《—静电场——电容与电容器教师版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《—静电场——电容与电容器教师版（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 致力于成为一所让人受益终身的学校地址：桐乡市庆丰中路与鱼行街交叉口 中国农业银行 5 楼 电话:0573-8802688 88021666 市府网：55887714 电容与电容器电容与电容器1.静电平衡（1）静电平衡状态:导体内自由电子不再定向移动的状态。（2）处在静电平衡状态的导体的特点：a导体内部场强处处为零；b导体是等势体,表面为等势面；c导体外部表面附近场强方向与该点的表面垂直。（注：地球是一个极大的导体，可以认为处于静电平衡状态，所以它是一个等势体。这是我们可以选大地做零电势体的一个原因。 ）（3）在导体的外表面，越尖锐的位置电荷的密度（单位面积的电荷量）越大，凹陷的位置几乎没有电
2、荷。2.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.3.电容(1)定义:电容器所带的电荷量与电容器两极板间的电势差 U 的比值.(2)定义式: UQC (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=106F=1012 pF4.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,与两板间的距离成反
3、比.(2)决定式:,k 为静电力常量. kdSCr 4（注：电容器的电容大小是由本身的特性决定的,与极板间电压以及电容器带电多少,带不带电荷无关.）5.电容器的动态分析方法(1)平行板电容器充电后,继续与电源的两极相连,因此两极板间的电压不变,当电容器的 d、S、 变化时, 将引起电容器的 C、Q、E 的变化.(U 不变)dS dkSC 4dSUCQddUE1(2)平行板电容器充电后,切断与电源的连接,因此电容器带电荷量 Q 不变,当电容器的 d、S、 变化时,将引起电容器的 C、U、E 变化.(Q 不变)dS dkSC 4Sd CQUSSQkE14致力于成为一所让人受益终身的学校地址：桐乡市
4、庆丰中路与鱼行街交叉口 中国农业银行 5 楼 电话:0573-8802688 88021666 市府网：5588772例例 1 导体自身带电处于静电平衡，下列说法中正确的是 ( ) A导体内部场强是 0，所以电势也是 0 B电荷只分布在外表面，曲率半径小的地方场强大，所以电势高 C电荷只分布在外表面，电场线一定和外表面处处垂直 D以上说法均不正确解析：A、导体内部场强为0，但导体是等势体 电势不一定为0，A 错误。B、曲率半径小的地方电荷量多，场强大，电势未知，B 错误。C、电荷只分布在导体外表面，由于导体是等势体，导体表面是等势面，所以电场线一定和外表面处处垂直，C 正确，D 错误。答案：C
5、例例2如图，为一空腔球形导体（不带电）现将一个带正电的小球 A 放入腔中，当静电平衡 时，图中 a,b,c 三点的场强大小关系是（ ）A.EaEbEc ,abc B. Ea=EbEc ,a=bc C. Ea=Eb=Ec ,a=bc D. EaEc Eb ,abc解析：当静电平衡时，空腔球形导体内壁感应出负电荷，外表面感应出正电荷，画出电场线的分布如图由于 a 处电场线较密，c 处电场线较疏，b 处场强为零，则 EaEcEb根据顺着电场线方向电势降低，整个空腔球形导体是一个等势体，表面是一个等势面，分析可知电势关系是 abc答案：D例例 3 长为 L 的导体棒原来不带电，现将一电荷量为+q 的点
6、电 荷放在与棒的左端距离为 R 的地方，如图所示。达到静电平 衡后，棒上的感应电荷在棒内中点 O 处产生的场强有多大？ 方向如何？ 解析：导体棒达到静电平衡时，导体内合场强为零.电荷量为 q 的点电荷在棒中靠近右端点处的场强大小为：E=k棒中点处的场强 E与 E 大小相等、方向相反，中点的合场强为零，所以:E=E=k，方向向左.例例 4 如图所示,将带电棒移近两个不带电的导体球甲、乙,两个导体球开始 时互相接触且对地绝缘,下述几种方法中能使两球都带电的是 ( ) A.先把两个球分开,再移走带电棒 B.先移走带电棒,再把两个球分开 C. 先使甲球瞬时接触地,再移走带电棒 D.使带电棒与甲球瞬时接
7、触,再移走带电棒解析：先把两个小球分开,再移走带电棒,这是感应起电,两球带上了异种电荷,故 A 正确;先移走带电棒,甲、乙球上电荷中和,均不带电,B 错误;先使甲球瞬时接触地,再移走棒,也是感应起电,两球带上了同种电荷(与带电棒电荷异性,两个球上与带电棒同性的电荷被排斥到大地中),C 正确;使带电棒与甲球瞬时接触,再移走带电棒,这是接触起电,甲、乙两球带上了同种电荷, D 正确.答案：ACD例 2 图例 3 图例 4图致力于成为一所让人受益终身的学校地址：桐乡市庆丰中路与鱼行街交叉口 中国农业银行 5 楼 电话:0573-8802688 88021666 市府网：5588773拓展如图所示的是
8、一个带正电的验电器,当一个金属球 A 靠近验电器 上的金属小球 B 时,验电器中金属箔片的张角减小,则 ( ) A.金属球 A 可能不带电 B.金属球 A 一定带正电 C.金属球 A 可能带负电 D.金属球 A 一定带负电解析：验电器上的金属箔片和金属球都带有正电荷,金属箔片之所以张开,是由于箔片上的正电荷互相排斥造成的.当验电器金属箔片的张角减小时,说明箔片上的正电荷一定比原来减少了,由于金属球 A 只是靠近验电器而没有与验电器上的金属球 B 发生接触,要考虑感应起电的影响.当金属球 A 靠近时,验电器的金属球 B、金属杆包括金属箔片整体相当于一个导体,金属球 A 离金属球 B 较近,而离金
9、属箔片较远.如果金属球 A 带正电,验电器上的正电荷一定向远处移动,则金属箔片上的电荷量不会减少,所以选项 B 是错误的.如果金属球 A带负电,验电器上的正电荷会由于引力作用向近端移动,造成金属箔片上的电荷量减少,所以选项 C 是正确的.如果金属球 A 不带电,由于受到金属球 B 上正电荷的影响,金属球 A 上靠近 B 的部分也会由于静电力的作用出现负电荷,而这些负电荷反过来会使得验电器上的正电荷向金属球 B 移动,效果与金属球 A 带负电荷一样.所以选项 A 也是正确的,选项 D 是错误的.答案：AC例例5如图所示,一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地,在两极 板间有一正电荷(电荷量很
10、小)固定在 P 点.以 E 表示两极板间的场强, U 表示电容器的电压,Ep 表示正电荷在 P 点的电势能.若保持负极板 不动,将正极板移到图中虚线所示位置,则 ( ) A.U 变小,E 不变 B.E 变大,Ep 不变 C.U 变大,Ep 不变 D.U 不变,Ep 不变解析：将正极板移到图中虚线所示的位置时,电容变大,根据可知，Q 不变，U 变小；又 UQC ，由于 Q 不变，恒定,则场强 E 不变;由于场强 E 不变,P 点与下极板电势差 U=Ed 不变, SQk CdQ dUE4S所以 P 点电势不变,Ep 不变.由以上分析可知选项 A 正确.(对于场强 E 的分析,不能直接利用 E=U/
11、d 分析,因为U 减小,d 也减小,无法确定 E 的变化).答案：A拓展在右图所示的实验装置中,平行板电容器的极板 B 与一灵 敏的静电计相接,极板 A 接地.若极板 A 稍向上移动一点,由观察 到的静电计指针变化作出平行板电容器电容变小的结论的依据 是 ( ). (A)两极板间的电压不变,极板上的电量变小 (B)两极板间的电压不变,极板上的电量变大 (C)极板上的电量几乎不变,两极板间的电压变小 (D)极板上的电量几乎不变,两极板间的电压变大解析： 静电指针的变化表征了电容器两极板电势差的变化.在保持电容器的电荷量 Q 不变的条件下，若极板 B 稍向上移动一点，则电容器的电容 C 变小，两极
12、板间电势差 U=Q/C 变大.故 D 选项正确.答案：D例例 6 一个平行板电容器，两板之间的距离 d 和两板面积 S 都可以调节，电容器两板与电池 相连接，以 Q 表示电容器的电量，E 表示两板间的电场强度，则 （ ） A.当 d 增大、S 不变时，Q 减小，E 减小 B.当 S 增大、d 不变时，Q 增大，E 增大例 4 拓展图例 5 图例 5 拓展图致力于成为一所让人受益终身的学校地址：桐乡市庆丰中路与鱼行街交叉口 中国农业银行 5 楼 电话:0573-8802688 88021666 市府网：5588774C.当 d 减小、S 增大时，Q 增大，E 增大 D.当 S 减小、d 增大时，
13、Q 不变，E 增大解析：电容两端的电压不变；由与 C=Q/U 可知，A、C 正确。答案：AC kdSCr 4拓展如图所示,用电池对电容器充电,电路 a、b 之间接有一灵敏电流表, 两极板之间有一个电荷 q 处于静止状态.现将两极板的间距变大,则 ( ) A.电荷将向上加速运动 B.电荷将向下加速运动 C.电流表中将有从 a 到 b 的电流 D.电流表中将有从 b 到 a 的电流解析：充电后电容器的上极板 A 带正电.不断开电源,增大两板间距,U 不变、d 增大.由 E=U/d 知两极板间场强减小.场强减小会使电荷 q 受到的电场力减小,电场力小于重力,合力向下,电荷 q 向下加速运动.由 知电
14、容 C 减小.由 Q=CU 知极板所带电荷量减少.会有一部分电荷返回电源,形成逆时针方向的电流, kdSCr 4电流表中将会有由 b 到 a 的电流,选项 B、D 正确.答案：BD拓展对于水平放置的平行板电容器，下列说法正确的是 ( ) A.将两极板的间距加大，电容将增大 B.将两极板平行错开，使正对面积减小，电容将减小 C.在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的陶瓷板，电容将增大 D.在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的铝板，电容将增大解析：答案：BCD kdSCr 4例例 7 随着生活质量的提高，自动干手机已进入家庭，洗手后，将湿手靠近自动干手机，机
15、内的传感器便驱动电热器加热，有热空气从机内喷出，将湿手烘干。手靠近干手机能使传 感器工作，是因为 （ ） A.改变了湿度 B.改变了温度C.改变了磁场 D.改变了电容解析：手靠近干手机能使机内的传感器工作，是因为改变了传感器的电容，发送启动信号给控制芯片，控制芯片在启动电机工作和加热装置工作答案：D例例 8 如图示，一个平行板电容器，其电容为 C，带电量为 Q，上板带正电，现将一个试探 电荷 q 由两板间 A 点移动到 B 点，A、B 两点间的距离为 s，连线 AB 与极板间的夹角为30，则电场力对试探电荷所做的功等于 （ ） A.qCs/Qd B.qQs/Cd C.qQs/2 Cd D.qCs/Qd 解析：点电荷由 A 移到 B 点，顺着电场线方向的位移为 d=ssin30，电场力F=qE=q，极板间电势差 U=，故电场力做功 W=Fd=.答案：C. 拓展一平行板电容器的电容为 C，两板间的距离为 d，上板带正电，电量为 Q，下板带 负电，电量也为 Q，它们产生的电场在很远处的电势为零。两个带异号电荷的小球用一绝例 6 拓展图例 8 图致力于成为一所让
