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1、用心 爱心 专心1+ _+ _图 1+ _图 2平行板电容器中的平行板电容器中的“一二三四五一二三四五”摘要摘要 电容器是电子和微电子技术中的重要元件。在中学阶段需要掌握的是最基本的平行板电容器。纵观近几年高考，有关此考点的题频频出现。此类题涉及面广，要求逻辑思维 能力强，而且分值高。故这一考点值得大家重视。关键词关键词 场强 含容直流电路 动态分析电容器是电子和微电子技术中的重要元件。在中学阶段需要掌握的是最基本的平行板 电容器。纵观近几年高考，有关此考点的题频频出现，如 03 年江苏 16 题，06 年全国 25 题。此类题涉及面广，要求逻辑思维能力强，而且分值高。故这一考点值得大家重视。
2、现 把其总结如下，以飨读者。 一、平行板电容器的特点平行板电容器由两块彼此绝缘、互相靠近的平行金属板组成，两板电荷等量异号，分布在 相对两板的内侧，板间形成匀强电场。一个电容器所带电荷量 Q 与电容器两板的电势差 U的比值UQ是一个常量，这个比值表征了电容器储存电荷的特性，我们把这个比值叫做电容器的电容，其大小由其本身的条件决定，即与正对面积 S、板间距离 d、是否插入电介质 及电介质的特性有关。 二、充、放电过程 1.充电过程（如图 1）充电电流，电流方向为逆时针，电流强度由大到小；电容器所带 电荷量增加；板间电压升高；电场强度增加；充电结束，电容器中 无电流，板间电压与充电电压相等。 2.
3、放电过程（如图 2）放电时极板正负电荷中和，电流方向为顺时针，电流强度由大到 小；电容器所带电荷量减小；板间电压降低；电场强度减弱；放 电结束，电容器中无电流，板间电压为零。 三、基本公式1.电容定义式：UQC 或CUQ 2.电容决定式：kdSC 43.板间匀强电场的场强：dUE 四、解题基本规律 1.平行板电容器充电后，若保持其始终与直流电源相连，则板间电压 U 不变。当电 容器的板间距离 d 增大时，由以上公式得 C 减小，Q 减小，E 减小。 2.电容器充电后断开电源，由于电荷不能移动，所以极板的电荷量 Q 不变。当电容 器的板间距离 d 增大时，由以上公式得 C 减小，U 增大，E 减
4、小。 3.在直流电路中，电容器充、放电时会形成充、放电电流。当电路稳定后，电容器 相当于电阻无穷大的元件，相当于断路，其所在的一段电路电流是不通的，与其用心 爱心 专心2串联的用电器两端电压为零，用电器相当于导线，所以在分析电路时可以去掉电 容器及与其串联的用电器部分，电容器两端的电压等于与之并联的用电器两端的 电压。4.电容器两极板间形成匀强电场dUE ，带电粒子或微粒受到电场力EqF 会影响其运动。此类题涉及力学基本知识。 五、常见五种题型 1.对电容器、电容概念的考察例1：对水平放置的平行板电容器，下列说法正确的是（ ）A、将极板的间距加大，电容将增大。B、将两极板平行错开，使正对面积减
5、小，电容将减小。C、在下板的内表面上放置一个面积和极板相等、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。【解析解析】 B、C选项可以通过决定式判断选出，对于D选项，加入了导体，在电场的作用下导体处于静电平衡状态，是一个等势体，这样就相当于减小了平行板的间距。所以答案应该选择：B、C、D。2.平行板电容器中的动态分析例 2：两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置，构成一平行板电容器，与它相连 接的电路如图所示，接通开关 K，电源即给电容器充电.（ ） A保持 K 接通，减小两极板间的距离，则两极 板间电场的电场强度减小 B
6、保持 K 接通，在两极板间插入一块介质， 则极板上的电量增大 C断开 K，减小两极板间的距离， 则两极板间的电势差减小 D断开 K，在两极板间插入一块介质，则两极板间的电势差增大答案：BC。此类题可利用规律 1 和规律 2 解决。3. 平行板电容器中电容的变化，对电路中电流的影响在含电容的直流电路中，由于电容器的隔直流作用，电路中不会有电流产生。但是在电容发生变化的过程中，由于极板上所带电量Q的变化，也会在电路中形成瞬时电流。【例3】由平行板电容器、电阻、电键和电源组成了电路如图3所示的电路，闭合电键，当减小电容器极板间的距离时，思考：（1）电容如何变化；（2）有无电流在回路中？若有是由a到
7、b，还是由b到a。用心 爱心 专心3ABd【解析】此类型题可用充放电过程的规律求解。根据kdsC4知道，板距d减小，电容C增大。根据UQC ，U一定，C增大，所以Q增大，电容器因电量增大需要充电，所以瞬间电流由b直接到a经过电阻R 。4.含容直流电路的分析和计算例 4：在如图所示的电路中，电源的电动势,0 . 3 V内阻,10R;0 . 11电阻r 35R,30R,10R432；电容器的电容FC100，电容器原来不带电.求接通电键 K 后流过 R4的总电量.答案：由电阻的串并联公式，得闭合电路的总电阻为rRRRRRRR321321)(由欧姆定律得，通过电源的电流RI电源的端电压IrU 电阻 R
8、3两端的电压URRRU323 通过 R4的总电量就是电容器的电量 Q=CU由以上各式并代入数据解得CQ4100 . 25. 综合能力的运用平行板电容器内部形成匀强电场，带电粒子在电场中的运动问题便成了考察综合运用电容、电场及其他相关知识解决问题的能力的重要方面。例 6：有个演示实验，在上下面都是金属板的玻璃盒内，放了许多锡箔纸揉成的小球， 当上下板间加上电压后，小球就上下不停地跳动。现取以下简化模型进行定量研究。如图 所示，电容量为 C 的平行板电容器的极板 A 和 B 水平放置，相距为 d，与电动势为 、内 阻可不计的电源相连。设两板之间只有一个质量为 m 的导电小球，小球可视为质点。已知：
9、 若小球与极板发生碰撞，则碰撞后小球的速度立即变为零，带电状态也立即改变，改变后， 小球所带电荷符号与该极板相同，电量为极板电量的 倍（mg d其中 q=Q 又有 Q=C由以上三式有 mgd C（2）当小球带正电时，小球所受电场力与重力方向相同，向下做加速运动。以 a1表示其 加速度，t1表示从 A 板到 B 板所用的时间，则有用心 爱心 专心4q+mg=ma1郝双制作 dd= a1t121 2当小球带负电时，小球所受电场力与重力方向相反，向上做加速运动，以 a2 表示其加速度， t2表示从 B 板到 A 板所用的时间，则有qmg=ma2 dd= a2t221 2小球往返一次共用时间为（t1+t2），故小球在 T 时间内往返的次数n=郝双制作T t1 + t2由以上关系式得 n=T2md2 C2 + mgd+ 2md2 C2mgd小球往返一次通过的电量为 2q，在 T 时间内通过电源的总电量 Q=2qn 由以上两式可得郝双制作Q=2CT2md2 C2 + mgd+ 2md2 C2mgd综上所述，对于平行板电容器只要作到明确其结构、性质、原理，知道其在实际电路中对电流所起的作用，运用电场以及其他相关知识，便可以根据上述方法解决涉及电容器的实际问题。
