高考物理二轮复习-专项突破-电容和电容器.ppt

电容和电容器电容和电容器1.一一.电容器电容器二二.电容器的电容电容器的电容三三.平行板电容器的两种典型情况的讨论平行板电容器的两种典型情况的讨论例题选例题选.96年全国年全国6 01年安徽春年安徽春 03年江苏高考年江苏高考5 00年全国年全国4 电容式传感器电容式传感器 例例1 01年全国理综年全国理综 01年广东年广东 04年全国理综年全国理综21 例例2 例例3 2005年年全国卷全国卷/17电容和电容器电容和电容器2.一一.电容器电容器 任何两个彼此绝缘而又相隔很近的导体，组成电容器。任何两个彼此绝缘而又相隔很近的导体，组成电容器。二二.电容器的电容电容器的电容1.表征电容器容纳电荷本领大小的物理量表征电容器容纳电荷本领大小的物理量2.电容的定义式电容的定义式：电容器所带的电量：电容器所带的电量Q与电容器两极与电容器两极板间的电势差板间的电势差U的比值叫做电容器的电容。的比值叫做电容器的电容。C=Q/U=Q/U电容器的电容在数值上等于使两极板间的电势差为电容器的电容在数值上等于使两极板间的电势差为（增加）（增加）1V时电容器需要带（增加）的电量。时电容器需要带（增加）的电量。3.电容的单位电容的单位法拉（法拉（F）,微法（微法（F ）,皮法（皮法（pF）1F=106F=1012 pF4.平行板电容器的计算式平行板电容器的计算式 C=S4kd5.注意注意:电容器的电容大小只决定于电容器电容器的电容大小只决定于电容器本身本身,与电容与电容器是否带电、带电量的多少、电势差的大小都无关。器是否带电、带电量的多少、电势差的大小都无关。3.三三.平行板电容器的两种典型情况的讨论：平行板电容器的两种典型情况的讨论：C Sd C=Q/U E=U/d QS1.若两板始终跟电源连接若两板始终跟电源连接U保持不变保持不变a.d增大，增大，C将减小，将减小，Q将减小，将减小，E将减小将减小b.S增大，增大，C将增大，将增大，Q将增大，将增大，E将保持不变。将保持不变。c.插入介质插入介质，C将增大，将增大，Q将增大，将增大，E将保持不变。将保持不变。d.插入一定厚度的导体板，相当于插入一定厚度的导体板，相当于d减小，减小，C将增大，将增大，Q将增大，将增大，E将增大。将增大。2.若充电后与电源断开若充电后与电源断开Q保持不变保持不变a.d增大，增大，C将减小，将减小，U将增大，将增大，E将保持不变将保持不变b.S增大，增大，C将增大，将增大，U将减小，将减小，E将减小。将减小。c.插入介质插入介质，C将增大，将增大，U将减小，将减小，E将减小。将减小。d.插入一定厚度的导体板，相当于插入一定厚度的导体板，相当于d减小，减小，C将增大，将增大，U将减小，将减小，E将保持不变。将保持不变。4.6.在右图所示的实验装置中在右图所示的实验装置中,平行板电容器的极板平行板电容器的极板A与一灵敏的静电计相接与一灵敏的静电计相接,极板极板B接地接地.若极板若极板B稍向上稍向上移动一点移动一点,由观察到的静电计指针变化作出平行板电容由观察到的静电计指针变化作出平行板电容器电容变小的结论的依据是器电容变小的结论的依据是 ().(A)两极板间的电压不变两极板间的电压不变,极板上的电量变小极板上的电量变小(B)两极板间的电压不变两极板间的电压不变,极板上的电量变大极板上的电量变大(C)极板上的电量几乎不变极板上的电量几乎不变,两极板间的电压变小两极板间的电压变小(D)极板上的电量几乎不变极板上的电量几乎不变,两极板间的电压变大两极板间的电压变大96年全国年全国6 DB A5.01年安徽春年安徽春 一个平行板电容器，两板之间的距离一个平行板电容器，两板之间的距离d和两板面积和两板面积S都可以调节，电容器两板与电池相连接，以都可以调节，电容器两板与电池相连接，以Q表示电表示电容器的电量，容器的电量，E表示两板间的电场强度，则表示两板间的电场强度，则（）A.当当d增大、增大、S不变时，不变时，Q减小，减小，E减小减小B.当当S 增大、增大、d不变时，不变时，Q增大，增大，E增大增大C.当当d减小、减小、S增大时，增大时，Q增大，增大，E增大增大D.当当S减小、减小、d增大时，增大时，Q不变，不变，E增大增大A C6.两块大小、形状完全相同的金属平两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置，构成一平行板电容器，与它相连接的电板平行放置，构成一平行板电容器，与它相连接的电路如图所示，接通开关路如图所示，接通开关K，电源即给电容器充电，电源即给电容器充电.（）A保持保持K接通，减小两极板间的距离，则两极接通，减小两极板间的距离，则两极板间电场的电场强度减小板间电场的电场强度减小B保保持持K接接通通，在在两两极极板板间间插插入入一一块块介介质质，则则极板上的电量增大极板上的电量增大C断断开开K，减减小小两两极极板板间间的的距距离离，则则两两极极板板间间的电势差减小的电势差减小D断断开开K，在在两两极极板板间间插插入入一一块块介介质质，则则两两极极板间的电势差增大板间的电势差增大KRE+-03年江苏高考年江苏高考5B C7.00年全国年全国44.对于水平放置的平行板电容器，下列说法正确的对于水平放置的平行板电容器，下列说法正确的是是 ()（A）将两极板的间距加大，电容将增大）将两极板的间距加大，电容将增大（B）将两极板平行错开，使正对面积减小，电容）将两极板平行错开，使正对面积减小，电容将减小将减小（C）在下板的内表面上放置一面积和极板相等、）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，电容将增大厚度小于极板间距的陶瓷板，电容将增大（D）在下板的内表面上放置一面积和极板相等、）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，电容将增大厚度小于极板间距的铝板，电容将增大B C D8.电容式传感器电容式传感器 电电容容器器的的电电容容C决决定定于于极极板板的的正正对对面面积积S、极极板板间间距距离离d以以及及极极板板间间的的电电介介质质这这几几个个因因素素。如如果果某某一一物物理理量量（如如角角度度、位位移移、深深度度等等）的的变变化化能能引引起起上上述述某某个个因因素素的的变变化化，从从而而引引起起电电容容的的变变化化，则则通通过过测测定定电电容容器器的的电电容容就就可可以以确确定定上上述述物物理理量量的的变变化化，起起这这种种作用的电容器称为电容式传感器。作用的电容器称为电容式传感器。图甲是测量图甲是测量 的电容式传感器，原理是的电容式传感器，原理是 。定片定片甲甲角度角度由于由于CS，动片与定片间的角度，动片与定片间的角度发生发生变化时，引起变化时，引起S的变化，通过测出的变化，通过测出C的的变化，测量动片与定片间的夹角变化，测量动片与定片间的夹角图乙是测量图乙是测量 的电容式传感器，原理是的电容式传感器，原理是 。金属芯线金属芯线电介质电介质导电液体导电液体乙乙h液面高度液面高度h由于由于CS，h发生变化，金属芯线和发生变化，金属芯线和导电液体组成的电容发生变化，通过导电液体组成的电容发生变化，通过测定测定C的变化，可以测量液面高度的变化，可以测量液面高度h 的变化。的变化。9.图丙是测量图丙是测量 的电容式传感器，原理是的电容式传感器，原理是 。固定电极固定电极可动电极可动电极F丙丙压力压力F由于由于C1/d，压力，压力F 作用在可动电极上，引起极板间距作用在可动电极上，引起极板间距d 的变化，通过测出的变化，通过测出C的变化，测量压力的变化，测量压力F的变化。的变化。图丁是测量图丁是测量 的电容式传感器，原理是的电容式传感器，原理是 。极板极板电介质电介质丁丁x位移位移x由于由于C 随着电介质进入极板间的长度发生变化，通过随着电介质进入极板间的长度发生变化，通过测出测出C的变化，测量位移的变化，测量位移x的变化。的变化。10.例例：随随着着生生活活质质量量的的提提高高，自自动动干干手手机机已已进进入入家家庭庭，洗洗手手后后，将将湿湿手手靠靠近近自自动动干干手手机机，机机内内的的传传感感器器便便驱驱动动电电热热器器加加热热，有有热热空空气气从从机机内内喷喷出出，将将湿湿手手烘烘干干。手手靠靠近近干干手手机机能能使使传传感感器器工工作作，是是因因为为 （）A.改变了湿度改变了湿度 B.改变了温度改变了温度C.改变了磁场改变了磁场 D.改变了电容改变了电容D11.01年全国理综年全国理综如图示，一个平行板电容器，其电容为如图示，一个平行板电容器，其电容为C，带电量为，带电量为Q，上板带正电，现将一个试探电荷，上板带正电，现将一个试探电荷q由两板间由两板间A点移点移动到动到B点，点，A、B两点间的距离为两点间的距离为s，连线，连线AB与极板与极板间的夹角为间的夹角为30，则电场力对试探电荷所做的功等于，则电场力对试探电荷所做的功等于 （）A.qCsQd B.qQsCd C.qQs2 Cd D.qCs2Qd 30ABdC12.01年广东年广东 如图示，平行板电容器经开关如图示，平行板电容器经开关S与电池与电池连接，连接，a 处有一带电量非常小的点电荷，处有一带电量非常小的点电荷，S是闭合是闭合的，的，a表示表示a点的电势，点的电势，f表示点电荷受到的电场力，表示点电荷受到的电场力，现将电容器的现将电容器的B板向下稍微移动，使两板间的距离板向下稍微移动，使两板间的距离增大，则增大，则 （）A.a变大，变大，f 变大变大B.a变大，变大，f 变小变小C.a不变，不变，f 不变不变D.a不变，不变，f 变小变小aBASB13.04年全国理综年全国理综21、一平行板电容器的电容为一平行板电容器的电容为C，两，两板间的距离为板间的距离为d，上板带正电，电量为，上板带正电，电量为Q，下板带负，下板带负电，电量也为电，电量也为Q，它们产生的电场在很远处的电势，它们产生的电场在很远处的电势为零。两个带异号电荷的小球用一绝缘刚性杆相连，为零。两个带异号电荷的小球用一绝缘刚性杆相连，小球的电量都为小球的电量都为q，杆长为，杆长为l，且，且l d。现将它们从。现将它们从很远处移到电容器内两板之间，处于图示的静止状很远处移到电容器内两板之间，处于图示的静止状态（杆与板面垂直），在此过程中电场力对两个小态（杆与板面垂直），在此过程中电场力对两个小球所做总功的大小等于多少？（设两球移动过程中球所做总功的大小等于多少？（设两球移动过程中极板上电荷分布情况不变）极板上电荷分布情况不变）（）C DA B0A+q-q+Q-Ql14.+q-q+Q-Ql解：解：在电场中，带正电荷的小球所在处的电势为在电场中，带正电荷的小球所在处的电势为1，带负电荷的小球所在处的电势为带负电荷的小球所在处的电势为2，将电荷从很远处移到电容器内两板间，电场力对将电荷从很远处移到电容器内两板间，电场力对两球分别做功为两球分别做功为W1、W2，由电场力做功的定义由电场力做功的定义 W=qU始终始终=q（始始-终终）W1=q（0-1）W2=-q（0 2）电场力对两个小球所做总功的大小为电场力对两个小球所做总功的大小为W W=W1+W2=q（2-1）=-qEl=-qlu/d=-qlQCd15.例例2、如图示，把一个平行板电容器接在电压、如图示，把一个平行板电容器接在电压U=10V的电源上，现进行下列四步动作：的电源上，现进行下列四步动作：合上合上S；在两板中央插入厚度为在两板中央插入厚度为d/2的金属板的金属板 打开打开S；抽出金属板抽出金属板则此时电容器两板间电势差为则此时电容器两板间电势差为 （）A.0V B.10V C.5V D.20VdSUAB解：解：合上合上S；设电容器的电容为；设电容器的电容为C0，带电量为，带电量为Q0，U=Q0/C0=10V，插入厚度插入厚度d/2的金属板，相当于的金属板，相当于d1减小为减小为d/2，C1将增大为将增大为2C0，Q1将增大为将增大为2Q0打开打开S，电量不变，仍为，电量不变，仍为2Q0；抽出金属板，则；抽出金属板，则d恢复原恢复原值，值，C也恢复原值也恢复原值C0，U2=2Q0/C0=20V.D16.例例3、平行板电容器两极板接在稳压电源的两极上、平行板电容器两极板接在稳压电源的两极上,将将两板缓慢拉开一定距离，外力做的功为两板缓慢拉开一定距离，外力做的功为W1，若与，若与电源断开，也是将两板缓慢拉开相同距离，外力电源断开，也是将两板缓慢拉开相同距离，外力做的功为做的功为W2，则，则 （）A.W1=W2 B.W1W2C.W1W2 D.无法确定无法确定 解解:接在稳压电源的两极上，接在稳压电源的两极上，U保持不变保持不变 d增大增大,C将减小将减小,Q将减小将减小,E将减小将减小,F1将减小将减小若与电源断开，若与电源断开，Q保持不变保持不变d增大增大,C将减小将减小,U将增大将增大,E保持不变保持不变,F2保持不变保持不变W1W2又解又解:电容器的储能电容器的储能 W=1/2 QU=1/2 CU2=1/2 Q2/C W1W2B17.17.水水平平放放置置的的平平行行板板电电容容器器与与一一电电池池相相连连。在在电电容容器器的的两两板板间间有有一一带带正正电电的的质质点点处处于于静静止止平平衡衡状状态态。现现将电容器两板间的距离增大，则（将电容器两板间的距离增大，则（）A电容变大，质点向上运动电容变大，质点向上运动 B电容变大，质点向下运动电容变大，质点向下运动 C电容变小，质点保持静止电容变小，质点保持静止 D电容变小，质点向下运动电容变小，质点向下运动D2005年全国卷年全国卷/17.解：距离解：距离d增大，电容增大，电容C减小，电压不变，减小，电压不变，E=U/d减小，减小，重力大于电场力，质点向下运动。重力大于电场力，质点向下运动。18.