高三物理教案：《電容器》教學設計

　　本文題目：高三物理教案：電容器

　　第6課時　電容器 帶電粒子在電場中的運動(平衡)

　　考綱要求

　　掌握電容器的動態分析。

　　【基礎知識梳理與重難點分析】

　　1.電容器、電容

　　(1)電容器：兩個彼此絕緣又互相靠近的導體可構成一個電容器.

　　(2)電容：描述電容器容納 的物理量.

　　①定義：電容器所帶的電荷量Q(一個極板所帶電荷量的絕對值)與兩個極板間電勢差U的比值，叫做電容器的電容.②定義式： .電容C由電容器 因素決定，與電容器所帶電量 和充電電壓 無關.③單位：1F=106μF=1012pF

　�、軒追N電容器(a)平行板電容器：平行板電容器的電容跟介電常數ε成正比，跟正對面積S成正比，跟兩板間的距離d成反比，即 .帶電平行板電容器兩極板間的電場可認為是勻強電場，板間場強為 .(b)固定電容器、可變電容器、電解電容器.電解電容器接入電路時應注意其極性.

　　【要點講練】

　　1、電容的理解

　　例1、下列關于電容器的敘述正確的是( )

　　A、 電容器時儲存電荷和電能的容器，只有帶電的電容器才稱為電容器

　　B、 任何兩個彼此絕緣而又相互靠近的導體都可看成電容器

　　C、 電容器兩極板上的帶電量之和為電容器的電荷量

　　D、 電容器充電過程是將其他形式的能量轉化為電容器的電能并儲存起來，電容器的放電過程是儲存的電能轉化為其他形式的能

　　例2、對于水平放置的平行板電容器，下列說法正確的是( )

　　A、 將兩極板的間距加大，電容將變大

　　B、 將兩極板平行錯開，使正對面積減少，電容將減少

　　C、 在下板的內表面上放置一面積和極板相等，厚度小于極板間距的陶瓷板，電容將增大

　　D、在下板的內表面上放置一面積和極板相等，厚度小于極板間距的陶瓷板，電容將增大

　　2、平行板電容器的動態分析

　　例3、水平放置的平行板電容器與一電池相連。在電容器的兩板間有一帶正電的質點處于靜止平衡狀態�，F將電容器兩板間的距離增大，則　( )

　　A.電容變大，質點向上運動 　　　B.電容變大，質點向下運動

　　C.電容變小，質點保持靜止 　　　D.電容變小，質點向下運動

　　例4、在右圖所示的實驗裝置中，平行板電容器的極板A與一靈敏的靜電計相接，極板B接地。若極板B稍向上移動一點，由觀察到的靜電計指針變化作出平行板電容器電容變小的結論的依據是( )。

　　(A)兩極板間的電壓不變，極板上的電量變小

　　(B)兩極板間的電壓不變，極板上的電量變大

　　(C)極板上的電量幾乎不變，兩極板間的電壓變小

　　(D)極板上的電量幾乎不變，兩極板間的電壓變大

　　例5、兩塊大小、形狀完全相同的金屬平板平行放置，構成一平行板電容器，與它相連接的電路如圖所示，接通開關K，電源即給電容器充電.( )

　　A 保持K接通，減小兩極板間的距離，則兩極板間電場的電場強度減小

　　B 保持K接通，在兩極板間插入一塊介質，則極板上的電量增大

　　C 斷開K，減小兩極板間的距離，則兩極板間的電勢差減小

　　D 斷開K，在兩極板間插入一塊介質，則兩極板間的電勢差增大

　　4、電容器的充放電過程

　　例6、如圖所示，是一個由電池，電阻R與平行板電容器組成的串聯電路，在增大電容器兩極板間距離的過程中( )

　　A、 電阻R中沒有電流 B、電容器的電容變小

　　C. 電阻R中有從a流向b的電流 D、電阻R中有從b流向a的電流

　　5、電容器的實際應用

　　例7、傳感器是一種采集信息的重要器件，如下圖所示是一種測定壓力的電容式傳感器，當待測壓力F作用于可動膜片電極上時，可使膜片產生形變，引起電容的變化，將電容器、靈敏電流計和電源串聯成閉合電路那么 (　　　　　)

　　A、當F向上壓膜片電極時，電容將增大

　　B、當F向上壓膜片電極時，電容將減少

　　C、若電流計有示數，則壓力F發生變化

　　D、若電流計有示數，則壓力F不發生變化

　　6、帶電粒子在平行板電容器中的平衡，加速、偏轉

　　例8、如圖所示,兩板間距為d的平行板電容器與一電源連接,開關K閉合,電容器兩極板間有一質量為m,帶電量為q的微粒靜止不動,下列各敘述中正確的是( )

　　A、 微粒帶的是正電

　　B、 電源電動勢的大小等于mgd/q

　　C、 斷開開關K，微粒將向下運動

　　D、 保持開關K閉合，把電容器兩極板距離增大，微粒將向下做加速運動

　　例9、一平行板電容器的電容為C，兩極板的距離為d，上極板帶正電，電量為Q，下極板帶負電，電量為Q，他們產生的電場在很遠處的電勢為零，兩個帶異號電荷的小球用一絕緣剛性桿相連，小球的電量都為q。桿長為l，且l

　　A、Qlq/Cd B、0 C、(d-l)Qq/Cd D、Clq/Qd

　　例10、如圖所示，。兩平行金屬板豎直放置，帶有等量異號電荷電荷量為Q，兩板的距離為d，一個帶電的微粒位于兩金屬板上端的中點處，無初速釋放，最后落在某一金屬板上，下面說法正確的是( )

　　A、 微粒的運動軌跡是拋物線

　　B、 如果保持其他條件不變，只使兩板的距離d減小，

　　則微粒在電場的運動的加速度將變大

　　C、 如果保持其他條件不變，只使兩板的距離d減小，則微粒在電場的運動的時間將變小

　　D、 如果保持其他條件不變，只使兩板所帶電荷量Q變小，微粒仍打在極板上，則微粒在電場的運動的加速度將變大

　　強化練習：

　　1、如圖所示，D是一只理想二極管，電流只能從a流向b，而不能從b流向a.平行板電容器的A、B兩極板間有一電荷，在P點處于靜止狀態.以E表示兩極板間的電場強度，U表示兩極板間的電壓，Ep表示電荷在P點的電勢能.若保持極板B不動，將極板A稍向上平移，則下列說法中正確的是

　　A.E變小 B.U變大

　　C.Ep不變 D.電荷仍保持靜止

　　2、如圖所示，相距為d的兩平行金屬板水平放置，開始開關S合上使平行板電容器帶電.板間存在垂直紙面向里的勻強磁場.一個帶電粒子恰能以水平速度v向右勻速通過兩板間.在以下方法中，要使帶電粒子仍能勻速通過兩板，(不考慮帶電粒子所受重力)正確的是 ( )

　　A.把兩板間距離減小一倍，同時把粒子速率增加一倍

　　B.把兩板的距離增大一倍，同時把板間的磁場增大一倍

　　C.把開關S斷開，兩板的距離增大一倍，同時把板間的磁場減小一倍

　　D.把開關S斷開，兩板的距離減小一倍，同時把粒子速率減小一倍

　　3、(南京市2008屆高三質量檢測)在探究平行板電容器的電容與哪瞟因素有關的實驗中，一已充電的平行板電容器與靜電計連接如圖所示。已知靜電計指針張角隨著電容器兩極間的電勢差的增大而增大。現保持電容器的電量不變，且電容器B板位置不動。下列說法中正確的是( )

　　A.將A板向左平移，則靜電計指針張角增大

　　B.將A板向左平移，則靜電計指針張角增小

　　C.將A板豎直向上平移，則靜電計指針張角減小

　　D.將A板豎直向上平移，則靜電計指針張角增大

　　4、(宿遷市2007～2008學年度高三年級第一次質量調研)平行板電容器的兩板A、B接于電池兩極，一帶正電小球用絕緣細線懸掛在電容器兩板之間，細線與豎直方向夾角為θ，如圖，那么( )

　　A.保持電鍵S閉合，僅將A板向B板靠近，則θ減小

　　B.保持電鍵S閉合，僅將A板沿極板方向下移少許，則θ不變

　　C.電鍵S斷開，僅將A板靠近B板，則θ增大

　　D.電鍵S斷開，僅將A板遠離B板，則θ減小

　　5、如圖所示，C為中間插有電介質的電容器，a和b為其兩極板;a板接地;P和Q為兩豎直放置的平行金屬板，在兩板間用絕緣線懸掛一帶電小球;P板與b板用導線相連，Q板接地。開始時懸線靜止在豎直方向，在b板帶電后，懸線偏轉了角度a。在以下方法中，能使懸線的偏角a變大的是

　　A.縮小a、b間的距離

　　B.加大a、b間的距離

　　C.取出a、b兩極板間的電介質

　　D.換一塊形狀大小相同、介電常數更大的電介質

　　6.如圖1.4-12所示，電子由靜止開始從A板向B板運動，當到達B板時速度為v，保持兩板間電壓不變，則( )

　　A.當增大兩板間距離時，v也增大

　　B.當減小兩板間距離時，v增大

　　C.當改變兩板間距離時，v不變

　　D.當增大兩板間距離時，電子在兩板間運動的時間也增大

　　7、一個初動能為Ek的帶電粒子，以速度V垂直電場線方向飛入兩塊平行金屬板間，飛出時動能為3Ek.如果這個帶電粒子的初速度增加到原來的2倍，不計重力，那么該粒子飛出時動能為 ( )

　　A. 4 Ek B. 4.5 Ek C. 6 Ek D. 9.5 Ek

　　8.圖中所示是一個平行板電容器，其電容為C，帶電量為Q，上極板帶正電。現將一個試探電荷q由兩極板間的A點移動到B點，如圖所示。A、B兩點間的距離為s，連線AB與極板間的夾角為30°，則電場力對試探電荷q所做的功等于( )

　　A. B. C. D.

　　9.一平行板電容器的電容為C，兩板間的距離為d，上板帶正電，電量為Q，下板帶負電，電量也為Q，它們產生的電場在很遠處的電勢為零。兩個帶異號電荷的小球用一絕緣剛性桿相連，小球的電量都為q，桿長為l，且l

　　A. B.0

　　C. D.

　　10、如圖所示，將平行板電容器兩極板分別與電池正、負極相接，兩板間一帶電液滴恰好處于靜止狀態.現貼著下板插入一定厚度的金屬板，則在插入過程中 ( )

　　A.電容器的帶電量不變

　　B.電路將有順時針方向的短暫電流

　　C.帶電液滴仍將靜止

　　D.帶電液滴將向上做加速運動

　　11.一平行板電容器的兩個極板水平放置，兩極板間有一帶電量不變的小油滴，油滴在極板間運動時所受空氣阻力的大小與其速率成正比。若兩極板間電壓為零，經一段時間后，油滴以速率v勻速下降：若兩極板間的電壓為U，經一段時間后，油滴以速率v勻速上升。若兩極板間電壓為-U，油滴做勻速運動時速度的大小、方向將是

　　A.2v、向下　　　B.2v、向上　　　　C.3v、向下　　　　　D.3v、向上

　　12.如圖所示，平行板電容器與電動勢為E的直流電源(內阻不計)連接，下極板接地。一帶電油滴位于容器中的P點且恰好處于平衡狀態�，F將平行板電容器的上極板豎直向上移動一小段距離 ( B )

　　A.帶點油滴將沿豎直方向向上運動

　　B.P點的電勢將降低

　　C.帶點油滴的電勢將減少

　　D.若電容器的電容減小，則極板帶電量將增大