2019年高考物理双基突破（二）专题01电容器及其两类变化精讲.doc

1、1专题 01 电容器及其两类变化一、电容器1构造：彼此绝缘而又相距很近的两个导体，就构成一个电容器。2功能（1）充电：把电容器的两个极板与电源的正负极相连，使两个极板上带上等量异种电荷的过程。（2）放电：用导线把充电后的电容器的两个极板接通，两个极板上的异种电荷就会中和，电容器失去电荷的过程。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。3带电荷量：通常是指电容器已容纳的电荷的数量，任意一个极板所带电荷量的绝 对值，电容器由电容器的电容和所

2、加电压共同决定。二、电容1定义：电容器所带电荷量与两极板间电势差的比值叫电容。2定义式： C ；与电容器是否带电及电压无关，仅由电容器本身（大小、形状、相对位置及电介QU质）决定。不能理解为电容 C 与 Q 成正比、与 U 成反比。3物理意义：是描述电容器容纳电荷本领大小的物理量，数值上等于使电容器两极板间的电势差增加 1V 所增加的带电量。4单位：国际单位制中，法拉。F，1F1C/V。微法和皮法。1F10 6F10 12pF。【题 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

3、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 Q1.010 6 C 时，两极间电压升高 10V，则电容器的电容无法确定 【答案】A2化，C 错， C UQ可求电容器的电容，D 错。 QU【题 9】 （多选）如图所示，两块较大的金属板 A、 B 平行放置并与一电源相连，S 闭合后，两板间有一质量为 m、电荷量为 q 的油滴恰好处于静止状态。以下说法中正确的是A若将 A 板向上平移一小段位移，则油滴向下加速运动， G 中有 b a 的电流B若将 A 板向左平移一小段位移，则油滴仍然静止， G 中有 b a 的电流C若将 S 断开，则油滴立即做自由落体运动， G 中无电流D

4、若将 S 断开，再将 A 板向下平移一小段位移，则油滴向上加速运动， G 中有 b a 的电流【答案】AB而根据 C 可知，电容 C 减小，故两板所带电荷量 Q 也减小，因此电容器放电，所以 G 中有 b a 的 rS4 kd电流，选项 A 正确；在 S 闭合的情况下，若将 A 板向左平移一小段位移，两板间电压 U 和板间间距 d 都不变，所以板间场强 E 不变，油滴受力平衡，仍然静止，但是两板的正对面积 S 减小了，根据 C 可知， rS4 kd电容 C 减小，两板所带电荷量 Q 也减小，电容器放电，所以 G 中有 b a 的电流，选项 B 正确；若将 S 断开，两板所带电荷量保持不变，板间

5、场强 E 也不变，油滴仍然静止，选项 C 错误；将 S 断开，再将 A 板向下平移一小段位移，两板所带电荷量 Q 仍保持不变，两板间间距 d 变小，根据 C ， U 和 E ， rS4 kd QC Ud可得 E ，显然，两板间场强 E 不变，所以油滴仍然静止，G 中无电流，选项 D 错误。4 kQ rS五、电容内固定点的电势及电势能的变化1单纯求电容内某点的电势，不方便，一般求该点到电势为零的两点间的电势差，两点间的电势差一般采用方程 Uab El 来计算，其中 l 为 a、 b 两点沿电场方向的距离。32 Uab El 中的场强可以利用方程 E 求解，其中 U 为两板间的电压， d 为板间距

6、。Ud3 E 中两板间的电压，利用 U 可求。平行板电容器电容可以利用方程 C 计算。Ud QC rS4 kd4由于已经知道了电容内某点的电势，因此求电势能主要利用方程 E aq。【题 10】 （多选）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，如图所示，以 E 表示两极板间的场强， U 表示电容器两极板间的电压， 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 U 变小， E 不变 B E 变小， Ep变大C U 变小， Ep不变 D U 不变， Ep变小【答案】AC【题 11】如图所示， A、 B 为两

7、块水平放置的金属板，通过闭合的开关 S 分别与电源两极相连，两极中央各有一个小孔 a 和 b，在 a 孔正上方某处放一带电质点由静止开始下落，若不计空气阻力，该质点到达 b 孔时速度恰为零，然后返回。现要使带电质点能穿过 b 孔，则可行的方法是A保持 S 闭合，将 A 板适当上移B保持 S 闭合，将 B 板适当下移4C先断开 S，再将 A 板适当下移 D先断开 S，再将 B 板适当上移【答案】BCA由质点到达 b 孔时速度恰为零，根据动能定理得 mg（ h d） qU0。若保持 S 闭合，将 A 板适当上移，设质点到达 b 时速度为 v，由动能定理得 mg（ h d） qU mv2，得 v0，

8、说明质点到达 b 孔时速12度恰为零，然后返回，不能穿过 b 孔，故 A 错误。B若保持 S 闭合，将 B 板适当下移距离 d，由动能定理得 mg（ h d d） qU mv2，则 v0，12质点能穿过 b 孔，故 B 正确。C若断开 S 时，将 A 板适当下移，板间电场强度不变，设 A 板下移距离为 d，由动能定理得mg（ h d） qE（ d d） mv2，又由原来情况有 mg（ h d） qEd0。比较两式得， v0，说明质点12能穿出 b 孔，故 C 正确。D 若断开 S，再将 B 板适当上移，根据动能定理： mg（ h d） qEd mv2，因 d d，可知，12质点没到达 b 孔时

9、速度减为零，故不能穿过 b 孔，故 D 错误。 【题 12】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。一带电油滴位于电容器中的 P 点且恰好处于静止状态。现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离A带电油滴将沿竖直方向向上运动B P 点的电势将降低C带电油滴的电势能将减小D电容器的电容减小，极板带电荷量将增大【答案】B5油滴在运动过程中，由于电场力减小，油滴向下运动， 重力做正功，重力势能减少；电场力做负功，电势能增加。保持电源与电容器相连， 则两板间电压 U 不变，而板间距离 d 增大，则 E 将减小，原来 qE0 mg，Ud则上极板稍上移后， qEmg，油滴将沿竖直方向向下运动，A 错；设下极板上接地点为 O，则 P UPO EdPO， E 减小，则 P 点电势 P减小，B 正确；油滴向下运动，电场力做负功，其电势能将增大，C 错；由 Q CU 知： U 一定时， C 减小，则 Q 减小，D 错。