变大；

B. 减小两板间距离，静电计指针张角变大；

C. 将两板错开一些，静电计指针张角变大；

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陶瓷板，静电计指针张开角度变大

E ．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，静电计指针张开角度变大 【变式】平行板电容器的两极板A 、B 接于电池两极，一带正电小球悬挂在电容器内部，闭合电键K ，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ，如图所示，则（ ）

A. 保持开关S 闭合，带正电的A 板向B 板靠近，则θ角增大；

B. 保持开关S 闭合，带正电的A 板向B 板靠近，则θ角不变；

C. 开关S 断开，带正电的A 板向B 板靠近，则θ角增大；

D. 开关S 断开，带正电的A 板向B 板靠近，则θ角不变。

解析：球在电场中平衡，则所受电场力、重力及绳的拉力的合力为零。由平衡条件得tan θ=

qE

mg ，故要判断θ的变化，只需判断电场强度E 的变化即可。K 闭合时，U 不变，A 向B 靠近，d 减小，由E U d

=

，可知E 增大，θ角增大，故A 正确。K 断开，则Q 不变，A 向B 靠近，E 不变，则θ角不变，故D 选项正确。答案为A 、D 。

例4、传感器是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，A 为固定电极，B 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，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.现将此电容式传感器与零刻度在中央的灵敏电流表和电源串联成闭合电路，已知电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏转.当待测压力增大时（ ） A ．电容器的电容将减小

B ．灵敏电流表指针指在正中央零刻度处

C ．灵敏电流表指针向左偏转

D ．灵敏电流表指针向右偏转