电容器和电容.doc

海门市四甲中学一体化讲义 高三物理（选修）
第3节　电容器和电容　
【教学目标】 制卷：汪兰平 审核：顾勇 审批：
1、掌握电容器的构造，知道什么是电容器的电容。
2、掌握电容器的两类动态讨论问题
【重难点】电容器的动态讨论问题
【自主预习】
1．电容器
(1)组成：两个彼此_____且又_________的导体．
(2)带电荷量：一个极板所带电荷量的_______．
(3)充、放电
①充电：把电容器接在电源上后，电容器两个极板分别带上等量的_____电荷的过程．充电后，两极板间有_____存在，电容器储存______．
②放电：用导线将充电后的电容器的两极板接通，极板上电荷_____的过程．放电后的两极板间不再有电场，电场能转化为_________的能量．
2．电容
(1)定义：电容器所带的_______与电容器两极板间的______的比值．
(2)意义：表示电容器容纳电荷____的物理量．
(3)定义式：C＝___.
(4)单位：1法拉(F)＝___微法(μF)＝___皮法(pF)．
3．平行板电容器的电容
(1)决定因素：平行板电容器的电容C跟板间电介质的介电常数εr成____，跟正对面积S成跟极板间的距离d成_______．
(2)决定式：C＝_____ .
(3)熟记两点
①保持两极板与电源相连，则电容器两极板间_____不变．
②充电后断开电源，则电容器所带的______不变．
【特别提醒】(1)电容由电容器本身决定，与极板的带电情况无关，如相同水桶中水深每增加1 cm，所增加的水的量一样是由桶本身因素(形状)决定，与装水情况无关．
(2)公式C＝＝是电容的定义式，对任何电容器都适用．公式C＝是平行板电容器的决定式，只对平行板电容器适用．

【重难点突破】
平行板电容器的动态分析：
运用电容的定义式和决定式分析电容器相关量变化的思路．
(1)确定不变量，分析是电压不变还是所带电荷量不变．
(2)用决定式C＝分析平行板电容器电容的变化．
(3)用定义式C＝分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化．
(4)用E＝分析电容器极板间场强的变化．

例1、(2009年广州模拟)绝缘金属平行板电容器充电后，静电计的指针偏转一定角度，若减小两极板a、b间的距离，同时在两极板间插入电介质，如右图所示，则(　　)
A．电容器的电势差会减小
B．电容器的电势差会增大
C．静电计指针的偏转角度会减小
D．静电计指针的偏转角度会增大
【反思总结】在分析平行板电容器的电容及其他参量的动态变化时，有两个技巧：(1)紧抓“不变量”即“控制变量法”．
(2)选择合适的公式分析．

A
B
R
【变式训练1】如图所示，平行板电容器在充电后不切断电源，此时板间有一带电尘粒恰能在电场中静止，当正对的平行板左右错开一些时（ ）
A．带电尘粒将向上运动
B．带电尘粒将保持静止
C．通过电阻R的电流方向为A到B
D．通过电阻R的电流方向为B到A

点评：平行板电容器的动态分析主要有两种情况，一种是电容器的两极始终与电源连接，这样不论电容器的电容如何变化，两极板的电压是不变的，另一种是电容器被充电后与电源断开（只有一个极板断开连接就可以了）这样极板上的电荷量与外界不会发生转移，所以Q不变. 求解电容器的动态变化关键在于分清类型，再结合定义式和决定式进行分析.

【例2】(2009年高考福建卷)如右图所示，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．一带电油滴位于容器中的P点且恰好处于平衡状态．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．若电容器的电容减小，则极板带电荷量将增大
提示：1、判断电势高低的方法；
2、判断电势能大小的方法：

【变式训练2】　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6－3－8所示，以E表示两极板间的场强，U表示电容器的电压，W表示正电荷在P点的电势能．若负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置(　　)
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

第三节、电容器和电容【巩固练习】
1．一平行板电容器两板板间距为d、极板面积为S，电容为，其中ε0是常量．对此电容器充电后断开电源．当增加两板间距时，电容器极板间(　　)
A．电场强度不变，电势差变大 B．电场强度不变，电势差不变
C．电场强度减小，电势差不变 D．电场强度减小，电势差减小

2．描述对给定的电容器充电时，电荷量Q、电压U、电容C之间的相互关系图象如下图所示，其中错误的是(　　)

3.如右图所示，一个平行板电容器，板间距离为d，当对其加上电压后，A、B两板的电势分别为+φ和-φ，下述结论正确的是(　　)
A．电容器两极板间可形成匀强电场，电场强度大小为E＝φ/d
B．电容器两极板间各点的电势，有的相同，有的不同；有正的，有负的，有的为零
C．若只减小两极板间的距离d，该电容器的电容C要增大，极板上带的电荷量Q也会增加
D．若有一个电子水平射入穿越两极板之间的电场，则电子的电势能一定会减小

4、(2010年高考重庆理综卷)某电容式话筒的原理示意图如图所示，E为电源，R为电阻，薄片P和Q为两金属极板，对着话筒说话时，P振动而Q可视为不动．在P、Q间距增大过程中(　　)
A．P、Q构成的电容器的电容增大
B．P上电荷量保持不变
C．M点的电势比N点的低
D．M点的电势比N点的高

5、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．闭合开关S，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ，如右图所示，则 (　　)
A．保持开关S闭合，带正电的A板向B板靠近，则θ增大
B．保持开关S闭合，带正电的A板向B板靠近，则θ不变
C．开关S断开，带正电的A板向B板靠近，则θ增大
D．开关S断开，带正电的A板向B板靠近，则θ不变

4