【物理】2018届一轮复习人教版专题6-4电容与电容器学案 8页

专题6.4 电容与电容器 ‎1.带电粒子在匀强电场中的运动　‎ ‎2.示波管　‎ ‎3.常见电容器　电容器的电压、电荷量和电容的关系　‎ ‎ ‎ 一、电容器 ‎1．常见电容器 ‎(1)组成：由两个彼此绝缘又相互靠近的导体组成。‎ ‎(2)带电荷量：一个极板所带电荷量的绝对值。‎ ‎(3)电容器的充、放电 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。‎ 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：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值。‎ ‎(2)定义式：C＝。‎ ‎(3)物理意义：表示电容器容纳电荷本领大小的物理量。‎ ‎(4)单位：法拉(F)‎ ‎1 F‎＝106 μF＝1012 pF ‎3．平行板电容器 ‎(1)影响因素：平行板电容器的电容与极板的正对面积成正比，与电介质的相对介电常数成正比，与极板间距离成反比。‎ ‎(2)决定式：C＝，k为静电力常量。‎ 二、示波管 ‎1．构造及功能(如图1所示)‎ 图1‎ ‎(1)电子枪：发射并加速电子。‎ ‎(2)偏转电极YY′：使电子束竖直偏转(加信号电压)；偏转电极XX′：使电子束水平偏转(加扫描电压)。‎ ‎2．工作原理 偏转电极XX′和YY′不加电压，电子打到屏幕中心；若只在XX′之间加电压，电子只在X方向偏转；若只在YY′之间加电压，电子只在Y方向偏转；若XX′加扫描电压，YY′加信号电压，屏上会出现随信号而变化的图象。‎ 高频考点一　电容器 ‎ 例1．(多选)下列关于电容器和电容的说法中，正确的是(　　)‎ A．根据C＝可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，跟两板间的电压成反比 B．对于确定的电容器，其所带电荷量与两板间的电压成正比 C．无论电容器的电压如何变化(小于击穿电压且不为零)，它所带的电荷量与电压的比值都恒定不变 D．电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，其大小与加在两板间的电压无关 答案：　BCD ‎【举一反三】(多选)有一只电容器的规格是“1.5 μF,9 V”，那么(　　)‎ A．这只电容器上的电荷量不能超过1.5×10－‎5 C ‎ B．这只电容器上的电荷量不能超过1.35×10－‎‎5 C C．这只电容器的额定电压为9 V D．这只电容器的击穿电压为9 V 答案　BC 解析　9 V为电容器的额定电压(或工作电压)，故C正确；正常工作时的带电荷量Q＝CU＝1.5×10－6×‎9 C＝1.35×10－‎5 C，选项B正确。‎ ‎【变式探究】如图2所示，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，若(　　)‎ 图2‎ 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，减小S，则θ变小 D．保持d不变，减小S，则θ不变 答案　A 解析　静电计指针偏角反映电容器两板间电压大小。在做选项所示的操作中，电容器电荷量Q保持不变，由C＝＝知，保持S不变，增大d，则C减小，U增大，偏角θ增大，选项A正确，B错误；保持d不变，减小S，则C减小，U增大，偏角θ也增大，故选项C、D均错。‎ 高频考点二　平行板电容器的动态分析 例2、如图3，两平行的带电金属板水平放置．若在两板中间a点从静止释放一带电微粒，微粒恰好保持静止状态，现将两板绕过a点的轴(垂直于纸面)逆时针旋转45°，再由a点从静止释放一同样的微粒，该微粒将(　　)‎ 图3‎ A．保持静止状态 B．向左上方做匀加速运动 C．向正下方做匀加速运动 D．向左下方做匀加速运动 答案　D ‎【变式探究】多选)如图2所示，平行板电容器与直流电源连接，下极板接地，一带电油滴位于电容器中的P点且处于静止状态，现将上极板竖直向上移动一小段距离，则(　　)‎ 图2‎ A．带电油滴将沿竖直方向向上运动 B．P点电势将降低 C．电容器的电容减小，极板带电荷量减小 D．带电油滴的电势能保持不变 答案　BC ‎【方法技巧】电容器动态分析问题的分析技巧 ‎1．抓住不变量，弄清楚是电容器的电荷量不变还是电压不变．‎ ‎2．根据电容的决定式分析电容的变化，再根据电容的定义式分析电荷量或电压的变化，最后分析电场强度的变化．‎ ‎【举一反三】如图1所示，两块较大的金属板A、B平行放置并与一电源相连，S闭合后，两板间有一质量为m、电荷量为q的油滴恰好处于静止状态．以下说法中正确的是(　　)‎ 图1‎ A．若将A板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 B．若将A板向左平移一小段位移，则油滴仍然静止，G中有b→a的电流 C．若将S断开，则油滴立即做自由落体运动，G中无电流 D．若将S断开，再将A板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 答案　AB 解析　根据电路图可知，A板带负电，B板带正电，原来油滴恰好处于静止状态，说明油滴受到的竖直向上的电场力刚好与竖直向下的重力平衡；当S闭合，若将A板向上平移一小段位移，则板间间距d变大，而两板间电压U此时不变，故板间场强E＝变小，油滴所受合力方向向下，所以油滴向下加速运动，而根据C＝可知，电容C减小，故两板所带电荷量Q也减小，因此电容器放电，所以G中有b→a的电流，选项A正确；在S闭合的情况下，若将A板向左平移一小段位移，两板间电压U和板间间距d都不变，所以板间场强E不变，油滴受力平衡，仍然静止，但是两板的正对面积S减小了，根据C＝可知，电容C减小，两板所带电荷量Q也减小，电容器放电，所以G中有b→a的电流，选项B正确；若将S断开，两板所带电荷量保持不变，板间场强E也不变，油滴仍然静止，选项C错误；若将S断开，再将A板向下平移一小段位移，两板所带电荷量Q仍保持不变，两板间间距d变小，根据C＝，U＝和E＝，可得E＝，显然，两板间场强E不变，所以油滴仍然静止，G中无电流，选项D错误．‎ ‎1．【2016·全国卷Ⅰ】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，极板间的电场强度变大 B．极板上的电荷量变小，极板间的电场强度变大 C．极板上的电荷量变大，极板间的电场强度不变 D．极板上的电荷量变小，极板间的电场强度不变 ‎2．【2016·全国卷Ⅱ】阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图1所示电路．开关S断开且电流稳定时，C所带的电荷量为Q1；闭合开关S，电流再次稳定后，C所带的电荷量为Q2.Q1与Q2的比值为(　　)‎ 图1‎ A. B. C. D. ‎【答案】C　【解析】由已知条件及电容定义式C＝可得：Q1＝U‎1C，Q2＝U‎2C，则＝.‎ S断开时等效电路如图甲所示 甲 U1＝·E×＝E；‎ S闭合时等效电路如图乙所示，‎ 乙 U2＝·E＝E，则＝＝，故C正确．‎ ‎1.【2015·全国新课标Ⅱ·14】如图所示，两平行的带电金属板水平放置。若在两板中间a点从静止释放一带电微粒，微粒恰好保持静止状态。现将两板绕过a点的轴（垂直于纸面）逆时针旋转45°，再由a点从静止释放一同样的微粒，改微粒将 A．保持静止状态 B．向左上方做匀加速运动 C．向正下方做匀加速运动 D．向左下方做匀加速运动 ‎【答案】D ‎1. (2014·北京卷，15)如图1所示，实线表示某静电场的电场线，虚线表示该电场的等势面。下列判断正确的是 (　　)‎ 图1‎ A．1、2两点的场强相等 ‎ B．1、3两点的场强相等 ‎ C．1、2两点的电势相等 ‎ D．2、3两点的电势相等 解析　同一电场中，电场线越密的地方场强越大，所以1点场强大于2、3点场强，A、B错误；同一等势面上各点电势相等，沿电场线方向电势降低，故C错误，D正确。‎ 答案　D ‎2．(2014·天津·4)如图5所示，平行金属板A、B水平正对放置，分别带等量异号电荷．一带电微粒水平射入板间，在重力和电场力共同作用下运动，轨迹如图中虚线所示，那么(　　)‎ 图5‎ A．若微粒带正电荷，则A板一定带正电荷 B．微粒从M点运动到N点电势能一定增加 C．微粒从M点运动到N点动能一定增加 D．微粒从M点运动到N点机械能一定增加 答案　C 解析　由于两极板的正负不知，粒子的电性不确定，则粒子所受电场力方向不确定，所受电场力做功正负不确定，但根据粒子运动轨迹，粒子所受合力一定向下，则合力一定做正功，所以电势能变化情况、机械能变化情况不确定，但粒子动能一定增加，所以只有C正确．‎ ‎3．(2013·广东·15)喷墨打印机的简化模型如图11所示，重力可忽略的墨汁微滴，经带电室带负电后，以速度v垂直匀强电场飞入极板间，最终打在纸上，则微滴在极板间电场中(　　)‎ 图11‎ A．向负极板偏转 B．电势能逐渐增大 C．运动轨迹是抛物线 D．运动轨迹与所带电荷量无关 答案　C