（江蘇專版）2022年高考物理總復(fù)習(xí) 第27講 電容器講義

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1、（江蘇專版）2022年高考物理總復(fù)習(xí) 第27講 電容器講義 考情剖析 考查內(nèi)容 考綱要求 考查年份 考查詳情 能力要求 電容 電容器 Ⅰ 13年 T8—選擇，考查電容器電容對(duì)電路的影響 T15—計(jì)算，以帶電粒子在勻強(qiáng)場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)為背景，計(jì)算粒子做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度 分析綜合、推理、 應(yīng)用數(shù)學(xué) 處理物理問題 14年 T9—選擇，考查霍爾效應(yīng)、電功率 分析綜合、推理 17年 T4—選擇，考查電容器的兩類動(dòng)態(tài)變化 分析綜合、推理 弱項(xiàng)清單,1.電容器定義式

2、及決定式； 2．電容器的動(dòng)態(tài)分析． 知識(shí)整合 1．電容器 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (1)構(gòu)成：兩個(gè)彼此________又互相靠近的________可構(gòu)成電容器． (2)極板帶電荷量：________極板所帶電荷量的絕對(duì)值． 2．電容器的充、放電 (1)充電：使電容器帶電的過(guò)程，充電后電容器兩極板帶上等量的__________，電容器中儲(chǔ)存__________． (2)放電：使充電后的電容器失去電荷的過(guò)程，放電過(guò)程中________能轉(zhuǎn)化為________能． 3．電容 (1)定義：電容器所帶的________與電容器兩極板間的________的

3、比值． (2)意義：表示電容器________________的物理量． (3)定義式：C＝________＝________. (4)單位：________. 4．平行板電容器 電容決定式：C＝________，________為兩板的正對(duì)面積，________為極板間的距離，其中________是介電常數(shù)． 方法技巧考點(diǎn)1　兩個(gè)公式的理解 1．定義式C＝適用于一切電容器，采用比值定義法定義，電容C只由電容器本身決定，與兩板間的電壓U和電量Q均無(wú)關(guān)． 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 2．決定式C＝只適用于平行板電容器，是平行板電容器電容的決定式，與絕緣物質(zhì)即電介

4、質(zhì)的介電常數(shù)、兩板的正對(duì)面積和兩板間的距離有關(guān)． 【典型例題1】　如圖為一只“極距變化型電容式傳感器”部分構(gòu)件的示意圖，當(dāng)動(dòng)極板和定極板之間的距離d變化時(shí)，電容C便發(fā)生變化，通過(guò)測(cè)量電容C的變化就可知道兩極板之間距離d的變化情況．在如圖選項(xiàng)中能正確反映電容C與距離d之間變化規(guī)律的是(　　) A 　　B C 　　D 考點(diǎn)2　平行板電容器的動(dòng)態(tài)問題分析 1．運(yùn)用電容器定義式和決定式分析電容器相關(guān)量變化的思路 (1)確定不變量，分析是電壓不變還是所帶電荷量不變． (2)用決定式C＝分析平行板電容器電容的變化． (3)用定義式C＝分析電容器所帶電荷量或兩極板間電

5、壓的變化． (4)用E＝分析平行板電容器極板間勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的變化． 2．兩類動(dòng)態(tài)問題分析比較 (1)第一類動(dòng)態(tài)變化：兩極板間電壓U恒定不變． (2)第二類動(dòng)態(tài)變化：電容器所帶電荷量Q恒定不變． 【典型例題2】　用控制變量法，可以研究影響平行板電容器的因素，如圖所示．設(shè)兩極板正對(duì)面積為S，極板間的距離為d，靜電計(jì)指針偏角為θ.實(shí)驗(yàn)中，極板所帶電荷量不變，若(　　) A．保持S不變，增大d，則θ變大 B．保持S不變，增大d，則θ變小 C．保持d不變，減小S，則θ變小 D．保持d不變，減小S，則θ不變 　1.靜電計(jì)是在驗(yàn)電器的基礎(chǔ)上制成的，用其指針張角

6、的大小來(lái)定性顯示其金屬球與外殼之間的電勢(shì)差大?。鐖D所示，A、B是平行板電容器的兩個(gè)金屬板，G為靜電計(jì)．開始時(shí)開關(guān)S閉合，靜電計(jì)指針張開一定角度，為了使指針張開的角度增大些，下列采取的措施可行的是(　　) A．?dāng)嚅_開關(guān)S后，將A、B分開些 B．保持開關(guān)S閉合，將A、B兩極板分開些 C．保持開關(guān)S閉合，將A、B兩極板靠近些 D．保持開關(guān)S閉合，將變阻器滑動(dòng)觸頭向右移動(dòng) 【典型例題3】　(多選)傳感器是一種采集信息的重要器件，如圖所示的是一種測(cè)定壓力的電容式傳感器，當(dāng)待測(cè)壓力F作用于可動(dòng)膜片電極上時(shí)，以下說(shuō)法中正確的是(　　) A．若F向上壓膜片電極，電路中

7、有從a到b的電流 B．若F向上壓膜片電極，電路中有從b到a的電流 C．若F向上壓膜片電極，電路中不會(huì)出現(xiàn)電流 D．若電流表有示數(shù)，則說(shuō)明壓力F發(fā)生變化 【典型例題4】　如圖所示，甲圖中電容器的兩個(gè)極板和電源的兩極相連，乙圖中電容器充電后斷開電源．在電容器的兩個(gè)極板間用相同的懸線分別吊起完全相同的小球，小球靜止時(shí)懸線和豎直方向的夾角均為θ，將兩圖中的右極板向右平移時(shí)，下列說(shuō)法正確的是(　　) 　　　　　　　甲　　　　　　　 　 乙 A．甲圖中夾角減小，乙圖中夾角增大 B．甲圖中夾角減小，乙圖中夾角不變 C．甲圖中夾角不變，乙圖中夾角不變 D．甲圖

8、中夾角減小，乙圖中夾角減小 　2.(多選)如圖所示，兩塊平行帶電金屬板，帶正電的極板接地，兩板間P點(diǎn)處固定著一個(gè)負(fù)電荷(電荷量很小)．現(xiàn)讓兩板保持距離不變而水平錯(cuò)開一段距離，則(　　) A．兩板間電壓變大，P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)變大 B．兩板間電壓變小，P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)變小 C．P點(diǎn)電勢(shì)變大，負(fù)電荷的電勢(shì)能變小 D．P點(diǎn)電勢(shì)變小，負(fù)電荷的電勢(shì)能變大當(dāng)堂檢測(cè)　　1.根據(jù)電容器電容的定義式C＝，可知(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．電容器所帶的電荷量Q越多，它的電容就越大，C與Q成正比 B．電容器不帶電時(shí)，其電容為零 C．電容器兩極板之間的電壓U

9、越高，它的電容就越小，C與U成反比 D．以上說(shuō)法均不對(duì) 2．(多選)美國(guó)物理學(xué)家密立根通過(guò)研究平行板間懸浮不動(dòng)的帶電油滴，比較準(zhǔn)確地測(cè)定了電子的電荷量．如圖所示，平行板電容器兩極板M、N相距d，兩極板分別與電壓為U的恒定電源兩極連接，極板M帶正電．現(xiàn)有一質(zhì)量為m的帶電油滴在極板中央處于靜止?fàn)顟B(tài)，且此時(shí)極板帶電荷量與油滴帶電荷量的比值為k，則(　　) 第2題圖 A．油滴帶負(fù)電 B．油滴帶電荷量為 C．電容器的電容為 D．將極板N向下緩慢移動(dòng)一小段距離，油滴將向上運(yùn)動(dòng) 3．如圖所示，用導(dǎo)線將靜電計(jì)與已經(jīng)充電的平行板電容器極板連接，保持B極板位置不動(dòng)，向右沿水

10、平方向移動(dòng)A極板．下列判斷正確的是(　　) 第3題圖 A．電容器電容減小 B．兩極板間電壓不變 C．靜電計(jì)指針偏角變大 D．兩極板間電場(chǎng)強(qiáng)度不變 4．如圖所示，M、N是平行板電容器的兩個(gè)極板，R0為定值電阻，R1、R2為可調(diào)電阻，用絕緣細(xì)線將質(zhì)量為m、帶正電的小球懸于電容器內(nèi)部．閉合開關(guān)S，小球靜止時(shí)受到懸線的拉力為F.調(diào)節(jié)R1、R2，關(guān)于F的大小判斷正確的是(　　) 第4題圖 A．保持R1不變，緩慢增大R2時(shí)，F(xiàn)將變大 B．保持R1不變，緩慢增大R2時(shí)，F(xiàn)將變小 C．保持R2不變，緩慢增大R1時(shí)，F(xiàn)將變大 D．保持R2不變，緩

11、慢增大R1時(shí)，F(xiàn)將變小 5．某電容式話筒的原理示意圖如圖所示，E為電源，R為電阻，薄片P和Q為兩相互絕緣的金屬極板．當(dāng)對(duì)著話筒說(shuō)話時(shí)，P振動(dòng)而Q可視為不動(dòng)，在P、Q間距增大過(guò)程中(　　) 第5題圖 A．P、Q兩板構(gòu)成電容器的電容增大 B．P板電荷量增大 C．M點(diǎn)的電勢(shì)比N點(diǎn)低 D．M點(diǎn)的電勢(shì)比N點(diǎn)高 第27講　電容器 知識(shí)整合 基礎(chǔ)自測(cè) 1．(1)絕緣　導(dǎo)體　(2)一個(gè)　2. (1)異種　電能　(2)電　其他形式的　3.(1)電荷量Q電勢(shì)差U　(2)容納電荷本領(lǐng)　(3)　(4)法拉　4.　S　d　εr 方法技巧 ·典型例題1·A ·典型例題

12、2·A　【解析】　靜電計(jì)指針偏轉(zhuǎn)角θ反映電容器兩板間電壓的大小，根據(jù)電容的決定式C＝，保持S不變，增大d，電容C減小，再根據(jù)定義式C＝，知U增大，所以θ變大，故A正確，B錯(cuò)誤；保持d不變，減小S，電容減小，再根據(jù)定義式C＝，知U增大，所以θ變大．故C、D錯(cuò)誤．故選A. ·變式訓(xùn)練1·A　【解析】　斷開電鍵，電容器帶電量不變，將AB分開一些，則d增大，根據(jù)C＝知，電容減小，根據(jù)U＝知，電勢(shì)差增大，指針張角增大．故A正確．保持開關(guān)閉合，電容器兩端的電勢(shì)差不變，則指針張角不變知，故B錯(cuò)誤．保持開關(guān)閉合，電容器兩端的電勢(shì)差不變，則指針張角不變．故C錯(cuò)誤．保持開關(guān)閉合，電容器兩端的電勢(shì)差不變，變阻器僅

13、僅充當(dāng)導(dǎo)線功能，滑動(dòng)觸頭滑動(dòng)不會(huì)影響指針張角，故D錯(cuò)誤．故選A. ·典型例題3·BD　【解析】　向上壓膜片，使得兩板間距離d減小，根據(jù)C＝知，電容增大，始終跟電源相連，兩板間電壓不變，根據(jù)C＝知，Q增大，電容器處于充電狀態(tài)，電路中有b到a的電流，所以B正確；若F變化，則距離d變化，電容C變化，導(dǎo)致Q變化，電路中有電流通過(guò)，電流表有示數(shù)，所以D正確． ·典型例題4·B　【解析】　甲圖中的電容器和電源相連，所以電容器兩極板間的電壓不變，當(dāng)極板間的距離增大時(shí)，根據(jù)公式E＝可知，板間的電場(chǎng)強(qiáng)度減小，電場(chǎng)力減小，所以懸線和豎直方向的夾角將減?。?dāng)電容器充電后斷開電源，電容器的極板所帶的電荷量不變；根

14、據(jù)平行板電容器的電容公式C＝，極板間的電壓U＝＝，極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度E＝＝，當(dāng)兩個(gè)極板電荷量不變，距離改變時(shí)，場(chǎng)強(qiáng)與兩板間距離無(wú)關(guān)，故乙圖中夾角不變．綜上分析，選項(xiàng)B正確． ·變式訓(xùn)練2·AD　【解析】　由S減小，致使C減小，E變大，由于Q不變，根據(jù)定義式可知U變大；根據(jù)－φP＝Ed′，Ep＝(－q) φP＝ qEd′，負(fù)電荷在此電場(chǎng)中具有的電勢(shì)能是正的． 當(dāng)堂檢測(cè) 1．D 2．AC　【解析】　由題意知油滴受到的電場(chǎng)力方向豎直向上，又上極板帶正電，故油滴帶負(fù)電，設(shè)油滴帶電荷量為q，則極板帶電荷量為Q＝kq，由于qE＝mg，E＝，C＝，解得q＝，C＝，將極板N向下緩慢移動(dòng)一小段距離，U不變

15、，d增大，則電場(chǎng)強(qiáng)度E減小，重力將大于電場(chǎng)力，油滴將向下運(yùn)動(dòng)，只有選項(xiàng)A、C正確． 3．D　【解析】　A板右移，距離d減小，電容C變大；因?yàn)槌浜秒姷碾娙萜鲙щ姾闪恳欢ǎ鶕?jù)定義式C＝ 可知U減小， 靜電計(jì)指針偏角變小；再由E＝，得E＝，由于Q與S都不變，故電場(chǎng)強(qiáng)度E不變；故ABC錯(cuò)誤，D正確． 4．B　【解析】　據(jù)題圖可知電容器兩端電壓UMN即R0兩端電壓，而R0和R2是串聯(lián)關(guān)系，兩者電壓的和為電源的電動(dòng)勢(shì)，因此R2↑→UR0↓ UMN↓→電場(chǎng)強(qiáng)度E↓→F電↓→F↓，A錯(cuò)誤，B正確；R2不變，緩慢增大R1時(shí)，R0兩端電壓不變，電容器兩端電壓不變，故F不變，C、D均錯(cuò)． 5．D　【解析】　電容式話筒與電源串聯(lián)，其電壓保持不變，在P、Q間距增大的過(guò)程中，根據(jù)電容決定式C＝可知電容減小；又根據(jù)電容定義式C＝ 可知電容器所帶電量減小，P板上電荷量減小，電容器放電，放電電流通過(guò)R的方向由M到N，則M點(diǎn)電勢(shì)高于N點(diǎn)，故B、A、C錯(cuò)誤，D正確