2019-2020年高考物理复习 专题18 影响平行板电容器电容的因素知识点.doc

2019-2020年高考物理复习 专题18 影响平行板电容器电容的因素知识点主标题：影响平行板电容器电容的因素副标题：剖析考点规律，明确高考考查重点，为学生备考提供简洁有效的备考策略。关键词：平行板电容器、电容难度：3重要程度：5内容：考点剖析：电容器在实际生产、生活中有广泛的应用，是出应用型题目的热点，复习时应注意。电容器的电压、电荷量和电容的关系，是高考考查的知识点，应理解、弄懂。电容器的电容C=Q/U=Q/U，此式为定义式，适用于任何电容器。平行板电容器的电容的决定式为C=。有关平行板电容器的Q、E、U、C的讨论要熟记两种情况：1.若两极保持与电源相连，则两极板间电压U不变；2.若充电后断开电源，则带电量Q不变。典型例题例1（xx秋乐陵市校级期中）如图所示为“探究影响平行板电容器电容的因素”的实验装置，以下说法正确的是 （） AA板与静电计的指针带的是异种电荷B甲图中将B板上移，静电计的指针偏角增大C乙图中将B板左移，静电计的指针偏角不变D丙图中将电介质插入两板之间，静电计的指针偏角减小【解析】BD .A板与静电计的指针带的是同种电荷，A错误；将B板向上平移，正对面积减小，根据电容的决定式C=得知，电容C减小，而电容器的电量Q不变，由电容的定义式C=分析得到，板间电势差U增大，则静电计指针张角增大,故B正确；乙图中将B板左移，板间距增大，根据电容的决定式C=得知，电容C减小，而电容器的电量Q不变，由电容的定义式C=分析得到，板间电势差U增大，则静电计指针张角增大,故C错误；将电介质插入两板之间，根据电容的决定式C=得知，电容C增大，而电容器的电量Q不变，由电容的定义式C=分析得到，板间电势差U减小，则静电计指针张角减小，D正确。例2（2011秋德城区校级期中）下列因素能影响平行板电容器的电容大小的是（）A两个极板间的电压 B一个极板带的电荷量C两个极板间的距离 D两个极板的正对面积【解析】CD根据C=知，电容的大小与两极板的距离、正对面积有关，与两极板间的电压以及所带的电量无关。故C、D正确，A、B错误。例2（xx嘉峪关校级三模）如图所示，A和B为竖直放置的平行金属板，在两极板间用绝缘线悬挂一带电小球。开始时开关S闭合且滑动变阻器的滑动头P在a处，此时绝缘线向右偏离竖直方向。（电源的内阻不能忽略）下列判断正确的是（）A小球带负电B当滑动头从a向b滑动时，细线的偏角变大C当滑动头从a向b滑动时，电流表中有电流，方向从上向下D当滑动头从a向b滑动时，电源的输出功率一定变大【解析】C由图，A板带正电，B带负电，电容器内电场方向水平向右。细线向右偏，电场力向右，则小球带正电,故A错误；滑动头向右移动时，R变小，外电路总电阻变小，总电流变大，路端电压U=EIr变小，电容器电压变小，细线偏角变小，故B错误；滑动头向右移动时，电容器电压变小，电容器放电，因A板带正电，则流过电流表的电流方向向下，故C正确；根据电源的输出功率与外电阻的关系：当外电阻等于内阻时，输出功率最大。外电阻大于内阻，外电阻减小 输出功率增大；当外电阻小于内阻时，外电阻减小，输出功率减小，本题，不知道外电阻与内阻大小关系，故无法判断电源输出功率的大小，故D错误。例3（xx重庆期末）如图所示，P、Q为平行板电容器，两极板竖直放置，在两板间用绝缘线悬挂一带电小球。将该电容器与电源连接，闭合电键后，悬线与竖直方向夹角为，则（）A保持电键闭合，缩小P、Q两板间的距离，角度会减小B保持电键闭合，加大P、Q两板间的距离，角度会增大C将开关再断开，加大P、Q两板间的距离，角度会增大D将开关再断开，缩小P、Q两板间的距离，角度不变化【解析】D保持电键S闭合时，电容器板间电压不变，缩小P、Q两板间的距离，由E=分析得知，板间场强增大，小球所受电场力增大，则增大。相反，加大P、Q两板间的距离时，会减小，故AB错误；电键S断开，电容器的带电量不变，根据公式C=知，U=Ed、C=知，则得E=，即电场强度与极板间距无关，故板间场强不变，小球所受电场力不变，则不变，故C错误，D正确。例4（xx秋吴兴区校级期中）如图所示，一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地。两极板间悬挂一带电小球，静止时悬线与竖直方向夹角为，再将正极板向右平移一小段距离，则悬线受到的张力将（）A变大 B变小 C不变 D无法确定【解析】C.根据电容的决定式C=，电容的定义式C=，板间场强公式E=得 E=，电容器带电量Q、极板面积S保持不变，故d增大时E保持不变，则小球所受的电场力不变，不变，则悬线受到的张力不变。例5.板间距为d的平行板电容器所带电荷量为Q时，两极板间的电势差为U1，板间场强为E1。现将电容器所带电荷量变为2Q，板间距变为，其他条件不变，这时两极板间电势差为U2，板间场强为E2，下列说法正确的是（ ）AU2 = U1，E2 = E1BU2 = 2U1，E2 = 4E1CU2 = U1，E2 = 2E1DU2 = 2U1，E2 = 2E1【解析】C.本题考查平行板电容器的相关知识。根据题意可知，；当电荷量变为2Q和板间距变为时，故C正确。 例6. （xx北京卷）用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素（如图）。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【解析】A.本题考查电容器的两个公式。有的同学由于不清楚电容器的概念，不知道平行板电容器的电容与什么因素有关，有什么关系而选错答案。根据题图以及平行板电容器的公式及可知，当保持S不变，增大d时，电容器的电容C减小，极板所带电荷量Q不变电荷，则极板间的电势差U增大，根据静电计的工作原理可知，静电计指针偏角增大；当保持d不变，减小S时，电容器的电容C减小，极板所带电荷量Q不变，则极板间的电势差U增大，根据静电计的工作原理可知，静电计指针偏角增大。由上述分析可知，选项A正确。例7.一平行板电容器两极板间距为d，极板面积为S，电容为0S/d，其中0是常量。对此电容器充电后断开电源。当增加两板间距时，电容器极板间（ ）A电场强度不变，电势差变大B电场强度不变，电势差不变C电场强度减小，电势差不变D电场强度较小，电势差减小【解析】A.设平行板所带电荷量Q，两板间电压U，则CQ/U，C0S/d，两板间匀强电场的场强EU/d，综上可得EQ/0S。电容器充电后断开，电容器电荷量Q不变，则E不变。根据C可知，当d增大时，C减小，又根据CQ/U可知，U变大。故A正确。例8.如图所示，C为中间插有电介质的电容器，a和b为其两极板；a板接地；P和Q为两竖直放置的平行金属板，在两板间用绝缘线悬挂一带电小球；P板与b板用导线相连，Q板接地。开始时悬线静止在竖直方向，在b板带电后，悬线偏转了角度。在以下方法中，能使悬线的偏角变大的是（ ） A.缩小a、b间的距离 B.加大a、b间的距离 C.取出a、b两极板间的电介质 D.换一块形状大小相同、介电常数更大的电介质【解析】BC.本题考查电容器的两个公式。a板与Q板电势恒定为零，b板和P板电势总相同，故两个电容器的电压相等，且两板电荷量q视为不变。要使悬线的偏角增大，即电压U增大，则可以减小电容器的电容C来实现。对电容器C，由公式C = =可知 ，可以通过增大板间距d、减小介电常数和减小板的正对面积S来实现。故B、C正确。