电容器及其动态分析第三单元 电容器 带电粒子在电场中的运动 第六章 静电场1考纲内容能力要求考向定位1.电容器 2.带电粒 子在电场 中的运动1.知道电容器的 电压、电荷量和电 容的关系；知道平 行板电容器的电容 与那些因素有关.2.掌握带电粒子 在电场中的加速、 偏转规律，了解示 波器的原理,会用运 动的分解来求解有 关偏转问题.带电粒子在匀强电场中的 运动是电场最核心的内容， 也是高考的热点问题，几乎 全国各地每年都有大题是考 查这一知识点的，对带电粒 子的平衡、加速、偏转三类 问题，要认识到这些问题是 力学问题，只是在受力分析 时多了电场力而已.另外电容 器的动态变化也是常考的一 个问题.考纲解读 09福建15 08宁夏2108重庆 09福建1509福建15电容器的动态变化题2要点精讲精例探究 反思小结 经典回眸电容器 两个彼此绝缘又互相靠近的导体可构成一个电容器。 2.电容1. 电容器 1）电容器所带的电荷量Q（一个极板所带电荷量的绝 对值）与两极板间电势差U的比值，叫做电容器的电容 。C=Q/U2）单位：法拉，符号为F ,1F=106F=1012pF.（定义式）3) 物理意义：反映电容器本身容纳电荷本领的物理 量，与电容器是否带电以及两板电压高低无关.3.平行板电容器的电容C=S/4kd( (决定式）决定式）3一、理解电容器的充电和放电过程及其特点放电过程实际是正、负电荷中和的过程 .电电电电路路电电电电流流电电电电量量电压电压电压电压电场电场电场电场能量 充充电电电电放放电电电电流入正极板流入正极板增加增加升高升高场强增大场强增大化学能转化学能转 化为化为电场能电场能当电容器充电当电容器充电( (放电放电) )结束结束, ,电电 容器所在电路中无电流容器所在电路中无电流, ,电容器电容器 两板间电压两板间电压( (等于零等于零) )与电源电压与电源电压 相等相等. .流出正极板流出正极板减少减少降低降低场强减小场强减小电场能转化电场能转化 为为其他能其他能ABS4例例1.1.S S闭合的瞬间和平行板电闭合的瞬间和平行板电 容器充电稳定后增大两极板距离容器充电稳定后增大两极板距离 的过程中，对电阻的过程中，对电阻R R来说，有无来说，有无 电流通过，如果有，方向怎样电流通过，如果有，方向怎样? ?ABRSC充电稳定后充电稳定后, ,在增大两极板距离的过程中在增大两极板距离的过程中, ,电容器电容器 放电放电,R,R上有从上有从B B到到A A的电流的电流. .是物理解题的生命线S S闭合闭合, ,电源给电容器充电电源给电容器充电,R,R上有从上有从AA到到BB的电流的电流. .答：过程分析 和状态分析感悟：5二、对电容器电容的两个公式的理解任意电容器电容的定任意电容器电容的定 义式义式( (度量度量式式).).平行板电容器电容的决平行板电容器电容的决 定式定式( (决定式决定式).).对一个确定的电容器对一个确定的电容器, ,其电容已确定其电容已确定, ,不会随其不会随其 带电量和两板电压的改变而改变带电量和两板电压的改变而改变. .平行板电容器电容的大小由平行板电容器电容的大小由 、s s和和d d共同决定共同决定. .6例例2 2如图是描述对给定的电容器充电时电量如图是描述对给定的电容器充电时电量Q Q 、电压、电压U U、电容、电容C C之间相互关系的图象，其中正确之间相互关系的图象，其中正确 的有的有（ ）QCQOACUOBQUO CCODB C DB C D7例例3 3一平行板电容器的两个极板分别与一电源的一平行板电容器的两个极板分别与一电源的 正负极相连，在保持开关闭合的情况下，将电容器两正负极相连，在保持开关闭合的情况下，将电容器两 极板间的距离增大，则电容器的电容极板间的距离增大，则电容器的电容CC、电容器所带、电容器所带 电量电量QQ和极板间的电场强度和极板间的电场强度E E的变化情况是（的变化情况是（ ）A.C A.C、QQ、E E都逐渐增大都逐渐增大 B.C B.C、QQ、E E都逐渐减小都逐渐减小C.C C.C、QQ逐渐减小，逐渐减小，E E不变不变 D.C D.C、E E逐渐减小，逐渐减小，QQ不变不变ABS拓展：拓展：1 1、若、若S、增大CC、E E、UU如何如何 变？变？2 2、若待电容器充电后将开关断开、若待电容器充电后将开关断开 ，CC、E E、UU又如何变？又如何变？题型探究 BCC减小、减小、UU增大增大, E, E不变不变. .8三 、平行板电容器的动态分析1. 1. 写出上述前三个公式写出上述前三个公式;2.;2.先看常量，后看变量先看常量，后看变量;3,;3, 在变量中先看自变量，后看因变量在变量中先看自变量，后看因变量, ,进而确定函数关系进而确定函数关系;4.;4.先定性先定性 分析分析, ,再定量计算再定量计算. .第二类问题:平行板电容器充电后，继续保持电容器平行板电容器充电后，继续保持电容器 两极板与电池两极相连接，两板间的电压两极板与电池两极相连接，两板间的电压U U保持不变保持不变。 物 理 依 据任意电容任意电容 器电容的器电容的 度量式度量式平行板电平行板电 容器电容容器电容 的决定式的决定式匀强电场匀强电场 场强的度场强的度 量式量式第一类问题:平行板电容器充电后，切断与电源的平行板电容器充电后，切断与电源的 连接，电容器的带电量连接，电容器的带电量Q Q保持不变保持不变。匀强电场匀强电场 场强的决场强的决 定式定式即即“ “三先三后三先三后” ”解题程序:9例例4 4一平行板电容器充电后与电源断开，负极板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接地，在两极板间有一正电荷( (电量很小电量很小) )固定在固定在P P点点 . .如图所示，用如图所示，用E E表示两极板间场强，表示两极板间场强，U U表示电容器的表示电容器的 电压，电压，E EP P表示正电荷在表示正电荷在P P点的电势能，若保持负极板点的电势能，若保持负极板 不动，将正极板移到图中虚线所示的位置，则：（不动，将正极板移到图中虚线所示的位置，则：（ ） +PA CA C 第一类问题:Q不变，E与d无关。A.UA.U变小，变小，E E不变不变 B.EB.E变大，变大，E EP P不变不变 C.UC.U变小，变小，E EP P不变不变 D.UD.U不变，不变，E EP P不变不变10例例5 5（09福建15）如图所示，平行板电容器与电 动势为E的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地 。一带电油滴位于容器中的P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 （ ） A.带点油滴将沿竖直方向向 上运动 B.P点的电势将降低C.带电油滴的电势能将减少 D.若电容器的电容减小，则 极板带电量将增大B第二类问题: U不变11例例6 6（08宁夏21）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 （ ）BCA.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12经典回眸要点精讲电容器的动态问题 反思小结精例探究平行板电容器的动态分析思路：找准不变量 Q/U 判断C变化分析U/Q变化分析E变化分析与E相关的 F=qE =+Ed 或-Ed （选某一板为零点 势） 还有 Ep=q的变化( 注意正、符号)确定自变量 d/S/ C=S/4kdC=Q/UE=U/d感悟 ：关键:找准不变量13谢 谢 指 导！14例例7 7两块平行金属板带等量异号电荷，要使两板间的两块平行金属板带等量异号电荷，要使两板间的 电压加倍，而板间的电场强度减半，可采用的办法有：电压加倍，而板间的电场强度减半，可采用的办法有： A.A.两板的电量加倍，而距离变为原来的两板的电量加倍，而距离变为原来的4 4倍倍 （ ） B.B.两板的电量加倍，而距离变为原来的两板的电量加倍，而距离变为原来的2 2倍倍 C.C.两板的电量减半，而距离变为原来的两板的电量减半，而距离变为原来的4 4倍倍 D.D.两板的电量减半，而距离变为原来的两板的电量减半，而距离变为原来的2 2倍倍C C、S不变讨论平行板电容器的Q 、U、 C 、E的动态变化,应该先看 常量,后看变量,并且注意度量式和决定式物理意义的不同.理论根据15