1、1深入理解电容器的电容一、考点突破:二、重难点提示: 重点:1. 电容器的电容的概念。2. 电容的定义式和决定式。难点:根据定义式和决定式分析具体问题。1. 电容器容纳电荷的容器(1)充电:使电容器带电的过程,充电后电容器两极板带上等量的异种电荷,充电过程实质上是电源逐步把正电荷从电容器的负极板移到正极板的过程,由于正、负两极板间有电势差,所以电源需要克服电场力做功,正是电源所做的这部分功以电能的形式储存在电容器中,所以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)物理意义:表示电容器容纳电荷本领大小的物理量,由电容器本身的
2、构造决定,与电容器是否带电无关。(2)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。(3)定义式: C U。(4)单位:法拉(F)3. 平行板电容器知识点 考纲要求 题型 说明深入理解电容器的电容 1. 理解电容器的电容的概念;2. 掌握电容的定义式和决定式;3. 会根据定义式和决定式分析具体问题。选择题计算题本知识点属于重点内容,高频考点,考查方向以电容器为依托考查电容器的两种动态分析,同时利用电容器两板间的电场考查动力学和能量问题。2(1)影响因素:平行板电容器的电容与正对面积 S 成正比,与介质的介电常数 r成正比,与两极板间的距离 d 成反比,即 C kdr4,
3、k 为静电力常量。(2)板间场强:充电后的平行板电容器间形成匀强电场,场强 dUE。特别提醒: C UQ (或 C )适用于任何电容器,但 C kSr4仅适用于平行板电容器。例题 1 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 变为原来的一半思路分析: E ,
4、保持 U 不变,将 d 变为原来的两倍, E 变为原来的一半,A 对;保持 E 不变,则 d 变为原来的一半, U 变为原来的一半,B 错; C Q, C kdSr4,保持 d不变, C 不变, Q 加倍, U 加倍,C 错; E d dkSrr4, Q 变为原来的一半,则 E 变为原来的一半,D 对。 答案:AD例题 2 一水平放置的平行板电容器的两极板间距为 d,极板分别与电池两极相连,上极板中心有一小孔(小孔对电场的影响可忽略不计),小孔正上方 2处的 P 点有一带电粒子,该粒子从静止开始下落,经过小孔进入电容器,并在下极板处(未与极板接触)返回,若将下极板向上平移 3d,则从 P 点开
5、始下落的相同粒子将( )A. 打到下极板上B. 在下极板处返回3C. 在距上极板 2d处返回D. 在距上极板 5d 处返回思路分析:粒子两次落到小孔的速度相同,设为 v,下极板向上平移后由 E dU知场强变大,故粒子第二次在电场中减速运动的加速度变大,由 v22 ax 得第二次减速到零的位移变小,即粒子在下极板之上某位置返回,设粒子在距上极板 h 处返回,对粒子两次运动过程应用动能定理得 mg( 2d d) qU0, mg( d h) q d3h0,联立两方程解得 h 52d,选项 D 正确。 答案:D【知识脉络】 电 容 器 充 电 储 存 电 场 能 电 容 器 放 电 电 场 能 转 化
6、为 其 他 能 平 行 板 电 容 器 1.定 义 2.定 义 式 : C UQ 3.单 位 : 法 拉 4.物 理 意 义 1.影 响 因 素 2.决 定 式 CkdSr4 板 间 电 场 为匀 强 电 场 EdU 满分训练:如图所示,电子由静止开始从 A 板向 B 板运动,当到达 B 极板时速度为v,保持两板间电压不变,则( )A. 当增大两板间距离时, v 增大B. 当减小两板间距离时, v 增大4C. 当改变两板间距离时, v 不变D. 当增大两板间距离时,电子在两板间运动的时间变长思路分析:电子从静止开始运动,根据动能定理,从 A 板运动到 B 板动能的变化量等于电场力做的功,因为保持两个极板间的电势差不变,所以末速度不变,而位移(两板间距离)如果增加,电子在两板间运动的时间变长,故 C、D 正确。答案:CD