（江苏专版）2022年高考物理总复习 第27讲 电容器讲义

（江苏专版）2022年高考物理总复习 第27讲 电容器讲义考情剖析考查内容考纲要求考查年份考查详情能力要求电容电容器13年T8选择，考查电容器电容对电路的影响T15计算，以带电粒子在匀强场中运动为背景，计算粒子做匀变速直线运动的速度分析综合、推理、应用数学处理物理问题14年T9选择，考查霍尔效应、电功率分析综合、推理17年T4选择，考查电容器的两类动态变化分析综合、推理弱项清单,1.电容器定义式及决定式；2电容器的动态分析知识整合1电容器(1)构成：两个彼此_又互相靠近的_可构成电容器(2)极板带电荷量：_极板所带电荷量的绝对值2电容器的充、放电(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_，电容器中储存_(2)放电：使充电后的电容器失去电荷的过程，放电过程中_能转化为_能3电容(1)定义：电容器所带的_与电容器两极板间的_的比值(2)意义：表示电容器_的物理量(3)定义式：C_.(4)单位：_.4平行板电容器电容决定式：C_，_为两板的正对面积，_为极板间的距离，其中_是介电常数方法技巧考点1两个公式的理解1定义式C适用于一切电容器，采用比值定义法定义，电容C只由电容器本身决定，与两板间的电压U和电量Q均无关2决定式C只适用于平行板电容器，是平行板电容器电容的决定式，与绝缘物质即电介质的介电常数、两板的正对面积和两板间的距离有关【典型例题1】如图为一只“极距变化型电容式传感器”部分构件的示意图，当动极板和定极板之间的距离d变化时，电容C便发生变化，通过测量电容C的变化就可知道两极板之间距离d的变化情况在如图选项中能正确反映电容C与距离d之间变化规律的是()ABCD考点2平行板电容器的动态问题分析1运用电容器定义式和决定式分析电容器相关量变化的思路(1)确定不变量，分析是电压不变还是所带电荷量不变(2)用决定式C分析平行板电容器电容的变化(3)用定义式C分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化(4)用E分析平行板电容器极板间匀强电场场强的变化2两类动态问题分析比较(1)第一类动态变化：两极板间电压U恒定不变(2)第二类动态变化：电容器所带电荷量Q恒定不变【典型例题2】用控制变量法，可以研究影响平行板电容器的因素，如图所示设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为.实验中，极板所带电荷量不变，若() A保持S不变，增大d，则变大 B保持S不变，增大d，则变小 C保持d不变，减小S，则变小 D保持d不变，减小S，则不变1.静电计是在验电器的基础上制成的，用其指针张角的大小来定性显示其金属球与外壳之间的电势差大小如图所示，A、B是平行板电容器的两个金属板，G为静电计开始时开关S闭合，静电计指针张开一定角度，为了使指针张开的角度增大些，下列采取的措施可行的是() A断开开关S后，将A、B分开些 B保持开关S闭合，将A、B两极板分开些 C保持开关S闭合，将A、B两极板靠近些 D保持开关S闭合，将变阻器滑动触头向右移动【典型例题3】(多选)传感器是一种采集信息的重要器件，如图所示的是一种测定压力的电容式传感器，当待测压力F作用于可动膜片电极上时，以下说法中正确的是() A若F向上压膜片电极，电路中有从a到b的电流 B若F向上压膜片电极，电路中有从b到a的电流 C若F向上压膜片电极，电路中不会出现电流 D若电流表有示数，则说明压力F发生变化【典型例题4】如图所示，甲图中电容器的两个极板和电源的两极相连，乙图中电容器充电后断开电源在电容器的两个极板间用相同的悬线分别吊起完全相同的小球，小球静止时悬线和竖直方向的夹角均为，将两图中的右极板向右平移时，下列说法正确的是()甲 乙 A甲图中夹角减小，乙图中夹角增大 B甲图中夹角减小，乙图中夹角不变 C甲图中夹角不变，乙图中夹角不变 D甲图中夹角减小，乙图中夹角减小2.(多选)如图所示，两块平行带电金属板，带正电的极板接地，两板间P点处固定着一个负电荷(电荷量很小)现让两板保持距离不变而水平错开一段距离，则() A两板间电压变大，P点场强变大 B两板间电压变小，P点场强变小 CP点电势变大，负电荷的电势能变小 DP点电势变小，负电荷的电势能变大当堂检测1.根据电容器电容的定义式C，可知() A电容器所带的电荷量Q越多，它的电容就越大，C与Q成正比 B电容器不带电时，其电容为零 C电容器两极板之间的电压U越高，它的电容就越小，C与U成反比 D以上说法均不对2(多选)美国物理学家密立根通过研究平行板间悬浮不动的带电油滴，比较准确地测定了电子的电荷量如图所示，平行板电容器两极板M、N相距d，两极板分别与电压为U的恒定电源两极连接，极板M带正电现有一质量为m的带电油滴在极板中央处于静止状态，且此时极板带电荷量与油滴带电荷量的比值为k，则()第2题图 A油滴带负电 B油滴带电荷量为 C电容器的电容为 D将极板N向下缓慢移动一小段距离，油滴将向上运动3如图所示，用导线将静电计与已经充电的平行板电容器极板连接，保持B极板位置不动，向右沿水平方向移动A极板下列判断正确的是()第3题图 A电容器电容减小 B两极板间电压不变 C静电计指针偏角变大 D两极板间电场强度不变4如图所示，M、N是平行板电容器的两个极板，R0为定值电阻，R1、R2为可调电阻，用绝缘细线将质量为m、带正电的小球悬于电容器内部闭合开关S，小球静止时受到悬线的拉力为F.调节R1、R2，关于F的大小判断正确的是()第4题图 A保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变大 B保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变小 C保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变大 D保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变小5某电容式话筒的原理示意图如图所示，E为电源，R为电阻，薄片P和Q为两相互绝缘的金属极板当对着话筒说话时，P振动而Q可视为不动，在P、Q间距增大过程中()第5题图 AP、Q两板构成电容器的电容增大 BP板电荷量增大 CM点的电势比N点低 DM点的电势比N点高第27讲电容器知识整合基础自测1(1)绝缘导体(2)一个2. (1)异种电能(2)电其他形式的3.(1)电荷量Q电势差U(2)容纳电荷本领(3)(4)法拉4.Sdr方法技巧典型例题1A典型例题2A【解析】静电计指针偏转角反映电容器两板间电压的大小，根据电容的决定式C，保持S不变，增大d，电容C减小，再根据定义式C，知U增大，所以变大，故A正确，B错误；保持d不变，减小S，电容减小，再根据定义式C，知U增大，所以变大故C、D错误故选A.变式训练1A【解析】断开电键，电容器带电量不变，将AB分开一些，则d增大，根据C知，电容减小，根据U知，电势差增大，指针张角增大故A正确保持开关闭合，电容器两端的电势差不变，则指针张角不变知，故B错误保持开关闭合，电容器两端的电势差不变，则指针张角不变故C错误保持开关闭合，电容器两端的电势差不变，变阻器仅仅充当导线功能，滑动触头滑动不会影响指针张角，故D错误故选A.典型例题3BD【解析】向上压膜片，使得两板间距离d减小，根据C知，电容增大，始终跟电源相连，两板间电压不变，根据C知，Q增大，电容器处于充电状态，电路中有b到a的电流，所以B正确；若F变化，则距离d变化，电容C变化，导致Q变化，电路中有电流通过，电流表有示数，所以D正确典型例题4B【解析】甲图中的电容器和电源相连，所以电容器两极板间的电压不变，当极板间的距离增大时，根据公式E可知，板间的电场强度减小，电场力减小，所以悬线和竖直方向的夹角将减小当电容器充电后断开电源，电容器的极板所带的电荷量不变；根据平行板电容器的电容公式C，极板间的电压U，极板间的电场强度E，当两个极板电荷量不变，距离改变时，场强与两板间距离无关，故乙图中夹角不变综上分析，选项B正确变式训练2AD【解析】由S减小，致使C减小，E变大，由于Q不变，根据定义式可知U变大；根据PEd，Ep(q) P qEd，负电荷在此电场中具有的电势能是正的当堂检测1D2AC【解析】由题意知油滴受到的电场力方向竖直向上，又上极板带正电，故油滴带负电，设油滴带电荷量为q，则极板带电荷量为Qkq，由于qEmg，E，C，解得q，C，将极板N向下缓慢移动一小段距离，U不变，d增大，则电场强度E减小，重力将大于电场力，油滴将向下运动，只有选项A、C正确3D【解析】A板右移，距离d减小，电容C变大；因为充好电的电容器带电荷量一定，根据定义式C 可知U减小， 静电计指针偏角变小；再由E，得E，由于Q与S都不变，故电场强度E不变；故ABC错误，D正确4B【解析】据题图可知电容器两端电压UMN即R0两端电压，而R0和R2是串联关系，两者电压的和为电源的电动势，因此R2UR0UMN电场强度EF电F，A错误，B正确；R2不变，缓慢增大R1时，R0两端电压不变，电容器两端电压不变，故F不变，C、D均错5D【解析】电容式话筒与电源串联，其电压保持不变，在P、Q间距增大的过程中，根据电容决定式C可知电容减小；又根据电容定义式C 可知电容器所带电量减小，P板上电荷量减小，电容器放电，放电电流通过R的方向由M到N，则M点电势高于N点，故B、A、C错误，D正确