2019-2020學(xué)年高中物理 第一章 電場 第七 八節(jié) 了解電容器 靜電與新技術(shù)學(xué)案 粵教版選修3-1

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1、第七節(jié) 了解電容器 第八節(jié) 靜電與新技術(shù) [學(xué)科素養(yǎng)與目標(biāo)要求]　 物理觀念：1.知道什么是電容器及平行板電容器的主要構(gòu)造.2.理解電容的概念及其定義式.3.了解電容器充電和放電現(xiàn)象及能量轉(zhuǎn)換.4.了解靜電的危害及防止． 科學(xué)探究：1.會正確連接電路，認(rèn)真觀察電容器的充放電過程.2.通過探究得出平行板電容器電容的影響因素． 科學(xué)思維：1.通過類比建立電容的概念；通過電容的定義進(jìn)一步體會比值定義法.2.結(jié)合具體問題構(gòu)建電容器動態(tài)分析模型． 一、電容器和電容的基本知識 1．電容器 電容器是儲存電荷的裝置，它由兩個互相靠近、彼此絕緣的導(dǎo)體組成． 2．電容器的充放電 (1)充電：

2、把電容器的兩極板分別與電池組的兩極相連，兩個極板分別帶上等量異種電荷的過程，充電過程中，從電源獲得的能量儲存在電容器中． (2)放電：用導(dǎo)線把充電后的電容器的兩極板接通，兩極板上的電荷中和的過程，放電過程中，電場能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量． 3．電容 (1)定義：電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極板間的電勢差U的比值． (2)公式C＝，其中Q指一個極板上所帶電荷量的絕對值． (3)單位：法拉，簡稱法，符號是F,1F＝1C/V,1F＝106μF＝1012pF. 二、決定電容的因素 1．探究平行板電容器電容的決定因素 (1)靜電計(jì)：測量電容器兩極板間電勢差的儀器． (2)探究方法：控制

3、變量法 ①保持Q和d不變，改變極板正對面積； ②保持Q和S不變，改變極板距離； ③保持Q、S、d都不變，極板間插入電介質(zhì)． (3)探究結(jié)論 平行板電容器的電容C跟介電常數(shù)εr成正比，跟極板正對面積S成正比，跟極板間的距離d成反比． 2．平行板電容器電容的表達(dá)式： C＝，εr為電介質(zhì)的相對介電常數(shù)，真空時εr＝1，其他介質(zhì)εr>1. 3．電容器的兩個性能指標(biāo)： (1)一個是它的電容量； (2)另一個是它的耐壓能力，耐壓值表示電容器正常使用時兩個電極間所能承受的最大電壓． 三、靜電與新技術(shù) 1．靜電在技術(shù)上的應(yīng)用： (1)靜電在技術(shù)上有許多應(yīng)用，比如激光打印、噴墨打印、靜

4、電除塵、靜電噴涂、靜電植絨、靜電復(fù)印等． (2)靜電除塵 ①結(jié)構(gòu)：將高壓電源的正極接在金屬圓筒上，負(fù)極接到懸掛在管心的金屬線上． ②原理：正、負(fù)極間有很強(qiáng)的電場，使氣體分子電離為電子和正離子．電子附在空氣中的塵埃上，向著圓筒運(yùn)動而積累到金屬圓筒上，塵埃積累到一定程度，在重力的作用下落入下面的漏斗中． 2．防止靜電危害 (1)靜電產(chǎn)生危害的必要條件是積累足夠多的靜電荷． (2)防止靜電危害的基本原則是：控制靜電的產(chǎn)生和把產(chǎn)生的靜電迅速引走以避免靜電的積累．常用方法有靜電接地、增加濕度、非導(dǎo)電材料的抗靜電處理等． (3)舉例：①油罐車尾裝有一條拖在地上的鐵鏈； ②有些工廠的車間里保

5、持一定的濕度； ③在橡膠中添加導(dǎo)電材料制成抗靜電橡膠． 判斷下列說法的正誤． (1)電容器的電容跟它的帶電荷量成正比．(×) (2)對于確定的電容器，它所充的電荷量跟它兩極板間電壓的比值保持不變．(√) (3)將平行板電容器兩極板的間距加大，電容將增大．(×) (4)將平行板電容器兩極板平行錯開，使正對面積減小，電容將減?。?√) (5)在平行板電容器極板間插入電介質(zhì)，電容將增大．(√) (6)飛機(jī)的輪胎用導(dǎo)電橡膠制成，方便在著陸時把靜電引入大地．(√) 一、電容器　電容 (1)把電容器的兩個極板分別與電源兩極相連，對電容器進(jìn)行充電，該過程中能量是如何轉(zhuǎn)化的？當(dāng)

6、把電容器兩極相接，使電容器放電，該過程中能量是如何轉(zhuǎn)化的？ (2)當(dāng)電容器的帶電荷量增加時，電容器兩極板間的電勢差如何變化？帶電荷量Q和板間電勢差U的比值是否發(fā)生變化？ 答案　(1)充電過程中電源內(nèi)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電容器內(nèi)的電場能；放電過程中電容器的電場能轉(zhuǎn)化為電路的內(nèi)能． (2)增大　不變 1．電容器的充電過程，電源提供的能量轉(zhuǎn)化為電容器的電場能；電容器的放電過程，電容器的電場能轉(zhuǎn)化為其他形式的能． 2．電容器的充、放電過程中，電路中有充電、放電電流，電路穩(wěn)定時，電路中沒有電流． 3．C＝是電容的定義式，由此也可得出：C＝. 4．電容器的電容決定于電容器本身，與電容器的電荷量

7、Q以及電勢差U均無關(guān)． 例1　(2018·哈爾濱三中高二月考)下列關(guān)于電容器的說法中正確的是(　　) A．電容器所帶的電荷量為兩個極板所帶電荷量的絕對值之和 B．電容器的電容與電容器所帶電荷量成正比 C．一個電容器的電荷量增加ΔQ＝1.0×10－6C時，兩極板間的電勢差升高ΔU＝10V，則電容器的電容C＝1.0×10－7F D．放電后的電容器所帶電荷量為零，電容也為零 答案　C 解析　電容器所帶的電荷量是指一個極板所帶電荷量的絕對值，A錯誤；電容器的電容是反映其容納電荷本領(lǐng)大小的物理量，完全由電容器本身的屬性決定，與電容器是否帶電及帶電荷量多少無關(guān)，B、D錯誤；由C＝＝，可得電容

8、器的電容C＝1.0×10－7F，C正確． 例2　有一充電的電容器，兩板間的電壓為3V，所帶電荷量為4.5×10－4C，此電容器的電容是多少？將電容器的電壓降為2V，電容器的電容是多少？所帶電荷量是多少？ 答案　1.5×10－4F　1.5×10－4F　3×10－4C 解析　C＝＝ F＝1.5×10－4 F．電容器電壓降為2 V時，電容不變，仍為1.5×10－4 F．此時所帶電荷量為Q′＝CU′＝1.5×10－4×2 C＝3×10－4 C. 二、平行板電容器 平行板電容器由兩塊平行放置的金屬板組成．利用平行板電容器進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)： (1)如圖甲所示，保持Q和d不變，減小兩極板的正對面

9、積S，觀察電勢差U(靜電計(jì)指針偏角)的變化，依據(jù)C＝，分析電容C的變化． (2)如圖乙所示，保持Q和S不變，增大兩極板間的距離d，觀察電勢差U(靜電計(jì)指針偏角)的變化，依據(jù)C＝，分析電容C的變化． (3)如圖丙所示，保持Q、S、d不變，插入電介質(zhì)，觀察電勢差U(靜電計(jì)指針偏角)的變化，依據(jù)C＝，分析電容C的變化． 答案　(1)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：S減小，電勢差U增大，電容C減?。? (2)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：d增大，電勢差U增大，電容C減?。? (3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：插入電介質(zhì)，電勢差U減小，電容C增大． 1．C＝與C＝的比較 (1)C＝是電容的定義式，對某一電容器來說，Q∝U但C＝不變，反映

10、電容器容納電荷本領(lǐng)的大小； (2)C＝是平行板電容器電容的決定式，C∝εr，C∝S，C∝，反映了影響電容大小的因素． 2．平行板電容器動態(tài)問題的分析方法 抓住不變量，分析變化量，緊抓三個公式： C＝、E＝和C＝ 3．平行板電容器的兩類典型問題 (1)開關(guān)S保持閉合，兩極板間的電勢差U恒定， Q＝CU＝∝，E＝∝. (2)充電后斷開S，電荷量Q恒定， U＝＝∝，E＝＝∝. 例3　(2018·彭州中學(xué)高二月考)如圖1所示，兩塊相互靠近彼此絕緣的平行金屬板組成平行板電容器，極板N與靜電計(jì)金屬球相連，極板M和靜電計(jì)的外殼均接地，用靜電計(jì)測量平行板電容器兩極板間的電勢差U.在兩極板相

11、距為d時，給電容器充電，靜電計(jì)指針張開一定角度．在整個實(shí)驗(yàn)過程中，保持電容器所帶的電荷量Q不變，下面的操作中將使靜電計(jì)指針張角變大的是(　　) 圖1 A．僅將M板向下平移 B．僅將M板向右平移 C．僅在M、N之間插入云母板(相對介電常數(shù)大于1) D．僅在M、N之間插入金屬板，且不和M、N接觸 答案　A 解析　僅將M板向下平移，兩極板正對面積減小，由C＝可知電容減小，而電容器所帶電荷量不變，由C＝可得，板間電壓增大，靜電計(jì)指針張角變大，A正確；僅將M板向右平移，板間距離減小，電容增大，而電容器所帶電荷量不變，板間電壓減小，靜電計(jì)指針張角變小，B錯誤；僅在M、N之間插入云母板，相

12、對介電常數(shù)增大，電容增大，而電容器所帶電荷量不變，板間電壓減小，靜電計(jì)指針張角變小，C錯誤；僅在M、N之間插入金屬板，相當(dāng)于板間距離減小，電容增大，而電容器所帶電荷量不變，板間電壓減小，靜電計(jì)指針張角變小，D錯誤． 靜電計(jì)的使用 靜電計(jì)是在驗(yàn)電器的基礎(chǔ)上改造而成的，靜電計(jì)由相互絕緣的兩部分組成，靜電計(jì)與電容器的兩極板分別連接在一起，則電容器兩極板間的電勢差就等于靜電計(jì)上所指示的電勢差U，U的大小可從靜電計(jì)的刻度讀出，可見，靜電計(jì)指針偏角的變化表征了電容器兩極板間電勢差的變化． 例4　(多選)(2018·郴州市高二上期末)如圖2所示，兩塊水平放置的平行正對的金屬板a、b與電源E相連，在

13、與兩板等距離的M點(diǎn)有一個帶電液滴恰處于靜止?fàn)顟B(tài)．若將b板向上平移一小段距離，但仍在M點(diǎn)下方，下列說法中正確的是(　　) 圖2 A．液滴仍將處于靜止?fàn)顟B(tài) B．M點(diǎn)電勢升高 C．帶電液滴在M點(diǎn)的電勢能增大 D．在b板移動前后兩種情況下，若將液滴從a板移到b板，電場力做功相同 答案　CD 解析　電容器與電源保持相連，電容器板間的電壓不變，將b板向上平移一小段距離，根據(jù)E＝分析得知板間電場強(qiáng)度增大，液滴所受的電場力增大，液滴將加速向上運(yùn)動，故A錯誤；由U＝EdaM知，M與a間的電勢差增大，a點(diǎn)的電勢為零，M點(diǎn)的電勢小于零，則知M點(diǎn)的電勢降低，故B錯誤；由于液滴帶負(fù)電，則帶電液滴在M點(diǎn)

14、的電勢能增大，故C正確；在b板移動前后兩種情況下，若將液滴從a板移到b板，兩板間的電勢差不變，根據(jù)電場力做功公式W＝qU知，電場力做功相同，故D正確． [學(xué)科素養(yǎng)]　例4考查了平行板電容器相關(guān)的電勢、場強(qiáng)動態(tài)分析以及帶電體的受力問題．解題時要抓住以下要點(diǎn)或公式：①電容器兩極板間電壓一定；②F電＝qE；③E＝；④M點(diǎn)的電勢φM＝－EdaM等．通過綜合應(yīng)用提高了學(xué)生的思維能力，很好地體現(xiàn)了“科學(xué)思維”的學(xué)科素養(yǎng)． 三、靜電的應(yīng)用與防止 1．應(yīng)用靜電現(xiàn)象的基本原理一般是讓帶電的物質(zhì)微粒在電場力作用下奔向并吸附到異性電極或帶電體上． 2．防止靜電危害的基本原則是：控制靜電的產(chǎn)生和把產(chǎn)生的靜電迅

15、速引走以避免靜電的積累． 例5　(多選)如圖3為靜電除塵器除塵機(jī)原理的示意圖．塵埃在電場中通過某種機(jī)制帶電，在電場力的作用下向集塵極遷移并沉積，以達(dá)到除塵的目的．下列表述正確的是(　　) 圖3 A．到達(dá)集塵極的塵埃帶正電荷 B．電場方向由集塵極指向放電極 C．帶電塵埃所受電場力的方向與電場方向相同 D．同一位置帶電荷量越多的塵埃所受電場力越大 答案　BD 解析　集塵極與電源的正極相連帶正電，放電極帶負(fù)電，塵埃在電場力作用下向集塵極遷移，說明塵埃帶負(fù)電荷，A項(xiàng)錯誤；電場方向由集塵極指向放電極，B項(xiàng)正確；帶電塵埃帶負(fù)電，因此所受電場力方向與電場方向相反，C項(xiàng)錯誤；同一位置電場強(qiáng)

16、度一定，由F＝qE可知，塵埃電荷量越多，所受電場力越大，D項(xiàng)正確． 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．(電容器　電容)對電容C＝，以下說法正確的是(　　) A．電容器充電電荷量越多，電容增加越大 B．電容器的電容跟它兩極板間所加電壓成反比 C．電容器的電容越大，所帶電荷量就越多 D．對于確定的電容器，它所帶的電荷量跟它兩極板間所加電壓的比值保持不變 答案　D 2．(電容的計(jì)算)一個已充電的電容器，若使它的電荷量減少3×10－4C，則其電壓減小為原來的，則(　　) A．電容器原來的帶電荷量為9×10－4C B．電容器原來的帶電荷量為4.5×10－4C C．電容器原

17、來的電壓為1V D．電容器的電容變?yōu)樵瓉淼? 答案　B 解析　由題意知C＝＝，解得Q＝4.5×10－4C，故B正確，A錯誤．因電容器的電容未知，所以無法求出電容器原來的電壓，C錯誤．電容是由電容器本身決定，跟電壓和電荷量的變化無關(guān)，所以電容器的電容不變，D錯誤． 3．(電容器的動態(tài)分析)如圖4所示，一帶電油滴懸浮在平行板電容器兩極板A、B之間的P點(diǎn)，處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)將極板A向下平移一小段距離，但仍在P點(diǎn)上方，其他條件不變．下列說法中正確的是(　　) 圖4 A．液滴將向下運(yùn)動 B．液滴將向上運(yùn)動 C．電容器電容減小 D．極板帶電荷量將減小 答案　B 解析　將極板A向下平移一小

18、段距離，電容器與電源相連，極板間的電壓保持不變，根據(jù)E＝分析得知，板間場強(qiáng)增大，油滴所受電場力增大，油滴將向上運(yùn)動，故A 錯誤，B正確．將極板A向下平移一小段距離時，根據(jù)C＝得知電容C增大，而電容器的電壓U不變，由Q＝CU知，極板帶電荷量將增大，故C、D錯誤． 4．(電容器的動態(tài)分析)(多選)如圖5所示，一平行板電容器充電后與電源斷開，正極板與靜電計(jì)連接，負(fù)極板接地，兩板間有一個正試探電荷固定在P點(diǎn)，正極板保持不動，將負(fù)極板緩慢向右平移一小段距離，下列說法正確的是(　　) 圖5 A．靜電計(jì)指針張角變小 B．靜電計(jì)指針張角不變 C．正電荷在P點(diǎn)的電勢能減小 D．正電荷在P點(diǎn)的電

19、勢能不變 答案　AC 解析　將負(fù)極板緩慢向右平移一小段距離，兩板間的距離減小，根據(jù)電容的決定式C＝可知，電容C增大，而電容器的電荷量Q不變，則由C＝得，板間電壓U減小，因此靜電計(jì)的指針張角變小，故A正確，B錯誤；根據(jù)板間場強(qiáng)E＝＝＝，可見E不變，P點(diǎn)到負(fù)極板距離減小，由公式U＝Ed得，P點(diǎn)的電勢降低，正電荷在P點(diǎn)的電勢能變小，故C正確，D錯誤． 一、選擇題 考點(diǎn)一　對電容器、電容的理解 1．電容器是一種常用的電子元件．對電容器認(rèn)識正確的是(　　) A．電容器的電容與它所帶的電荷量成正比 B．電容器的電容與它兩極板間的電壓成正比 C．在相同電壓作用下，帶電荷量多的電容器的電容

20、比較大 D．電容的常用單位有μF和pF,1μF＝103pF 答案　C 解析　電容是表示電容器儲存電荷本領(lǐng)大小的物理量．電容的大小是由電容器本身結(jié)構(gòu)決定的，與兩極板間電壓及電容器所帶電荷量無關(guān)，A、B錯誤；由C＝知，U一定時，Q越大的電容器，C越大，C正確；單位μF與pF的換算關(guān)系為1μF＝106pF，D錯誤． 2．(多選)(2018·宿遷市期中)如圖1所示，平行板電容器和恒定直流電源相連，箭頭表示電流方向．下列說法正確的有(　　) 圖1 A．電容器正在充電 B．電容器正在放電 C．電容器兩板間距離一定正在變大 D．電容器兩板間距離可能正在變小 答案　AD 解析　平行板

21、電容器和恒定直流電源相連，電容器兩端電壓不變，箭頭表示電流方向，則電容器正在充電，故A正確，B錯誤；電容器正在充電，電容器兩板所帶電荷量增大，電容器的電容增大，所以電容器兩板間距離可能正在變小，故D正確，C錯誤． 3．(多選)一個電容器的規(guī)格是100μF、25V，對這兩個數(shù)據(jù)的理解正確的是(　　) A．這個電容器只有加上25V電壓時，電容才是100μF B．這個電容器儲存的電荷量一定為2.5×10－3C C．這個電容器所加電壓不能高于25V D．這個電容器所加電壓可以低于25V，但電容不變，總是100μF(電容器本身不發(fā)生變化) 答案　CD 考點(diǎn)二　電容的計(jì)算 4．一個電容器帶

22、電荷量為Q時，兩極板間電壓為U，若使其帶電荷量增加4.0×10－7C時，它兩極板間的電勢差增加20V，則它的電容為(　　) A．1.0×10－8F B．2.0×10－8F C．4.0×10－8F D．8.0×10－8F 答案　B 解析　C＝＝F＝2.0×10－8F，故選B. 5．如圖2所示，為某一電容器中所帶電荷量和兩端電壓之間的關(guān)系圖線，若將該電容器兩端的電壓從40V降低到36V，對電容器來說正確的是(　　) 圖2 A．是充電過程 B．是放電過程 C．該電容器的電容為5×10－2F D．該電容器的電荷量變化量為0.2C 答案　B 解析　由Q＝CU知，U降低，Q減小

23、，故為放電過程，A錯，B對；C＝＝F＝5×10－3F，C錯；ΔQ＝CΔU＝5×10－3×4C＝0.02C，D錯． 考點(diǎn)三　電容器的動態(tài)分析 6.(2018·北京卷)研究與平行板電容器電容有關(guān)因素的實(shí)驗(yàn)裝置如圖3所示．下列說法正確的是(　　) 圖3 A．實(shí)驗(yàn)前，只用帶電玻璃棒與電容器a板接觸，能使電容器帶電 B．實(shí)驗(yàn)中，只將電容器b板向上平移，靜電計(jì)指針的張角變小 C．實(shí)驗(yàn)中，只在極板間插入有機(jī)玻璃板，靜電計(jì)指針的張角變大 D．實(shí)驗(yàn)中，只增加極板帶電荷量，靜電計(jì)指針的張角變大，表明電容增大 答案　A 解析　實(shí)驗(yàn)前，只用帶電玻璃棒與電容器a板接觸，由于靜電感應(yīng)，在b板上將感應(yīng)

24、出異種電荷，A正確；b板向上平移，正對面積S變小，由C＝知，電容C變小，由C＝知，Q不變，U變大，因此靜電計(jì)指針的張角變大，B錯誤；插入有機(jī)玻璃板，相對介電常數(shù)εr變大，由C＝知，電容C變大，由C＝知，Q不變，U變小，因此靜電計(jì)指針的張角變小，C錯誤；實(shí)驗(yàn)中，只增加極板帶電荷量，由C＝，電容C不變，U變大，靜電計(jì)指針的張角變大，D錯誤． 7．平行板電容器充電后斷開電源，將其中一塊金屬板沿遠(yuǎn)離另一極板的方向平移一小段距離．下列表示此過程中電容器兩極板間電場強(qiáng)度E隨兩極板間距離d的變化關(guān)系圖象正確的是(　　) 答案　C 解析　由于平行板電容器充電后斷開電源，電容器所帶電荷量保持不變，兩極

25、板間電場強(qiáng)度E＝＝＝，E不隨兩極板間距離d的變化而變化，C正確，A、B、D錯誤． 8．(多選)(2018·宿遷市期末)如圖4所示，豎直放置的平行板電容器與定值電阻R、電源E相連，用絕緣細(xì)線將帶電小球q懸掛在極板間，閉合開關(guān)S后細(xì)線與豎直方向夾角為θ.則有(　　) 圖4 A．保持開關(guān)S閉合，將A板向右平移，θ不變 B．保持開關(guān)S閉合，將A板向左平移，θ變小 C．?dāng)嚅_開關(guān)S，將A板向右平移，θ不變 D．?dāng)嚅_開關(guān)S，將A板向右平移，θ變小 答案　BC 解析　保持開關(guān)S閉合，電容器兩端的電勢差不變，將A板向右平移，d減小，則電場強(qiáng)度增大，帶電小球所受電場力增大，根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件知

26、，θ角變大，反之向左平移A板，θ角變小，A錯誤，B正確；斷開開關(guān)S，電荷量不變，根據(jù)C＝，E＝，C＝，聯(lián)立解得E＝＝＝，故電場強(qiáng)度大小與兩極板間的距離無關(guān)，故移動A板電場強(qiáng)度不變，θ角不變，C正確，D錯誤． 9.(多選)(2018·煙臺市期末)如圖5所示，兩塊水平放置的平行正對的金屬板a、b分別與電池兩極相連，開始時開關(guān)S閉合，發(fā)現(xiàn)在距兩板距離相等的P點(diǎn)有一個帶電液滴處于靜止?fàn)顟B(tài)，然后斷開開關(guān)，并將b板向下平移一小段距離，穩(wěn)定后，下列說法中正確的是(　　) 圖5 A．液滴將加速向下運(yùn)動 B．液滴將保持不動 C．P點(diǎn)電勢升高，液滴在P點(diǎn)時電勢能減小 D．P點(diǎn)電勢升高，液滴在P點(diǎn)時

27、電勢能增大 答案　BC 解析　斷開S后，電容器Q不變，由E＝＝知E不變，B正確，A錯誤；由φP＝UPb＝EdPb知，因dPb增大，所以φP升高，液滴帶負(fù)電，故液滴在P點(diǎn)的電勢能減小，C正確，D錯誤． 10.(2018·啟東中學(xué)高一下期末)利用電容傳感器可檢測礦井滲水，及時發(fā)出安全警報，從而避免事故的發(fā)生．如圖6所示是一種通過測量電容器電容的變化來檢測礦井中液面高低的儀器原理圖，A為固定的導(dǎo)體芯，B為導(dǎo)體芯外面的一層絕緣物質(zhì)，C為導(dǎo)電液體(礦井中含有雜質(zhì)的水)，A、C構(gòu)成電容器，已知靈敏電流表G的指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向的關(guān)系為電流從哪側(cè)流入電流表則電流表指針向哪側(cè)偏轉(zhuǎn)，若礦井滲水(導(dǎo)電液體

28、深度h增大)，則電流表(　　) 圖6 A．指針向右偏轉(zhuǎn)，A、C構(gòu)成的電容器充電 B．指針向左偏轉(zhuǎn)，A、C構(gòu)成的電容器充電 C．指針向右偏轉(zhuǎn)，A、C構(gòu)成的電容器放電 D．指針向左偏轉(zhuǎn)，A、C構(gòu)成的電容器放電 答案　B 考點(diǎn)四　靜電的利用和防止 11．　(多選)下列哪些做法屬于防止靜電危害的措施(　　) A．飛機(jī)輪胎用導(dǎo)電橡膠制成 B．靜電植絨在紡織業(yè)得到很廣泛的應(yīng)用 C．在很高的建筑物頂端裝上避雷針 D．做靜電實(shí)驗(yàn)時，實(shí)驗(yàn)室要通氣，以避免空氣中有過多的二氧化碳、水蒸氣或各種離子 答案　ACD 解析　防止靜電危害的措施是多樣的，可以控制靜電不產(chǎn)生或少產(chǎn)生，若不可回避

29、地產(chǎn)生了靜電還可以采取導(dǎo)電的方式防止聚集．B屬于靜電的利用，A、C、D都是防止靜電危害的措施． 12.(多選)某靜電除塵器工作時內(nèi)部電場線分布的俯視圖如圖7，帶負(fù)電粉塵被吸附時由b點(diǎn)運(yùn)動到a點(diǎn)，以下說法正確的是(　　) 圖7 A．該電場是勻強(qiáng)電場 B．a(chǎn)點(diǎn)電勢高于b點(diǎn)電勢 C．電場力對粉塵做正功 D．粉塵的電勢能增大 答案　BC 解析　該電場的電場線疏密不均勻，所以不是勻強(qiáng)電場，故A錯誤；沿著電場線方向電勢降低，所以a點(diǎn)電勢高于b點(diǎn)電勢，故B正確；帶負(fù)電粉塵受電場力向右，由b點(diǎn)運(yùn)動到a點(diǎn)，電場力對粉塵做正功，電勢能減小，故C正確，D錯誤． 二、非選擇題 13.如圖8所示

30、，一平行板電容器接在U＝12V的直流電源上，電容C＝3.0×10－10F，兩極板間距離d＝1.20×10－3m，g取10m/s2，求： 圖8 (1)該電容器所帶電荷量． (2)若板間有一帶電微粒，其質(zhì)量m＝2.0×10－3kg，恰在板間處于靜止?fàn)顟B(tài)，則該微粒帶電荷量為多少？帶何種電荷？ 答案　(1)3.6×10－9C　(2)2.0×10－6C　負(fù)電荷 解析　(1)由公式C＝得Q＝CU＝3.0×10－10×12C＝3.6×10－9C. (2)帶電微粒恰在極板間靜止，則帶電微粒帶負(fù)電，并且有qE＝mg，而E＝， 解得q＝＝C ＝2.0×10－6C. 14.如圖9所示，平行板電

31、容器的兩個極板A、B水平放置且接在電壓為60V的恒壓電源正、負(fù)極上，兩極板間距為3cm，電容器帶電荷量為6×10－8C，A極板接地．求： 圖9 (1)平行板電容器的電容； (2)平行板電容器兩板之間的電場強(qiáng)度； (3)距B板2cm的M點(diǎn)處的電勢． 答案　(1)1×10－9F　(2)2×103V/m，方向豎直向下 (3)－20V 解析　(1)平行板電容器的電容C＝＝F＝1×10－9F. (2)兩板之間為勻強(qiáng)電場，則E＝＝V/m＝2×103V/m，方向豎直向下． (3)M點(diǎn)距A板間距離為dAM＝d－dBM＝1cm A與M間電勢差UAM＝EdAM＝20V 又UAM＝φA－φ

32、M，φA＝0，可得φM＝－20V. 15．(2018·廣州二中高二期中)如圖10所示，水平放置的平行板電容器的兩極板M、N接在直流電源上，兩極板間的距離為L＝15cm.上極板M的中央有一小孔A，在A的正上方h處的B點(diǎn)有一小油滴自由落下．已知小油滴的電荷量q＝3.5×10－14C、質(zhì)量m＝3.0×10－9kg.當(dāng)小油滴即將落到下極板時速度恰好為零．兩極板間的電勢差U＝6×105V．求：(不計(jì)空氣阻力，取g＝10m/s2) 圖10 (1)兩極板間的電場強(qiáng)度E的大小為多少？ (2)設(shè)平行板電容器的電容C＝4.0×10－12F，則該電容器所帶電荷量Q是多少？ (3)B點(diǎn)在A點(diǎn)的正上方的高度h是多少？ 答案　(1)4×106V/m　(2)2.4×10－6C　(3)0.55m 解析　(1)由勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)與電勢差的關(guān)系式可得兩極板間的電場強(qiáng)度為E＝＝4×106V/m (2)該電容器所帶電荷量為Q＝CU＝2.4×10－6C (3)小油滴下落過程中， 由動能定理可得：mg(h＋L)－qU＝0 則B點(diǎn)在A點(diǎn)的正上方的高度是 h＝－L＝m－15×10－2m＝0.55m. 16