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1、(江蘇專版)2022年高考物理總復(fù)習 第27講 電容器講義
考情剖析
考查內(nèi)容
考綱要求
考查年份
考查詳情
能力要求
電容
電容器
Ⅰ
13年
T8—選擇,考查電容器電容對電路的影響
T15—計算,以帶電粒子在勻強場中運動為背景,計算粒子做勻變速直線運動的速度
分析綜合、推理、
應(yīng)用數(shù)學
處理物理問題
14年
T9—選擇,考查霍爾效應(yīng)、電功率
分析綜合、推理
17年
T4—選擇,考查電容器的兩類動態(tài)變化
分析綜合、推理
弱項清單,1.電容器定義式
2、及決定式;
2.電容器的動態(tài)分析.
知識整合
1.電容器
(1)構(gòu)成:兩個彼此________又互相靠近的________可構(gòu)成電容器.
(2)極板帶電荷量:________極板所帶電荷量的絕對值.
2.電容器的充、放電
(1)充電:使電容器帶電的過程,充電后電容器兩極板帶上等量的__________,電容器中儲存__________.
(2)放電:使充電后的電容器失去電荷的過程,放電過程中________能轉(zhuǎn)化為________能.
3.電容
(1)定義:電容器所帶的________與電容器兩極板間的________的
3、比值.
(2)意義:表示電容器________________的物理量.
(3)定義式:C=________=________.
(4)單位:________.
4.平行板電容器
電容決定式:C=________,________為兩板的正對面積,________為極板間的距離,其中________是介電常數(shù).
方法技巧考點1 兩個公式的理解
1.定義式C=適用于一切電容器,采用比值定義法定義,電容C只由電容器本身決定,與兩板間的電壓U和電量Q均無關(guān).
2.決定式C=只適用于平行板電容器,是平行板電容器電容的決定式,與絕緣物質(zhì)即電介
4、質(zhì)的介電常數(shù)、兩板的正對面積和兩板間的距離有關(guān).
【典型例題1】 如圖為一只“極距變化型電容式傳感器”部分構(gòu)件的示意圖,當動極板和定極板之間的距離d變化時,電容C便發(fā)生變化,通過測量電容C的變化就可知道兩極板之間距離d的變化情況.在如圖選項中能正確反映電容C與距離d之間變化規(guī)律的是( )
A
B
C
D
考點2 平行板電容器的動態(tài)問題分析
1.運用電容器定義式和決定式分析電容器相關(guān)量變化的思路
(1)確定不變量,分析是電壓不變還是所帶電荷量不變.
(2)用決定式C=分析平行板電容器電容的變化.
(3)用定義式C=分析電容器所帶電荷量或兩極板間電
5、壓的變化.
(4)用E=分析平行板電容器極板間勻強電場場強的變化.
2.兩類動態(tài)問題分析比較
(1)第一類動態(tài)變化:兩極板間電壓U恒定不變.
(2)第二類動態(tài)變化:電容器所帶電荷量Q恒定不變.
【典型例題2】 用控制變量法,可以研究影響平行板電容器的因素,如圖所示.設(shè)兩極板正對面積為S,極板間的距離為d,靜電計指針偏角為θ.實驗中,極板所帶電荷量不變,若( )
A.保持S不變,增大d,則θ變大
B.保持S不變,增大d,則θ變小
C.保持d不變,減小S,則θ變小
D.保持d不變,減小S,則θ不變
1.靜電計是在驗電器的基礎(chǔ)上制成的,用其指針張角
6、的大小來定性顯示其金屬球與外殼之間的電勢差大?。鐖D所示,A、B是平行板電容器的兩個金屬板,G為靜電計.開始時開關(guān)S閉合,靜電計指針張開一定角度,為了使指針張開的角度增大些,下列采取的措施可行的是( )
A.斷開開關(guān)S后,將A、B分開些
B.保持開關(guān)S閉合,將A、B兩極板分開些
C.保持開關(guān)S閉合,將A、B兩極板靠近些
D.保持開關(guān)S閉合,將變阻器滑動觸頭向右移動
【典型例題3】 (多選)傳感器是一種采集信息的重要器件,如圖所示的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,以下說法中正確的是( )
A.若F向上壓膜片電極,電路中
7、有從a到b的電流
B.若F向上壓膜片電極,電路中有從b到a的電流
C.若F向上壓膜片電極,電路中不會出現(xiàn)電流
D.若電流表有示數(shù),則說明壓力F發(fā)生變化
【典型例題4】 如圖所示,甲圖中電容器的兩個極板和電源的兩極相連,乙圖中電容器充電后斷開電源.在電容器的兩個極板間用相同的懸線分別吊起完全相同的小球,小球靜止時懸線和豎直方向的夾角均為θ,將兩圖中的右極板向右平移時,下列說法正確的是( )
甲 乙
A.甲圖中夾角減小,乙圖中夾角增大
B.甲圖中夾角減小,乙圖中夾角不變
C.甲圖中夾角不變,乙圖中夾角不變
D.甲圖
8、中夾角減小,乙圖中夾角減小
2.(多選)如圖所示,兩塊平行帶電金屬板,帶正電的極板接地,兩板間P點處固定著一個負電荷(電荷量很小).現(xiàn)讓兩板保持距離不變而水平錯開一段距離,則( )
A.兩板間電壓變大,P點場強變大
B.兩板間電壓變小,P點場強變小
C.P點電勢變大,負電荷的電勢能變小
D.P點電勢變小,負電荷的電勢能變大當堂檢測 1.根據(jù)電容器電容的定義式C=,可知( )
A.電容器所帶的電荷量Q越多,它的電容就越大,C與Q成正比
B.電容器不帶電時,其電容為零
C.電容器兩極板之間的電壓U
9、越高,它的電容就越小,C與U成反比
D.以上說法均不對
2.(多選)美國物理學家密立根通過研究平行板間懸浮不動的帶電油滴,比較準確地測定了電子的電荷量.如圖所示,平行板電容器兩極板M、N相距d,兩極板分別與電壓為U的恒定電源兩極連接,極板M帶正電.現(xiàn)有一質(zhì)量為m的帶電油滴在極板中央處于靜止狀態(tài),且此時極板帶電荷量與油滴帶電荷量的比值為k,則( )
第2題圖
A.油滴帶負電
B.油滴帶電荷量為
C.電容器的電容為
D.將極板N向下緩慢移動一小段距離,油滴將向上運動
3.如圖所示,用導(dǎo)線將靜電計與已經(jīng)充電的平行板電容器極板連接,保持B極板位置不動,向右沿水
10、平方向移動A極板.下列判斷正確的是( )
第3題圖
A.電容器電容減小
B.兩極板間電壓不變
C.靜電計指針偏角變大
D.兩極板間電場強度不變
4.如圖所示,M、N是平行板電容器的兩個極板,R0為定值電阻,R1、R2為可調(diào)電阻,用絕緣細線將質(zhì)量為m、帶正電的小球懸于電容器內(nèi)部.閉合開關(guān)S,小球靜止時受到懸線的拉力為F.調(diào)節(jié)R1、R2,關(guān)于F的大小判斷正確的是( )
第4題圖
A.保持R1不變,緩慢增大R2時,F(xiàn)將變大
B.保持R1不變,緩慢增大R2時,F(xiàn)將變小
C.保持R2不變,緩慢增大R1時,F(xiàn)將變大
D.保持R2不變,緩
11、慢增大R1時,F(xiàn)將變小
5.某電容式話筒的原理示意圖如圖所示,E為電源,R為電阻,薄片P和Q為兩相互絕緣的金屬極板.當對著話筒說話時,P振動而Q可視為不動,在P、Q間距增大過程中( )
第5題圖
A.P、Q兩板構(gòu)成電容器的電容增大
B.P板電荷量增大
C.M點的電勢比N點低
D.M點的電勢比N點高
第27講 電容器
知識整合
基礎(chǔ)自測
1.(1)絕緣 導(dǎo)體 (2)一個 2. (1)異種 電能 (2)電 其他形式的 3.(1)電荷量Q電勢差U (2)容納電荷本領(lǐng) (3) (4)法拉 4. S d εr
方法技巧
·典型例題1·A
·典型例題
12、2·A 【解析】 靜電計指針偏轉(zhuǎn)角θ反映電容器兩板間電壓的大小,根據(jù)電容的決定式C=,保持S不變,增大d,電容C減小,再根據(jù)定義式C=,知U增大,所以θ變大,故A正確,B錯誤;保持d不變,減小S,電容減小,再根據(jù)定義式C=,知U增大,所以θ變大.故C、D錯誤.故選A.
·變式訓練1·A 【解析】 斷開電鍵,電容器帶電量不變,將AB分開一些,則d增大,根據(jù)C=知,電容減小,根據(jù)U=知,電勢差增大,指針張角增大.故A正確.保持開關(guān)閉合,電容器兩端的電勢差不變,則指針張角不變知,故B錯誤.保持開關(guān)閉合,電容器兩端的電勢差不變,則指針張角不變.故C錯誤.保持開關(guān)閉合,電容器兩端的電勢差不變,變阻器僅
13、僅充當導(dǎo)線功能,滑動觸頭滑動不會影響指針張角,故D錯誤.故選A.
·典型例題3·BD 【解析】 向上壓膜片,使得兩板間距離d減小,根據(jù)C=知,電容增大,始終跟電源相連,兩板間電壓不變,根據(jù)C=知,Q增大,電容器處于充電狀態(tài),電路中有b到a的電流,所以B正確;若F變化,則距離d變化,電容C變化,導(dǎo)致Q變化,電路中有電流通過,電流表有示數(shù),所以D正確.
·典型例題4·B 【解析】 甲圖中的電容器和電源相連,所以電容器兩極板間的電壓不變,當極板間的距離增大時,根據(jù)公式E=可知,板間的電場強度減小,電場力減小,所以懸線和豎直方向的夾角將減?。旊娙萜鞒潆姾髷嚅_電源,電容器的極板所帶的電荷量不變;根
14、據(jù)平行板電容器的電容公式C=,極板間的電壓U==,極板間的電場強度E==,當兩個極板電荷量不變,距離改變時,場強與兩板間距離無關(guān),故乙圖中夾角不變.綜上分析,選項B正確.
·變式訓練2·AD 【解析】 由S減小,致使C減小,E變大,由于Q不變,根據(jù)定義式可知U變大;根據(jù)-φP=Ed′,Ep=(-q) φP= qEd′,負電荷在此電場中具有的電勢能是正的.
當堂檢測
1.D
2.AC 【解析】 由題意知油滴受到的電場力方向豎直向上,又上極板帶正電,故油滴帶負電,設(shè)油滴帶電荷量為q,則極板帶電荷量為Q=kq,由于qE=mg,E=,C=,解得q=,C=,將極板N向下緩慢移動一小段距離,U不變
15、,d增大,則電場強度E減小,重力將大于電場力,油滴將向下運動,只有選項A、C正確.
3.D 【解析】 A板右移,距離d減小,電容C變大;因為充好電的電容器帶電荷量一定,根據(jù)定義式C= 可知U減小, 靜電計指針偏角變??;再由E=,得E=,由于Q與S都不變,故電場強度E不變;故ABC錯誤,D正確.
4.B 【解析】 據(jù)題圖可知電容器兩端電壓UMN即R0兩端電壓,而R0和R2是串聯(lián)關(guān)系,兩者電壓的和為電源的電動勢,因此R2↑→UR0↓
UMN↓→電場強度E↓→F電↓→F↓,A錯誤,B正確;R2不變,緩慢增大R1時,R0兩端電壓不變,電容器兩端電壓不變,故F不變,C、D均錯.
5.D 【解析】 電容式話筒與電源串聯(lián),其電壓保持不變,在P、Q間距增大的過程中,根據(jù)電容決定式C=可知電容減小;又根據(jù)電容定義式C= 可知電容器所帶電量減小,P板上電荷量減小,電容器放電,放電電流通過R的方向由M到N,則M點電勢高于N點,故B、A、C錯誤,D正確