1、考點(diǎn) 24 電容器和電容量 【考點(diǎn)學(xué)問方法解讀】 1. 兩個(gè)彼此絕緣且又相互靠近的導(dǎo)體都可視為電容器；電容量是描述電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量；物理學(xué)中用電容器所帶的電荷 量 Q 與電容器兩極板之間的電勢(shì)差 U 的比值定義為該電容器的電容量,與電容器是否帶電,帶電量多少,極板間電勢(shì)差大小無關(guān)； 即 2. 動(dòng)態(tài)含電容器電路的分析方法： 確定不變量；如電容器與電源相連,電容器兩極板之間的電勢(shì)差 量 Q 不變； C=Q/U；電容量由電 容器本身的幾何尺寸和介質(zhì)特性準(zhǔn)備, U 不變；如電容器充電后與電源斷開,就電容器兩極板帶電荷 用平行板電容器的準(zhǔn)備式 C= S 分析電容器的電容變化；如正對(duì)面積 S 增

2、大,電容量增大；如兩極板之間的距離 d 增大, 4 kd 電容量減小；如插入介電常數(shù) 較大的電介質(zhì),電容量增大； 用電容量定義式 C=Q/U 分析電容器所帶電荷量變化（電勢(shì) U 不變）,或電容器兩極板之間的電勢(shì)差變化（電荷量 Q 不用電荷量與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系及其相關(guān)學(xué)問分析電場(chǎng)強(qiáng)度的變化；如電容器正對(duì)面積不變,帶電荷量不變,兩極板之間的距離 差 變）； d 變 化,兩極板之間的電場(chǎng)強(qiáng)度不變；如兩極板之間的電勢(shì)差不變,如兩極板之間的距離 度的變化； 【最新三年高考物理精選解析】 d 變化,由 E=U/d 可分析兩極板之間的電場(chǎng)強(qiáng) 1. （ 2022新課標(biāo)理綜）如圖,平行板電容器的兩個(gè)極板與水平地面

3、成一角度,兩極板與始終流電源相連；如 一帶電粒子恰能沿圖中所示水平直線通過電容器,就在此過程中,該粒子 A . 所受重力與電場(chǎng)力平穩(wěn) B . 電勢(shì)能逐步增加 C . 動(dòng)能逐步增加 D . 做勻變速直線運(yùn)動(dòng) 2. （ 2022江蘇物理）一充電后的平行板電容器保持兩極板的正對(duì)面積,間距和電荷量不變,在兩極板間插入一電介 質(zhì),其電容量 C 和兩極板間的電勢(shì) U 的變化情形是 差 B C 增大, U 減小 C C 減小, U 增 DC 和 U 均減小 A C 和 U 均增大 3：（2022天津理綜第 5題）板間距為 d的平行板板電容器所帶電荷量為 大 Q 時(shí),兩極板間電勢(shì)差 U1,板間場(chǎng)強(qiáng)為 E1現(xiàn)將

4、電容器所帶 電荷量變?yōu)?2Q,板間距變?yōu)?d/ 2,其他條件不變,這時(shí)兩極板間電勢(shì)差 U2,板間場(chǎng)強(qiáng)為 E2,以下說法正確選項(xiàng) 為 A. U2=U1,E2=E1 B. U2=2U1,E2=4E1C. U2=U1,E2=2E1 D. U2=2U1,E2=2E14（ 2022北京理綜）用把握變量法,可以爭辯影響平行板電容器的因素（如題 1 圖）；設(shè)兩極板正對(duì)面積為 S,極板間的距離為 ,靜電計(jì)指針偏角為 ；試驗(yàn)中,極板所帶電荷量不變,如 A. 保持 S 不變,增大 d,就 變大 B. 保持 S 不變,增大 d,就 變小 C. 保持 d 不變,增大 S,就 變小 D. 保持 d 不變,增大 S,就

5、不變 5 2022 重慶理綜 某電容式話筒的原理示意圖如題 3 圖所示, E 為電源, R 為電阻,薄片 P 和 Q 為兩金屬基板；對(duì)著話筒說話P 振動(dòng)而 Q 可視為不動(dòng)；P,Q 間距增大過程 時(shí), 在 A P,Q 構(gòu)成的電容器的 電容增大 中, B P 上電荷量保持不變 C M 點(diǎn)的電勢(shì)比 N 點(diǎn)的低 D M 點(diǎn)的電勢(shì)比 N 點(diǎn)的高 6（2022安徽理綜）如題 6圖所示, M,N 是平行板電容器的兩個(gè)極 R0為定值電阻, R1,R2為可調(diào)電阻,用絕緣細(xì)線將質(zhì)量為 m, 板, 帶正電的小球懸于電容器內(nèi)部；閉合電鍵 S,小球靜止時(shí)受到懸線的拉力為 F；調(diào)劑 R1, R2,關(guān)于 F 的大小判定正確

6、選項(xiàng) A保持 R1不變,緩慢增大 R2時(shí), F 將變大 B保持 R1不變,緩慢增大 R2時(shí), F 將變小 M NC保持 R2不變,緩慢增大 R1時(shí), F 將變大 D保持 R2不變,緩慢增大 R1時(shí), F 將變小 R1 7. （2022浙江理綜）為了測(cè)量儲(chǔ)罐中不導(dǎo)電液體的高度,將與儲(chǔ)罐外殼絕緣的兩塊平行金屬板構(gòu)成的電 容器 C 置于儲(chǔ)罐中 , 電容器可通過開關(guān) S 與線圈 L 或電源相連,如以下圖；當(dāng)開關(guān)從 a 撥到 b 時(shí),由 L 與 C R0 R2構(gòu)成的回路中產(chǎn)生的周期 T=2 LC 錯(cuò)誤 . 未找到引用源； 的振蕩電流；當(dāng)罐中液面上升時(shí)（ ） E S A. 電容器的電容減小 B. 電容器的

7、電容增大 zxxk C. LC 回路的振蕩頻率減小 D. LC 回路的振蕩頻率增大 8. （ 2022海南物理）將平行板電容器兩極板之間的距離,電壓,電場(chǎng)強(qiáng) 度大小和極板所帶的電荷量分別用 d,U,E 和 Q 表示；列說法正確選項(xiàng) 下 A保持 U 不變,將 d 變?yōu)樵鹊膬杀?就 E 變?yōu)樵鹊囊话?B 保持 E 不變,將 d 變?yōu)樵鹊囊话?就 U 變?yōu)樵鹊膬杀?C保 持 d 不變,將 Q 變?yōu)樵鹊膬杀?U 變?yōu)樵鹊囊?D保持 d 不變,將 Q 變?yōu)樵鹊囊话?E 變?yōu)樵鹊囊话?就 9. （ 2022全國理綜）如圖,一平行板電容器的兩個(gè)極板豎直放置,在兩極板間有一帶電小球,小球用一絕

8、緣輕線懸掛于 就 O 點(diǎn)；先 給電容器緩慢充電,使兩級(jí)板所帶電荷量分別為 Q 和 Q,此時(shí)懸線與豎直方向的夾角 /6 ；再給電容器緩慢充電,直到懸線和 豎直方向的夾角增加到 /3 ,且小球與兩極板不接觸；求其次次充電使電容器正極板增加的電荷量； 為 電容和電容器學(xué)問點(diǎn)精解 1電容的定義 第 1 頁,共 17 頁1電容器 作用：電容器是電氣設(shè)備中常用的一種重要元件,可以用來容納電荷； 構(gòu)成：兩金屬板間夾上一層絕緣物質(zhì) 電介質(zhì) 就是一個(gè)最簡潔的電容器；兩個(gè)金屬板就是電容器的兩個(gè)電極； 充電與放電：使電容器帶電叫充電；使充電后的電容器失去電荷叫放電； 電容器所帶電量：電容器的一個(gè)極板上所帶電量的確定

9、值； 擊穿電壓與額定電壓： 加在電容器兩極上的電壓假如超過某一極限, 電介質(zhì)將被擊穿從而損壞電容器, 這個(gè)極限電壓叫擊穿 電壓；電容器長期工作所能承擔(dān)的電壓叫做額定電壓,它比擊穿電壓要低； 2電容的定義：電容器所帶電量與兩板間電勢(shì)差之比叫電容；定義式為 單位：在國際單位制中,電容單位是法 用單位有：微法 F 和皮法 pF ；它們的換算關(guān) F ；常 系是 1F=106uF=10 12pF 物理意義： 表示電容器 S 成正比,跟極板間的距d 成反比；用公式表達(dá)為 容納電 荷本領(lǐng)大小的物理量； 2平行板電 容器電容的準(zhǔn)備因素 平行板電容器的電容,跟介電常量 成正比,跟正對(duì)面積 離 下面表中為幾種電介

10、質(zhì)的介電常量的值； 第 2 頁,共 17 頁3常用電容器：常用的電容器可分為固定電容器和可變電容器； 1固定電容器：固定電容器的電容是固定不變的,常用的有紙質(zhì)電容器及電解電容器； 紙質(zhì)電容器：在兩層錫箔或鉛箔中間夾以在石蠟中浸過的紙,一起卷成圓柱體而制成的電容器 圖 1-49a ； 電解電容器：這種電容器是用鋁箔作陽極,用鋁箔上很薄的一層氧化膜作電介質(zhì),用浸漬過電解液的紙作陰極制成的 圖 1-49b ；由于氧化膜很薄,這種電容器的電容較大；電解電容器的極性是固定的,使用時(shí)正負(fù)極不能接錯(cuò),不能接溝通電； 2可變電容器：特點(diǎn)：電容可以轉(zhuǎn)變； 構(gòu)成：由兩組鋁片組成 圖 1-49c ,固定的一組鋁片叫

11、定片,可以轉(zhuǎn)動(dòng)的一組鋁片叫動(dòng)片；使用時(shí)可以轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)片使兩組鋁 片正對(duì)面積發(fā)生變化從而轉(zhuǎn)變電容的大?。?3電路中常用的幾種電容器的符號(hào)如圖 1-49d 所示； 【例 1】 圖 1-50 中平行放置的金屬板 A, B 組成一只平行板電容器；在不斷開電鍵 K 時(shí),使 A 板向上平移 拉開一些；使 A 板向右平移錯(cuò)開一些；往 A,B 間充入介電常量 差 U,電量 Q,板間場(chǎng)強(qiáng) E 的變化情形；如斷開電鍵 K,情形又如何？ 1 的電介質(zhì)；試爭辯電容器兩板電勢(shì) 【例 2】 如圖 1-51 所示,兩塊水平放置的平行金屬板 M,N,相距為 d,組成一個(gè)電容為 C 的平行板電容M 板接地, M 板的正中心有一小

12、B；從 B 孔正上方 h 處的 A 點(diǎn),由靜止一滴一滴地滴下質(zhì)量 器, m,電量為 q 孔 的帶電油滴,油滴穿過 B 孔后落到 N 板,把全部電量傳 為 N 板,如不計(jì)空氣阻力及板外電場(chǎng)：1 第幾滴油滴將在 M, N 板間勻速直線運(yùn)動(dòng)？ 2 能達(dá)到 N 板的液滴不會(huì)超過多少滴？ 問： 作 【例 3】 在靜電復(fù)印機(jī)里,常用圖 1-52 所示的電路來調(diào)劑 A,C 兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度的大小,從而來把握復(fù)印件的顏色深淺；在操作時(shí), 第一對(duì)金屬平板 A, B 組成的平行板電容器充電；該電容器的 B 板接地, A,B 間充有介電常量為 的電介質(zhì),充電后兩板間的電差為 U；而后,斷開該充電電源,將連接金屬平板

13、C 和可調(diào)電源 的開關(guān) K 閉合；這樣, A,C 兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度將隨可調(diào)電源 電壓變化而得以調(diào)劑；已知 C 板與 A 板很近,相互平行,且各板面積相 的 A,B 板間距離為 d1,A,C 板間的距離為 d2,A,C 板間 的空氣介電常量取為 1；試求：當(dāng)電源 的電壓 U0 時(shí), A, C 兩板間某點(diǎn) P 處的電場(chǎng)強(qiáng)度； 為 第 3 頁,共 17 頁圖 11-3 例 4如圖 11-3 所示的電路中, 4 個(gè)電阻的阻值均為 R,E 為直流電源,其 明哪一極是正極 . 平行板電容器兩極板間的距離為 d. 在平行極板電容器的兩 質(zhì)量為 m, 電量為 q的帶電小球 . 當(dāng)電鍵 K 閉合時(shí),帶電小球靜止

14、在兩極板間 打開,帶電小球便往平行極板電容器的某個(gè)極板運(yùn)動(dòng),并與此極板碰撞,設(shè) 內(nèi)阻可以不計(jì),沒有標(biāo) 個(gè)平行極板之間有一個(gè) 的中點(diǎn) O 上. 現(xiàn)把電 鍵 在碰撞時(shí)沒有機(jī)械失,但帶電小球的電量發(fā)生變化 . 碰后小球帶有與該極板相同性質(zhì)的電荷, 而 能損 且所帶的電量恰使它運(yùn)動(dòng)到平行極板電容器的另一極板 . 求小球與電容器某個(gè)極板碰撞后所 好剛能 帶的電荷 . 例 5 如圖 11-4所示,電容器 C16F, C2 3F,電阻 R1 6, R2 3,當(dāng)電鍵 K 斷開時(shí), A,B 兩點(diǎn)間的電壓 UAB？當(dāng) K 閉合時(shí),電容器 C1 的電量轉(zhuǎn)變了多少（設(shè)電壓 U 18 V）. 小結(jié)： 電容器是一個(gè)儲(chǔ)存電

15、能的元件,在直流電路中,當(dāng)電容器充,放電時(shí),電路有充電,放電電流, 圖 11-4 一旦電流達(dá)到穩(wěn)固狀態(tài), 電容器在電路中就相當(dāng)于一個(gè)阻值無限大 （只考慮電容器是理想不漏電的情形） 的元件,電容電路可看作是斷路,簡化電路時(shí)可去掉它,簡化后如要求電容器所帶電量時(shí),可在相應(yīng)的位置補(bǔ)上 .分析和運(yùn)算含有電 容器的直流電路時(shí),關(guān)鍵是精確地判定并求出電容器的兩端的電壓,其具體方法是： 1.確定電容器和哪個(gè)電阻并聯(lián),該電阻兩端電壓即為電容器兩端電壓 . 2.當(dāng)電容器和某一電阻串聯(lián)后接在某一電路兩端時(shí),此電路兩端電壓即為電容器兩端電壓 . 3.對(duì)于較復(fù)雜電路,需要將電容器兩端的電勢(shì)與基準(zhǔn)點(diǎn)的電勢(shì)比較后才能確定

16、電容器兩端的電壓 . 3.如圖 11-7 所示, E10 V,R1 4, R26, C30,F 電池內(nèi)阻可忽視 . （1）閉合開關(guān) K,求穩(wěn)固后通過 R1 的電流；（ 2）然后將開關(guān) K 斷開,求這以后通過 R1 的總電量 . 圖 117 圖 118 圖 119 4.如圖 11-8所示的電路,已知電池電動(dòng)勢(shì) E 90 V,內(nèi)阻 5,R110,R2 20,板面水平放置的平行板電容器的兩極板 M, N 相距 d=3 cm,在兩板間的正中心有一帶電液滴,其電量 q=-2 10 C,其質(zhì)量 m=4.5 10 7 5 kg,取 g=10 m/s2,問 （1）如液滴恰好能靜止平穩(wěn)時(shí),滑動(dòng)變阻器 R 的滑動(dòng)

17、頭 C 正好在正中點(diǎn),那么滑動(dòng)變阻器的最大阻 Rm 是多大 . 值 （2）將滑動(dòng)片 C 快速滑到 A 端后,液滴將向哪個(gè)極板做什么運(yùn) .到達(dá)極板時(shí)的速度是多大 .動(dòng) 5.如圖 11-9 所示 .兩根相距為 L 的豎直金屬導(dǎo)軌 MN 和 PQ 的上端接有一個(gè)電容為 C 的電容器,質(zhì)量 m 的金屬棒 ab 可緊貼豎 為 直導(dǎo)軌無摩擦滑動(dòng),且滑動(dòng)中 ab 始終保持水平,整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的磁場(chǎng)中,不計(jì)電阻,求最終通過 C 的充電電流 . 第 4 頁,共 17 頁6.圖 11-10 所示,金屬棒 ab 質(zhì)量 m=5 g,放在相距 L=1 m 的光滑金屬導(dǎo)軌 MN,PQ 上,磁感應(yīng)強(qiáng) 度 T

18、,方向豎直向上,電容器的電容 C=2F,電源電動(dòng)勢(shì) E16 V,導(dǎo)軌距地面高度 h=0.8 m. 當(dāng) 單刀雙擲開關(guān)先擲向 1 后,再擲向 2,金屬棒被拋到水平距離 s=6.4 cm 的地面上,問電容器兩端的電 壓仍有多大 . 圖 考點(diǎn) 24 電容器和電容量 3【答 案】：C【解析】：由板間距為 d 的平形板電容器所帶電荷量為 Q 時(shí),兩極板間電勢(shì)差U1,板間場(chǎng)強(qiáng)為 E1,可知板間距為 d的 平形板電容器電容量 C=Q/U1；板間場(chǎng)強(qiáng)為 E1= U1/d ；依據(jù)平行板電容器電容量準(zhǔn)備式,將電容器板間距變?yōu)?為 1d,其電容量為 2C； 2電容器所帶電荷量變?yōu)?2Q,其電勢(shì)差 U2=2Q/2C=

19、U1,板間場(chǎng)強(qiáng) E2= U 2/ 1d=2 U1/d=2 E 1,所以選項(xiàng) C 正2 確； 5. 【答案】 D【解析】電容式話筒與電源串聯(lián),電壓 U 保持不變；在 P,Q 間距增大過程中,依據(jù)平行板電容準(zhǔn)備式 C S 可 4 kd 知, d 增大,電容量 C 減小,選項(xiàng) A 錯(cuò)誤；又依據(jù)電容量定義式 C=Q/U 得電容器所帶電荷 Q 減小,選項(xiàng) B 錯(cuò)誤；電容器的放電電 流通過 R 的方向由 M 到 N,所以 M 點(diǎn)的電勢(shì)比 N 點(diǎn)的高；選項(xiàng) C 錯(cuò)誤 D 正確； 7【答案】：BC【解析】當(dāng)罐中液面上升時(shí),由平行板電容器的準(zhǔn)備式,電容器的電容增大,選項(xiàng) 增大, 振蕩頻率 減小,選項(xiàng) C 正確

20、D 錯(cuò)誤； A 錯(cuò)誤 B 正確； LC 回路的振蕩周 期 8. 9【答案】：2Q【解析】：兩級(jí)板所帶電荷量分別為 Q 和 Q,此時(shí)懸線與豎直方向的夾角/6 ,小球所受電場(chǎng)力 F1=mgtan /6 ； 設(shè)電容器電容量為 C,兩極板之間距離 d,就兩極板之間電壓 為 U1=Q/C,兩極板之間電場(chǎng)強(qiáng)度 E1= U1/d ,F1=q E 1； 第 5 頁,共 17 頁電容和電容器學(xué)問點(diǎn)精解 例 1 第 6 頁,共 17 頁【解題】 電鍵 K 不斷開時(shí),電容器兩極板間電壓 U 不?。挥捎?Q=CU, 變； U 不變,所以 Q 變??；平行板電客器內(nèi)部電場(chǎng)為身強(qiáng) 兩板錯(cuò)開意味著正對(duì)面積 S 變小；由 C

21、S 可知 C 變小,由 Q=CU, 第 7 頁,共 17 頁, 電鍵 K 斷開后,意味著電容器所帶電量 Q 不 變； 兩板錯(cuò)開時(shí) S 變小,由 C S 可知, C 變小,所以 U 變大,而 第 8 頁,共 17 頁【例 2】【分析思路】 帶電油滴將所帶的電量傳給 N 板,因靜電感應(yīng)在勻強(qiáng)電場(chǎng)；當(dāng)電場(chǎng)力等于重力時(shí),油滴作勻速直線運(yùn)動(dòng),此時(shí)油滴從 使 N 板速度為零,即為最終一滴落 N 板的油滴,其余以后落下的油滴來至 達(dá) M 板帶上等量異種電荷,這就使電容器帶 M,N 板間存 A 點(diǎn)落到 N 板時(shí)重力做的功等于克服電場(chǎng)力做的功；油滴至 N 板即反方向向上運(yùn)動(dòng)； 第 9 頁,共 17 頁【解題】

22、1 設(shè)第 n 滴油滴將在兩板間作勻速直線運(yùn)動(dòng)； 所以,當(dāng)?shù)?n 滴油 , 滴作勻速直線運(yùn)動(dòng)下落時(shí),兩板間的場(chǎng)強(qiáng) 由平穩(wěn)條件可知,此時(shí)有 ； 第 10 頁,共 17 頁2 設(shè)能到達(dá) N 板的 , 液滴不會(huì)超過 n滴,即第 n滴在兩板間作勻減速直線運(yùn)動(dòng), 到達(dá) N 板時(shí)的速度剛好為由動(dòng)能定理得 mgh+d-qU =0,其中 U 為第 n油滴運(yùn)動(dòng)時(shí)兩板間的電壓,就 零； 由以上兩式聯(lián)立解得 , 【例 3】【分析思路】第一對(duì)平行金屬板 A,B 組成的電容器充電 時(shí), A 板帶上的電荷設(shè)為 Q,就 Q=C1U；開關(guān) K 閉合后等效電路如圖 1-53 所示,由于金屬板 B 和電源負(fù)極都接地,所以它們電勢(shì)均

23、為零；設(shè)此時(shí)金屬板 A,B 間的電勢(shì)差為 U1,金屬板 A,C 間的電勢(shì)差 為 U2,就由于電源電壓為 U0,所以有 U1+U2=U0；可見,開關(guān) K 閉合后,金屬板 A, B 間的電勢(shì)差將變小,故金屬 A,B 上的電 板 荷 將發(fā)生變化；孤立導(dǎo)體 A 的電荷將重新分布,設(shè)其上表面帶負(fù)電荷 為 -Q2,下表面帶正電荷為 +Q1,就有 Q1+-Q2=Q；于是金屬板 B 上的電荷將由 -Q 削減為 -Q1,金屬板 C 的電荷為 +Q2；下面的任務(wù)就是用完量多的已知量表示 Q2,就 出 第 11 頁,共 17 頁B 的電荷要削減,孤立導(dǎo)體 A 上的電荷敬重新分布,充電穩(wěn)固后,孤立導(dǎo) ； 體 A 處于

24、靜電平穩(wěn)狀態(tài), 是等勢(shì)體, 才能列出 U1+U2=U0的關(guān)系式； 當(dāng)然, 嫻熟運(yùn)用所學(xué)公式以及運(yùn)算技巧也是解答該題的必要條件； 【解題方法】處于靜電平穩(wěn)狀態(tài)的導(dǎo)體的性質(zhì),電容的定義,勻 【解題】 K 閉合后的等效電路如 圖 1-53 所示；設(shè) A,B 板間的電容為 C1,電勢(shì)差為 U1；A,C 板間的電容為 C2,電勢(shì)差為 U2；金屬 板的面積為 S,就 而各板表面上的電量分別為如以下圖 1-53 的 Q1 和 Q2, , 于是有 第 12 頁,共 17 頁另外, A 板兩表面上電量的代數(shù)和應(yīng)當(dāng)?shù)扔?K 閉合前該板上所帶的電量,設(shè)為 Q,即 ,而 Q 又可以從 K 閉合前 A, B 板間的電勢(shì)

25、差求得：, 第 13 頁,共 17 頁將式代入式, 得 , 將式與式聯(lián)立消去 Q1,得 由于 A,C 兩板間電場(chǎng)可近似認(rèn)為勻強(qiáng)電場(chǎng),所以 P 點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度 EP 為 由電路圖可以看出, 因 R4 支路上無電流, 電容器兩極板間電壓, 無論 K 是否閉合始終等于電阻 R3 上的電壓 U3 ,當(dāng) K 閉合【例 4】 時(shí), 設(shè)此兩極板間電壓為 U,電源的電動(dòng)勢(shì)為 E,由分壓關(guān)系可得 UU3 2E ,小球處于靜止,由平穩(wěn)條件得 qU mg ,當(dāng) K 3 d第 14 頁,共 17 頁斷開,由 R1 和 R3 串聯(lián)可得電容兩極板間電壓 U為 U E , ,由 得 U 3U ,UU說明 K 斷開后小球?qū)⑾蛳?/p>

26、極板運(yùn) 2 4動(dòng),重力對(duì)小球做正功, 電場(chǎng)力對(duì)小球做負(fù)功, 說明小球所帶電荷與下極板的極性相同, 由功能關(guān)系 mg d q U 1mv2 0 , 2 2 2因小球與下極板碰撞時(shí)無機(jī)械能缺失, 設(shè)小球碰后電量變?yōu)?q,由功能關(guān)系得 qU mgd=0 1mv2 ,聯(lián)立上述各式解得 q 7q2 6即小球與下極板碰后電荷符號(hào)未變,電量變?yōu)樵鹊?7/6. 解題方法與技巧：在電路中電容 C1,C2 的作用是斷路,當(dāng)電鍵 K 斷開時(shí),電路中無電流, B,C 等電勢(shì), A,D 等電勢(shì),因此 【例 5】 UAB UDB18 V,UAB UACUDB18 V,K 斷開時(shí),電容器 C1 帶電量為 Q1 C1UAC

27、 C1UDC 610 6 18C 10 4 C. 當(dāng) K 閉合時(shí),電路 R1, R2 導(dǎo)通,電容器 C1 兩端的電壓即電阻 R1 兩端的電壓,由串聯(lián)的電壓支配關(guān)系得： UAC RU 12 V R1 R2 此時(shí)電容器 C1帶電量為： Q1 C1UAC10 5 C,電容器 C 1 帶電量的變化量為： Q Q1 Q1 10 5 C,所以 C 1 帶電量削減了 3.6 10C 5 參考答案： 3.電容器穩(wěn)固后相當(dāng)于斷路, 斷開前電容器相當(dāng)于和 R2 并聯(lián), K 斷開前,電容器相當(dāng) 于直接接到電源上, K 斷開前后通過 R1 的電 量即為前后兩狀態(tài)下電容器帶電量之差 . 電容器穩(wěn)固后相當(dāng)于斷路,就： （

28、1） 1 總 E 10 A A R1 R2 4 6 （2）斷開 K 前,電容器相當(dāng)于和 R2 并聯(lián),電壓為 2R2,儲(chǔ)存的電量為 Q1CI1R2, 斷開 K 穩(wěn)固后,總電流為零,電容器上電壓為 E, 儲(chǔ)存電量為 Q2 CE,所以通過 R1的電量為： Q Q2 Q1 C（E I1R2） 10 3C4.滑動(dòng)變阻器 R 的滑動(dòng)觸頭 C 正好在 AB 正中點(diǎn)時(shí)對(duì)液滴進(jìn)行受力分析知,重 G 與電場(chǎng)力 q 平穩(wěn),從而求得電容器兩極電壓,也 力 就是 BC 間電壓,然后據(jù)閉合電路歐姆定律求 RBC,從而求得 Rm. ；將滑片 C 快速滑到 A 端后,由閉合電路歐姆定律可求得 AB 間電 得 90 壓,即電容

29、器兩板間電壓 ABMN 90即 MN77 V 大于 C 在中心時(shí)電壓,對(duì)液滴分析受力知電場(chǎng)力大于重力,所90 15 以 U MN 向 M 板運(yùn)動(dòng),由動(dòng)量定理便可求得速度 . （ 1）滑片 C 在 AB 中心時(shí),對(duì)帶電液滴由平穩(wěn)條件得 mg =q , 所以 MN d4 2mgd q = 45 10 2 10 37 10 V67.5（ V）,由題意知 UMNBC V,由歐姆定律得 r R1 E Rm BC 2即 90 Rm ,所以 Rm90；（2）滑片滑到 A 時(shí), MN ERm 90 90 V 77（V） V 15 Rm 2 r R1 Rm 90 15 2所以液滴向 M 板運(yùn)動(dòng),設(shè)達(dá) M 板時(shí)速

30、度為 v,由動(dòng)能定理得 q U MN mg d= 1 mv 2 所以 m/s 2 2 25.經(jīng)分析知最終 ab 棒做勻加速下滑,設(shè)最終充電電流為 I,在 t 內(nèi)電量,速率,電動(dòng)勢(shì)的變化量分別為 Q, v 和 E 就有 I Q C E CBL v CBLa,由牛頓其次定律有 mg -BIL=ma,解得 I mgCBL 2 2 t t t m B L C Q 6.電容器充電后電量為 QCE.開關(guān)擲向位置 2 時(shí),電容器通過 ab 放電,其放電電量為 Q,就通過棒中電流為 I t 金屬棒受安培力 FBILBL Q ,據(jù)動(dòng)量定理 Ft mv ,由平拋運(yùn)動(dòng)可知 v=s/ 2h s g ,由式 , , 得

31、 t g 2h BL Q tm g,所以 Q ms g105C,電容器所余電量 QQQCE Q 1-50C,所以電容器兩端電 t 2h BL 2h 壓為 Q V； C第 15 頁,共 17 頁（二）重難點(diǎn)闡釋 二,要點(diǎn)精析 （一）對(duì)電容的懂得 電容 是表示電容器容納電荷 勢(shì) 本領(lǐng)的物理量由電容器本身的介質(zhì)特性與幾何尺寸準(zhǔn)備,與電容器是否帶電,帶電量的多少,板間電 差的大小等均無關(guān) （二）平行板電容器電容的準(zhǔn)備因素 平行板電容器的電容與板間距離 d 成反比,與兩半正對(duì)面積 S成正比,與板間介質(zhì)的介電常成正比,其準(zhǔn)備 式是： C4s s 數(shù) kd d（三）電容器的動(dòng)態(tài)分析 平行板電容器動(dòng)態(tài)分析這類

32、問題的關(guān)鍵在于弄清哪些是變量,哪些是不變量,在變量中哪些是自變量哪些是因變量,同時(shí)留意理 解平行板電容器演示試驗(yàn)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì),一般分兩種 基本情形：一是電容器兩極板的電勢(shì)差 U 保持不變（與電源連接） ；二是電容器 帶電量 Q 保持不變（與電源 開） 的 電容器和電源連接如圖,轉(zhuǎn)變板間距離,轉(zhuǎn)變正對(duì)面積或轉(zhuǎn)變板間電解質(zhì)材料,都會(huì)轉(zhuǎn)變其電容,從而可能引起電容器兩板間電場(chǎng) 的變化這里確定要分清兩種常見的變化： （1）電鍵 K 保 持閉合,就電容器兩端的電壓恒定（等于電源電動(dòng),這種情形下帶電量 Q CU C,而 K 勢(shì)） S S,E d U1C4 kd dds ,U dd , E s 1（2）充電后斷

33、開 K,保持電容器帶電量 Q 恒定,這種情形 下 Cs （四）電容器與恒定電流相聯(lián)系 在直流電路中,電容器的充電過程特殊短暫,除充電瞬時(shí)以外,電容器都可以視為斷路應(yīng)當(dāng)懂得的是：電容器與哪部分電路并聯(lián), 電容器兩端的電壓就必定與哪部分電路兩端電壓相等 （五）帶電粒子（或帶電體）在電場(chǎng)中的平穩(wěn)問題 在歷年高考試題中,經(jīng)常是電場(chǎng)學(xué)問與力學(xué)學(xué)問聯(lián)系起來考查解答這一類題 目的關(guān)鍵仍是在力學(xué)上當(dāng)帶電體在電場(chǎng)中處于平穩(wěn) 狀態(tài)時(shí),只要在對(duì)物體進(jìn)行受力分析時(shí),留意分析帶電體所受的電場(chǎng)力,再 應(yīng)用平穩(wěn)條件即可求解 （六）帶電粒子（或帶電體）在電場(chǎng)中的加速問題 對(duì)于此類問題,第一對(duì)物體受力分析,進(jìn)而分析物體的運(yùn)動(dòng)情形（加速或減速,是直線仍是曲線運(yùn)動(dòng)等） ,經(jīng)常用能量的觀點(diǎn)求解 （1）如選用動(dòng)能定理,就要分清有多少個(gè)力做功,是恒力功仍是變力