高考物理总复习 第八章 第3课 电容与电容器课件

第二单元带电粒子在匀强电场中的运动第二单元带电粒子在匀强电场中的运动第第3课电容与电容器课电容与电容器第八章电场第八章电场知能要求与高考展望知能要求与高考展望1掌握电容的概念与计算，明确平行板电容器的电容掌握电容的概念与计算，明确平行板电容器的电容与哪些因素有关？有什么关系？熟练判断平行板电容器中与哪些因素有关？有什么关系？熟练判断平行板电容器中、S、d某量变化，而板上某量变化，而板上Q(或或U)不变时，不变时，E的变化的变化2直接考查一般为选择题直接考查一般为选择题课课 前前 自自 修修1.电容器电容器两个彼此绝缘又相互两个彼此绝缘又相互_的导体就构成一个电容的导体就构成一个电容器器电容器的工作状态电容器的工作状态充电和放电充电就是使电容器充电和放电充电就是使电容器_的过程，放电就是使充电后的电容器的过程，放电就是使充电后的电容器_电荷电荷的过程的过程2电容电容电容是描述电容器电容是描述电容器_本领的物理量，电容器本领的物理量，电容器_与极板间的与极板间的_的比值叫电容的比值叫电容靠近靠近带电带电失去失去容纳电荷容纳电荷所带的电量所带的电量电势差电势差(1)定义式：定义式：C .(2)单位：单位：_，简称为法，简称为法.1 F_F_pF.3平行板电容器平行板电容器(1)平行板电容器所带电荷量是指平行板电容器所带电荷量是指_所带电荷所带电荷量的绝对值量的绝对值(2)决定式：决定式：C_.即是说，平行板电容器的电即是说，平行板电容器的电容容C跟电容器的跟电容器的_ 、 _成正比，跟成正比，跟两极板间的两极板间的_成反比成反比QU法拉法拉10106 610101212一块极板一块极板正对面积正对面积介电常数介电常数距离距离重重 难难 突突 破破1.电容的理解电容的理解(1)由由C 得：得：QCU，由此看出，电压一定时，由此看出，电压一定时，C 越越大，电容器容纳的电量大，电容器容纳的电量Q越多，故不同的电容器容纳电荷的越多，故不同的电容器容纳电荷的本领是不同的本领是不同的(2)电容是电容器本身的属性，不能由公式电容是电容器本身的属性，不能由公式C 来说来说明同一电容器的电容是由电量和电压决定的对于平行板电明同一电容器的电容是由电量和电压决定的对于平行板电容器，其电容是由其两极板的正对面积、两极板间的距离及容器，其电容是由其两极板的正对面积、两极板间的距离及介电常数决定的介电常数决定的QUQU2电容器的两类问题比较电容器的两类问题比较分类分类充电后与电池两极充电后与电池两极相连相连充电后与电池两极断开充电后与电池两极断开不变量不变量UQd变大变大C变小变小Q变小变小E变小变小C变小变小U变大变大E不变不变S变大变大C变大变大Q变大变大E不变不变C变大变大U变小变小E变小变小变大变大C变大变大Q变大变大E不变不变C变大变大U变小变小E变小变小题题 型型 探探 究究题型一题型一理解电容、认识平行板电容器理解电容、认识平行板电容器【例【例1】 电容器电容的定义式为电容器电容的定义式为C ，下列说法中正，下列说法中正确的是确的是()A电容在数值上等于使两板间的电压增加电容在数值上等于使两板间的电压增加1 V时所增加的电时所增加的电荷量荷量B电容电容C与电容器所带的电量与电容器所带的电量Q成正比，与电势差成正比，与电势差U成反比成反比C在同一电压下，高电容的板子比低电容的板子可容纳更在同一电压下，高电容的板子比低电容的板子可容纳更多的电荷多的电荷D在一个电容器两板间加以电压，将会对其充电，如果停在一个电容器两板间加以电压，将会对其充电，如果停止充电，则电容立即变为零止充电，则电容立即变为零QU解析：解析：根据定义式可变形得到：根据定义式可变形得到：C ，由此可知电容在，由此可知电容在数值上等于使两板间的电压增加数值上等于使两板间的电压增加1 V时所增加的电荷量，时所增加的电荷量，A项正项正确而理解电容，不能用数学的方式，而要从其本质上理解，电确而理解电容，不能用数学的方式，而要从其本质上理解，电容是电容器的属性，其容电本领取决于电容器的正对面积、介电容是电容器的属性，其容电本领取决于电容器的正对面积、介电常数及两极板间的距离，而不是取决于是否充电常数及两极板间的距离，而不是取决于是否充电(加上电压加上电压U)和所和所充的电荷量充的电荷量Q，B项错误这个定义式适应于任何电容器，它利于项错误这个定义式适应于任何电容器，它利于计算，特别是比较不同电容在相同电压下容纳电荷量差别的计算，计算，特别是比较不同电容在相同电压下容纳电荷量差别的计算，C项正确而电容器一个主要功能是充了电之后可以保存下来，项正确而电容器一个主要功能是充了电之后可以保存下来，不会立即自动消失，等到需要的时候通过它的放电进行利用，不会立即自动消失，等到需要的时候通过它的放电进行利用，D项错误项错误答案：答案：AC方法点窍方法点窍：对电容定义式：对电容定义式C 的理解，要从其本质上的理解，要从其本质上进行理解：它反映了容纳电荷的本领，可以转换成进行理解：它反映了容纳电荷的本领，可以转换成QCU来来分析分析.同一电容，同一电容，C不变，不变，U不同时不同时Q不同，不同，U等于零时等于零时Q等于零，等于零，但但C不等于零；不同电容，不等于零；不同电容，C不同，不同，U一定时一定时Q不同，不同，C越大越大Q越大越大.平行板电容器充电是电荷流入板的过程，但万事都有饱平行板电容器充电是电荷流入板的过程，但万事都有饱和，当板有限的面积内已经充满电荷和，当板有限的面积内已经充满电荷( (意味着板上电荷产生的意味着板上电荷产生的电压与外加电压等大反向电压与外加电压等大反向) )时，便停止充电，电路相当于断路，时，便停止充电，电路相当于断路，但在板上的电荷已保留下来，等到有导线连接两板进行放电但在板上的电荷已保留下来，等到有导线连接两板进行放电时才会消失，体现了电容的作用时才会消失，体现了电容的作用.QU题型二题型二平行板电容器的平行板电容器的C、Q、U、E的动态分析的动态分析【例【例2】 在如图所示的实验装置中，充电后的平行板电在如图所示的实验装置中，充电后的平行板电容器的容器的A极板与灵敏的静电计相接，极板与灵敏的静电计相接，B极板接地静电计中连极板接地静电计中连接转动指针的外壳也接地，当静电计所加的电压增大时，转动接转动指针的外壳也接地，当静电计所加的电压增大时，转动指针与竖直固定的指针的夹角指针与竖直固定的指针的夹角也增大下列关于实验结果的也增大下列关于实验结果的说法中正确的是说法中正确的是()A若只把极板若只把极板B稍向上移动一点，电容增大，两板稍向上移动一点，电容增大，两板间的电压增大，间的电压增大，应增大应增大B若只把极板若只把极板B稍向上移动一点，电容减小，两板稍向上移动一点，电容减小，两板间的电压增大，间的电压增大，应增大应增大C若只把极板若只把极板B稍向内移动一点，电容增大，两板稍向内移动一点，电容增大，两板间的电压减小，间的电压减小，应减小应减小D若只把极板若只把极板B稍向内移动一点，电容减小，两板稍向内移动一点，电容减小，两板间的电压减小，间的电压减小，应减小应减小审题突破：审题突破：平行板电容器中平行板电容器中C、Q、U、E变化的分析变化的分析有两种情况：一是保持两板与电源相连，则两板电压有两种情况：一是保持两板与电源相连，则两板电压U不变；不变；二是通电后断开电源，则带电荷量二是通电后断开电源，则带电荷量Q不变到底是哪一类要不变到底是哪一类要分清楚分清楚解析：解析：由于电容器没有再充电，其电量由于电容器没有再充电，其电量Q不变由不变由C 知，保持知，保持d不变，减小不变，减小S，电容，电容C减小由减小由C 转换成转换成U ，可看出电压可看出电压U增大，增大，应增大，应增大，A项错误项错误B项正确保持项正确保持S不变，减不变，减小小d，电容，电容C增大，电压增大，电压U减小，减小，应减小，应减小，C项正确项正确D项错误项错误答案：答案：BCQUQC方法点窍方法点窍：运用电容的决定式和定义式解决电容器问题的运用电容的决定式和定义式解决电容器问题的思路是：思路是：( (1) )确定不变量确定不变量.C与电源相连时，与电源相连时，U不变；电容器充电不变；电容器充电后与电源断开，后与电源断开，Q不变不变.( (2) )用决定式用决定式C 分析分析C的变化的变化.( (3) )用用定义式定义式C 分析电容器所带电荷量分析电容器所带电荷量Q或两板间电压或两板间电压U的变的变化化.( (4) )用用E 分析电容器板间场强分析电容器板间场强E的变化的变化.Ud题型三题型三电容器的动态变化对电路电流的影响电容器的动态变化对电路电流的影响【例【例3】 如图所示是一个由电池、电阻如图所示是一个由电池、电阻R、开关、开关K与平行与平行板电容器组成的串联电路，开关板电容器组成的串联电路，开关K闭合在增大电容器两极板闭合在增大电容器两极板间距离的过程中间距离的过程中()A电容器的电容变小电容器的电容变小B电容器的电容变大电容器的电容变大C电阻电阻R中有从中有从b流向流向a的电流的电流D电阻电阻R中有从中有从a流向流向b的电流的电流解析：解析：根据电容决定式根据电容决定式C 可知，增大电容器两极可知，增大电容器两极板间距离板间距离d时，电容时，电容C变小；由于电容与电源串联，故变小；由于电容与电源串联，故R可认可认为是导线，电容器的电压为是导线，电容器的电压U等于电源的电动势，不变；根据等于电源的电动势，不变；根据电容的定义式电容的定义式C 可知，电容器的电量可知，电容器的电量Q要减小，则电阻要减小，则电阻R中有从中有从a流向流向b的电流的电流答案：答案：ADQU方法点窍方法点窍：电路达到稳定状态后，电容器在电路中就电路达到稳定状态后，电容器在电路中就相当于一个阻值无限大的元件，电容器处电路可看作是断路，相当于一个阻值无限大的元件，电容器处电路可看作是断路，它的电压等于电源的电动势电容器有充、放电能力，如果它的电压等于电源的电动势电容器有充、放电能力，如果电容变化引起极板电量增大，电容器将充电；电量减小，电电容变化引起极板电量增大，电容器将充电；电量减小，电容器将通过与它连接的电路放电容器将通过与它连接的电路放电(可能回电源可能回电源)据此对本题据此对本题可进行正确的判断可进行正确的判断题型四题型四电容器的综合应用电容器的综合应用【例【例4】 (2012深圳调研深圳调研)如图所示，平行板电容器与电如图所示，平行板电容器与电动势为动势为E的直流电源的直流电源(内阻不计内阻不计)连接，下极板接地一带电油连接，下极板接地一带电油滴位于电容器中的滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态现将平行板电容点且恰好处于平衡状态现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离器的上极板竖直向上移动一小段距离()A带电油滴将沿竖直方向向上运动带电油滴将沿竖直方向向上运动BP点的电势将降低点的电势将降低C带电油滴的电势能将减少带电油滴的电势能将减少D若电容器的电容减小，则极板带若电容器的电容减小，则极板带电荷量将增大电荷量将增大解析：解析：因为电容器两板间电压不变，当两板间距离因为电容器两板间电压不变，当两板间距离d增大时，电场强度增大时，电场强度E减小，减小，PExP减小，减小，P点的电势降低，点的电势降低，故选项故选项A错误错误B正确；又根据带电油滴平衡可判断其带负电，正确；又根据带电油滴平衡可判断其带负电，它在它在P点的电势能增大，选项点的电势能增大，选项C错误；电容器的电容减小，错误；电容器的电容减小，则极板带电荷量将减小，选项则极板带电荷量将减小，选项D错误，故答案为错误，故答案为B.答案：答案：B方法点窍方法点窍：注意将电容器的动态分析、电场力做功：注意将电容器的动态分析、电场力做功与电势能的变化等知识结合起来解题与电势能的变化等知识结合起来解题.随随 堂堂 训训 练练一平行板电容器，两极板间的距离一平行板电容器，两极板间的距离d和两板面积和两板面积S都可调都可调节，先将电容器两极板与电池相连，接通一段时间后断开，节，先将电容器两极板与电池相连，接通一段时间后断开，用用Q表示电容器的电荷量，表示电容器的电荷量，C表示电容，表示电容，U表示两板间的电势表示两板间的电势差，则下列说法中正确的是差，则下列说法中正确的是()A当当d增大，增大，S不变时，不变时，U不变，不变，C减小，减小，Q减小减小B当当d增大，增大，S不变时，不变时，U不变，不变，C增大，增大，Q增大增大C当当d不变，不变，S增大时，增大时，Q不变，不变，C增大，增大，U增大增大D当当d不变，不变，S增大时，增大时，Q不变，不变，C增大，增大，U减小减小,错解：错解：错选错选A A，不能理解接通电源后又断开时电容，不能理解接通电源后又断开时电容器极板的电量不变而认为是电压不变，从而错误分析器极板的电量不变而认为是电压不变，从而错误分析A A正确正确答案：答案：D D