专题一有关电容器、电容问题的讨论.doc

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1、专题一有关电容器、电容问题的讨论良乡中学　秦建国●高考趋势展望电容器是各种电子设备中用途较为广泛的元件，在当今突出理论联系实际能力考查的背景下，本专题知识很容易作为考查理论联系实际能力的载体，还会出现在今后的高考题中。平行板电容器的电容问题是以往考试的热点，2005年《考试大纲》虽然将平行板电容器的电容由Ⅱ降为Ⅰ级要求，但对于平行板电容器的定性分析仍然不可忽视。单独考查本专题知识的考题不会太多，难度亦不会太大，但将电容器知识和带电粒子在电场中运动等内容结合起来，也能命出颇具难度的综合题。对本专题的复习，应在理解电容概念的基础上，紧扣电容器问题讨论的两种典型情况，熟练运用电容定义式C=Q/U、

2、E=U/d及极板电荷面密度同场强关系，对问题进行分析和讨论。●知识要点整合1、电容器任意两个彼此绝缘、互相靠近的导体即构成一个电容器。平行板电容器是最简单、最基本的电容器，其他形状的电容器可以看作平行板电容器的变形。在实际的电子电路中，连接各元件的导线都能构成一个个形状不规则的电容器，尽管其电容量不大，但在高频情况下，其对电路工作状态的影响，也是不容忽视的。使电容器极板带电的过程叫充电。电容器充电时两极板总带有等量异种电荷。电容器的带电量指的是电容器一个极板所带电荷量的绝对值。使电容器失去电荷的过程叫放电。电容器充电、放电过程中，电路中都有短暂的变化电流。交变电流能“通过”电容器，其实质就

3、是电容器在交变电压作用下，反复充、放电的结果。2、电容器的电容电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量，其定义为：电容器的带电荷量跟它的两极间电压的比值。（电容器的两极间的电势差增加1V所需的电量）电容器的电容大小仅由电容器本身性质决定，而与其所带电荷量多少无关，这一点在平行板电容器电容大小的决定式C=中，得到了充分体现。在电容器问题的讨论中，有两种典型情况应予以特别关注：一是若电容器两极始终和一恒定的直流电源两板相连接时，电容器两极间电压恒等于电源电动势；一是电容器充电后即和外界脱离接触（绝缘）时，其电荷量保持不变。另外，平行板电容器间场强大小决定于极板电荷的面密度，也是一个有用的结论。在电荷

4、量不变的情况下，将极板错开、改变间距时，讨论极板间场强、电压的变化问题，要比利用电容定义式和决定式讨论方便得多。●题例及解析一、夯实基础1．要使平行板电容器两极板间的电势差加倍，同时极板间的场强减半，可采用：[]（课本137页第（4）题）A．两板电量加倍，距离为原来的4倍B．两板电量加倍，距离为原来的2倍C．两板电量减半，距离为原来的4倍D．两板电量减半，距离为原来的2倍【解析】由公式U=Ed可知，要使U加倍，而E减半，板间距离必须为原来的4倍。由电容C与d成反比可知，当d为原来的4倍时，C减为原来的1/4。由Q=CU可知，当U加倍，而C为原来的1/4时，Q必减半。【答案】C[例1]对一电容器

5、充电时电容器的电容C、带电荷量Q、电压U之间的关系图线如下图1所示，其中正确的是[]CυQυ0υAυCυUυ0υBυCυQυ0υCυQυUυ0υDυ【解析】对一确定的电容器，其电容量是恒定的，与所加电压或电量无关，但其所带电量Q=CU，是和两极间电压成正比的.由此可知选项C、D正确.【答案】CD二、强化训练[例2]如图所示，平行板电容器两极板间电压恒定，带电的油滴在极板间静止，断开开关后，再将极板间距离增大些，则油滴运动将CKA．向上运动B．仍然静止C．向下运动D．向左或向右运动（图2）【解析】油滴静止在极板间，说明他受到的重力和电场力平衡，电场力向上。断开电源时，电容器的极板间的电荷量Q不

6、变。由平行板电容器内部场强知；可见，平行板电容器内部电场强度与d无关。与电荷Q和平行板电容器的正对面积S有关。Q/S为电荷密度，E与电荷密度相同。故虽上下移动极板，但Q、S不变，E就不变。油滴受到的电场力就不变。故仍然静止。【答案】B题型变换（1）将题变为将电容器与电源断开后，又将两板间距减小，带电液滴将如何运动？答案为仍静止。分析与上题相同。题型变换（2）闭合开关K使电容器充电后，带电的油滴恰好静止在极板间，下列说法正确的是[]A不断电源，当两极板错开使正对面积减小时，油滴向下运动。B不断电源，当两极板间的距离增大时，油滴向下运动。C断开电源，当两极板错开使正对面积减小时，油滴向下运动。D断

7、开电源，当两极板间的距离减小时，油滴向下运动。【解析】油滴静止在极板间，说明他受到的重力和电场力平衡，电场力向上。不断电源，电容器极板间的电势差不变，因极板间的距离不变，故E不变，则油滴在其间受的电场力不变，油滴仍静止不变。当距离增大，由E=U/d知，E减小，油滴受到的电场力减小，故油滴向下运动。B正确。当充电后断开电源时，电容器的极板间的电荷量Q不变，当正对面积减小时，E增大，油滴受到的电场力增