专题7-4 静电现象 电容器-2019高考物理一轮复习考点大通关 10页

考点精讲 一、静电平衡 ‎1.静电平衡状态：当导体内自由电子的定向移动停止时，导体处于静电平衡状态．‎ ‎2．静电平衡状态下的导体 ‎⑴处于静电平衡下的导体，内部合场强处处为零．‎ ‎⑵处于静电平衡下的导体，表面附近任何一点的场强方向与该点的表面垂直．‎ ‎⑶处于静电平衡下的导体是个等势体，它的表面是个等势面．‎ ‎⑷静电平衡时导体内部没有电荷，电荷只分布于导体的外表面．导体表面，越尖的位置，电荷密度越大，凹陷部分几乎没有电荷．‎ 二、静电屏蔽 处于电场中的空腔导体或金属网罩，其空腔部分的合场强处处为零，即能把外电场遮住，使内部不受外电场的影响，这就是静电屏蔽．如电学仪器的外壳常采用金属、三条高压线的上方还有两导线与地相连等都是静电屏蔽在生活中的应用．‎ 三、电容器、电容 ‎1．电容器 ‎(1)组成：由两个彼此绝缘又相互靠近的导体组成．‎ ‎(2)带电量：一个极板所带电量的绝对值．‎ ‎(3)电容器的充、放电 ‎①充电：使电容器带电的过程，充电后电容器两板带上等量的异种电荷，电容器中储存电场能．‎ ‎②放电：使充电后的电容器失去电荷的过程，放电过程中电场能转化为其他形式的能．‎ ‎2．电容 ‎(1)定义式：C＝．‎ ‎(2)单位：法拉(F)，1 F＝106μF＝1012pF.‎ ‎(3)电容与电压、电荷量的关系：电容C的大小由电容器本身结构决定，与电压、电荷量无关．‎ ‎3．平行板电容器 ‎(1)影响因素：平行板电容器的电容与正对面积成正比，与介质的介电常数成正比，与两极板间距离成反比．‎ ‎(2)决定式：C＝，k为静电力常量．‎ 特别提示：C＝适用于任何电容器，但C＝仅适用于平行板电容器．‎ 考点精练 题组1静电感应 ‎1．处于静电平衡中的导体，内部电场强度处处为零的原因是(　　)‎ A．导体内部无任何电场 B．外电场不能进入导体内部 C．所有感应电荷在导体内部产生的合电场强度为零 D．外电场和所有感应电荷的电场在导体内部叠加的结果为零 ‎【答案】D ‎ ‎【解析】静电平衡导体内部场强为零，指合场强为零。‎ ‎2．如图所示，不带电的枕形导体的A、B两端各贴有一对金箔．当枕形导体的A端靠近一带电导体C时(　　) ‎ A．A端金箔张开，B端金箔闭合 B．用手触枕形导体后，A端金箔仍张开，B端金箔闭合 C．用手触枕形导体后，将手和C都移走，两对金箔均张开 D．选项C中两对金箔带同种电荷 ‎【答案】BCD ‎ ‎3．如图所示，在真空中，把一个绝缘导体向带负电的球P慢慢靠近。关于绝缘导体两端的电荷，下列说法中正确的是(　　)‎ A．两端的感应电荷越来越多 B．两端的感应电荷是同种电荷 C．两端的感应电荷是异种电荷 D．两端的感应电荷电荷量相等 ‎【答案】ACD ‎4．如图所示，取一对用绝缘支柱支撑的金属导体A和B，使它们彼此接触．起初它们不带电，贴在A、B下面的金属箔是闭合的．现在把带正电荷的球C移近导体A，可以看到A、B上的金属箔都张开了。下列说法正确的是(　　)‎ A．A内部的场强比B内部的场强大 B．A、B内部的场强均为零 C．A左端的电势比B右端的电势低 A左端的电势比B右端的电势高 ‎【答案】B　‎ ‎【解析】当C移近A时，A、B发生了静电感应现象，在A的左端和B的右端分别感应上异种电荷，A、B内部的电场强度为0，A、B为等势体，选项B正确。‎ 题组2电容器 ‎1．某一电容器外壳上标注的是“300 V、5 μF”，则下列说法正确的是(　　)‎ A．该电容器可在300 V以下电压下正常工作 B．该电容器只能在300 V电压时正常工作 C．电压是200 V时，电容仍是5 μF D．使用时只需考虑工作电压，不必考虑电容器的引出线与电源的哪个极相连 ‎【答案】AC ‎ ‎2．传感器是一种采集信息的重要器件。如图所示是一种压力传感器。当待测压力F作用在可动膜片电极上时,可使膜片发生形变,引起电容的变化,将电容器、灵敏电流计和电源串联成闭合电路,那么(　　)‎ A．当F向上压膜片电极时,电容将减小 B．当F向上压膜片电极时,电容将不变 C．若电流计有示数,则压力F发生了变化 D．若电流计有示数,则压力F不发生变化 ‎【答案】C ‎ ‎【解析】:根据C=,向上压膜片电极时,两电极间距离d减小,电容将增大,选项A、B错误;电容变化引起两极板上电荷量的变化,灵敏电流计有示数,故选项C正确,D错误。‎ ‎3．如图所示为某一电容器中所带电量和两端电压之间的关系图线，若将该电容器两端的电压从40 V降低到36 V，对电容器来说正确的是(　　)‎ A．是充电过程 B．是放电过程 C．该电容器的电容为5.0×10－‎‎2 F D．该电容器的电量变化量为‎0.20 C ‎【答案】B ‎【解析】由Q＝CU知，U降低，Q减小，故为放电过程，A错B对；由C＝＝ F＝5×10－‎3 F，可知C错；ΔQ＝CΔU＝5×10－3×‎4 C＝‎0.02 C，D错。‎ ‎4．电容器A的电容比电容器B的电容大，这表明(　　)‎ A．A所带的电荷量比B多 B．A比B容纳电荷的本领大 C．A的体积比B的体积大 D．两电容器的电压都改变1 V时，A的电荷量改变比B的大 ‎【答案】BD ‎5．如图所示的电容式键盘，是通过改变电容器的哪个因素来改变电容的（ ）‎ A．两板间的距离 B．两板间的电压 C．两板间的电介质 D．两板的正对面积 ‎【答案】A ‎ ‎【解析】本题考查电容器电容大小的决定因素．当敲击键盘时由公式C＝可知改变了极板间距离，故选A。‎ 方法突破 方法1 分析静电感应现象的方法 诠释：导体中自由电子总是从电势低的位置向电势高的位置移动，达到新的静电平衡状态后，电荷总是分布在导体的外表面。‎ 题组3分析静电感应现象的方法 ‎1．如图所示，绝缘开口金属球壳A已带电，现把验电器甲的小金属球与球壳A的内壁用导线相连，另外把一绝缘的金属小球B与球壳A的内壁相接触后再与验电器乙的金属小球相接触，验电器乙距球壳A 足够远，那么验电器甲的金属箔片________，验电器乙的金属箔片________。(填“张开”或“不张开”)‎ ‎【答案】张开　不张开 ‎ ‎2．具有一定厚度的空心金属球壳的球心位置处放一正电荷，下面中的四个图画出了其空间电场的电场线情况，符合实际情况的是(　　)‎ ‎【答案】D ‎ ‎【解析】静电平衡状态的导体内部(实体部分)场强处处为零，静电感应的结果使球壳上的电荷分布如图所示。‎ ‎3．如图所示，原来不带电的金属球壳内壁接地，将一带正电的小球放入其中，但不与球壳接触，则(　　)‎ A．球壳内壁带负电 B．球壳外壁带正电 C．球壳外壁不带电 D．若将接地线去掉再移出正电荷，球壳外壁带负电 ‎【答案】ACD ‎ ‎【解析】由静电屏蔽知识可得，未接地前电场线分布特点如图，‎ 点评：静电感应过程中，导体靠近源电荷的一端即“近端”出现异性电荷，“远端”出现与源电荷同性的电荷。明确导体的“近端”和“远端”，然后根据静电平衡的特点判断导体两端的带电性质，是解此类题的常用的方法。‎ 方法2 分析电容器动态过程的方法 诠释：平行板电容器动态分析模板 题组4分析电容器动态过程的方法 ‎1. (多选)将平行板电容器两极板之间的距离、电压、电场强度大小和极板所带的电荷量分别用d、U、E和Q表示．下列说法正确的是(　　)‎ A．保持U不变，将d变为原来的两倍，则E变为原来的一半 B．保持E不变，将d变为原来的一半，则U变为原来的两倍 C．保持d不变，将Q变为原来的两倍，则U变为原来的一半 D．保持d不变，将Q变为原来的一半，则E变为原来的一半 ‎【答案】　AD ‎2．用控制变量法可以研究影响平行板电容器的因素(如图)．设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ。实验中，极板所带电荷量不变，则(　　)‎ A．保持S不变，增大d，则θ变大 B．保持S不变，增大d，则θ变小 C．保持d不变，增大S，则θ变大 D．保持d不变，增大S，则θ不变 ‎【答案】A ‎ ‎3．一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距和电荷量不变，在两极板间插入一电介质，其电容C和两极板间的电势差U的变化情况是(　　)‎ A．C和U均增大 B．C增大，U减小 C．C减小，U增大 D．C和U均减小 ‎【答案】B.‎ ‎【解析】由公式C＝知，在两极板间插入一电介质，其电容C增大，由公式C＝知，电荷量不变时，U减小，B正确．‎ ‎4．如图所示，两块较大的金属板A、B相距为d，平行放置并与一电源相连，S闭合后，两板间恰好有一质量为m、带电荷量为q的油滴处于静止状态。以下说法正确的是(　　)‎ A．若将上板A向左平移一小段位移，则油滴向下加速运动，G中有a→b的电流 B．若将上板A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 C．若将下板B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 D．若将S断开，则油滴将做自由落体运动，G中无电流通过 ‎【答案】B ‎【解析】因A板与电池的负极相连，故A板带负电，由C∝、Q＝CU和E＝，可以得出将A板向左平移一小段，则电容器的电容减小，A板带电荷量减少，U不变，板间电场强度不变，则板间的油滴仍平衡；A板上移，则电容减小，A板带电荷量减小，U不变，板间的电场强度减小，所以油滴向下加速运动，G中有b→a的电流，B项对，C项错；将S断开，电容器的带电荷量不变，则油滴仍平衡，所以D项错。‎ ‎5．一平行板电容器两极板之间充满云母介质，接在恒压直流电源上．若将云母介质移出，则电容器(　　)‎ A．极板上的电荷量变大，极板间电场强度变大 B．极板上的电荷量变小，极板间电场强度变大 C．极板上的电荷量变大，极板间电场强度不变 D．极板上的电荷量变小，极板间电场强度不变 ‎【答案】D.‎ ‎【解析】平行板电容器接在电压恒定的直流电源上，电容器两极板之间的电压U不变．若将云母介质移出，电容C减小，由C＝可知，电容器所带电荷量Q减小，即电容器极板上的电荷量减小．由于U不变，d不变，由E＝可知，极板间电场强度E不变，选项D正确，A、B、C错误．‎ ‎6．如图所示,将平行板电容器两极板分别与电池的正、负极相接,两板间一带电微粒P恰好处于静止状态,现将下极板向下平移一小段距离,则在此过程中下列说法中正确的是(　　)‎ A．电容器的带电荷量变大 ‎ B．电路中有顺时针方向的短暂电流 C．带电微粒仍将静止 ‎ D．带电微粒将向下做加速运动 ‎【答案】BD ‎