高三物理教案：《電容器》教學(xué)設(shè)計(jì)

　　本文題目：高三物理教案：電容器

　　第6課時(shí)　電容器 帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)(平衡)

　　考綱要求

　　掌握電容器的動(dòng)態(tài)分析。

　　【基礎(chǔ)知識(shí)梳理與重難點(diǎn)分析】

　　1.電容器、電容

　　(1)電容器：兩個(gè)彼此絕緣又互相靠近的導(dǎo)體可構(gòu)成一個(gè)電容器.

　　(2)電容：描述電容器容納 的物理量.

　�、俣�義：電容器所帶的電荷量Q(一個(gè)極板所帶電荷量的絕對(duì)值)與兩個(gè)極板間電勢差U的比值，叫做電容器的電容.②定義式： .電容C由電容器 因素決定，與電容器所帶電量 和充電電壓 無關(guān).③單位：1F=106μF=1012pF

　�、軒追N電容器(a)平行板電容器：平行板電容器的電容跟介電常數(shù)ε成正比，跟正對(duì)面積S成正比，跟兩板間的距離d成反比，即 .帶電平行板電容器兩極板間的電場可認(rèn)為是勻強(qiáng)電場，板間場強(qiáng)為 .(b)固定電容器、可變電容器、電解電容器.電解電容器接入電路時(shí)應(yīng)注意其極性.

　　【要點(diǎn)講練】

　　1、電容的理解

　　例1、下列關(guān)于電容器的敘述正確的是( )

　　A、 電容器時(shí)儲(chǔ)存電荷和電能的容器，只有帶電的電容器才稱為電容器

　　B、 任何兩個(gè)彼此絕緣而又相互靠近的導(dǎo)體都可看成電容器

　　C、 電容器兩極板上的帶電量之和為電容器的電荷量

　　D、 電容器充電過程是將其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電容器的電能并儲(chǔ)存起來，電容器的放電過程是儲(chǔ)存的電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能

　　例2、對(duì)于水平放置的平行板電容器，下列說法正確的是( )

　　A、 將兩極板的間距加大，電容將變大

　　B、 將兩極板平行錯(cuò)開，使正對(duì)面積減少，電容將減少

　　C、 在下板的內(nèi)表面上放置一面積和極板相等，厚度小于極板間距的陶瓷板，電容將增大

　　D、在下板的內(nèi)表面上放置一面積和極板相等，厚度小于極板間距的陶瓷板，電容將增大

　　2、平行板電容器的動(dòng)態(tài)分析

　　例3、水平放置的平行板電容器與一電池相連。在電容器的兩板間有一帶正電的質(zhì)點(diǎn)處于靜止平衡狀態(tài)�，F(xiàn)將電容器兩板間的距離增大，則　( )

　　A.電容變大，質(zhì)點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng) 　　　B.電容變大，質(zhì)點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)

　　C.電容變小，質(zhì)點(diǎn)保持靜止 　　　D.電容變小，質(zhì)點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)

　　例4、在右圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置中，平行板電容器的極板A與一靈敏的靜電計(jì)相接，極板B接地。若極板B稍向上移動(dòng)一點(diǎn)，由觀察到的靜電計(jì)指針變化作出平行板電容器電容變小的結(jié)論的依據(jù)是( )。

　　(A)兩極板間的電壓不變，極板上的電量變小

　　(B)兩極板間的電壓不變，極板上的電量變大

　　(C)極板上的電量幾乎不變，兩極板間的電壓變小

　　(D)極板上的電量幾乎不變，兩極板間的電壓變大

　　例5、兩塊大小、形狀完全相同的金屬平板平行放置，構(gòu)成一平行板電容器，與它相連接的電路如圖所示，接通開關(guān)K，電源即給電容器充電.( )

　　A 保持K接通，減小兩極板間的距離，則兩極板間電場的電場強(qiáng)度減小

　　B 保持K接通，在兩極板間插入一塊介質(zhì)，則極板上的電量增大

　　C 斷開K，減小兩極板間的距離，則兩極板間的電勢差減小

　　D 斷開K，在兩極板間插入一塊介質(zhì)，則兩極板間的電勢差增大

　　4、電容器的充放電過程

　　例6、如圖所示，是一個(gè)由電池，電阻R與平行板電容器組成的串聯(lián)電路，在增大電容器兩極板間距離的過程中( )

　　A、 電阻R中沒有電流 B、電容器的電容變小

　　C. 電阻R中有從a流向b的電流 D、電阻R中有從b流向a的電流

　　5、電容器的實(shí)際應(yīng)用

　　例7、傳感器是一種采集信息的重要器件，如下圖所示是一種測定壓力的電容式傳感器，當(dāng)待測壓力F作用于可動(dòng)膜片電極上時(shí)，可使膜片產(chǎn)生形變，引起電容的變化，將電容器、靈敏電流計(jì)和電源串聯(lián)成閉合電路那么 (　　　　　)

　　A、當(dāng)F向上壓膜片電極時(shí)，電容將增大

　　B、當(dāng)F向上壓膜片電極時(shí)，電容將減少

　　C、若電流計(jì)有示數(shù)，則壓力F發(fā)生變化

　　D、若電流計(jì)有示數(shù)，則壓力F不發(fā)生變化

　　6、帶電粒子在平行板電容器中的平衡，加速、偏轉(zhuǎn)

　　例8、如圖所示,兩板間距為d的平行板電容器與一電源連接,開關(guān)K閉合,電容器兩極板間有一質(zhì)量為m,帶電量為q的微粒靜止不動(dòng),下列各敘述中正確的是( )

　　A、 微粒帶的是正電

　　B、 電源電動(dòng)勢的大小等于mgd/q

　　C、 斷開開關(guān)K，微粒將向下運(yùn)動(dòng)

　　D、 保持開關(guān)K閉合，把電容器兩極板距離增大，微粒將向下做加速運(yùn)動(dòng)

　　例9、一平行板電容器的電容為C，兩極板的距離為d，上極板帶正電，電量為Q，下極板帶負(fù)電，電量為Q，他們產(chǎn)生的電場在很遠(yuǎn)處的電勢為零，兩個(gè)帶異號(hào)電荷的小球用一絕緣剛性桿相連，小球的電量都為q。桿長為l，且l

　　A、Qlq/Cd B、0 C、(d-l)Qq/Cd D、Clq/Qd

　　例10、如圖所示，。兩平行金屬板豎直放置，帶有等量異號(hào)電荷電荷量為Q，兩板的距離為d，一個(gè)帶電的微粒位于兩金屬板上端的中點(diǎn)處，無初速釋放，最后落在某一金屬板上，下面說法正確的是( )

　　A、 微粒的運(yùn)動(dòng)軌跡是拋物線

　　B、 如果保持其他條件不變，只使兩板的距離d減小，

　　則微粒在電場的運(yùn)動(dòng)的加速度將變大

　　C、 如果保持其他條件不變，只使兩板的距離d減小，則微粒在電場的運(yùn)動(dòng)的時(shí)間將變小

　　D、 如果保持其他條件不變，只使兩板所帶電荷量Q變小，微粒仍打在極板上，則微粒在電場的運(yùn)動(dòng)的加速度將變大

　　強(qiáng)化練習(xí)：

　　1、如圖所示，D是一只理想二極管，電流只能從a流向b，而不能從b流向a.平行板電容器的A、B兩極板間有一電荷，在P點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài).以E表示兩極板間的電場強(qiáng)度，U表示兩極板間的電壓，Ep表示電荷在P點(diǎn)的電勢能.若保持極板B不動(dòng)，將極板A稍向上平移，則下列說法中正確的是

　　A.E變小 B.U變大

　　C.Ep不變 D.電荷仍保持靜止

　　2、如圖所示，相距為d的兩平行金屬板水平放置，開始開關(guān)S合上使平行板電容器帶電.板間存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場.一個(gè)帶電粒子恰能以水平速度v向右勻速通過兩板間.在以下方法中，要使帶電粒子仍能勻速通過兩板，(不考慮帶電粒子所受重力)正確的是 ( )

　　A.把兩板間距離減小一倍，同時(shí)把粒子速率增加一倍

　　B.把兩板的距離增大一倍，同時(shí)把板間的磁場增大一倍

　　C.把開關(guān)S斷開，兩板的距離增大一倍，同時(shí)把板間的磁場減小一倍

　　D.把開關(guān)S斷開，兩板的距離減小一倍，同時(shí)把粒子速率減小一倍

　　3、(南京市2008屆高三質(zhì)量檢測)在探究平行板電容器的電容與哪瞟因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中，一已充電的平行板電容器與靜電計(jì)連接如圖所示。已知靜電計(jì)指針張角隨著電容器兩極間的電勢差的增大而增大�，F(xiàn)保持電容器的電量不變，且電容器B板位置不動(dòng)。下列說法中正確的是( )

　　A.將A板向左平移，則靜電計(jì)指針張角增大

　　B.將A板向左平移，則靜電計(jì)指針張角增小

　　C.將A板豎直向上平移，則靜電計(jì)指針張角減小

　　D.將A板豎直向上平移，則靜電計(jì)指針張角增大

　　4、(宿遷市2007～2008學(xué)年度高三年級(jí)第一次質(zhì)量調(diào)研)平行板電容器的兩板A、B接于電池兩極，一帶正電小球用絕緣細(xì)線懸掛在電容器兩板之間，細(xì)線與豎直方向夾角為θ，如圖，那么( )

　　A.保持電鍵S閉合，僅將A板向B板靠近，則θ減小

　　B.保持電鍵S閉合，僅將A板沿極板方向下移少許，則θ不變

　　C.電鍵S斷開，僅將A板靠近B板，則θ增大

　　D.電鍵S斷開，僅將A板遠(yuǎn)離B板，則θ減小

　　5、如圖所示，C為中間插有電介質(zhì)的電容器，a和b為其兩極板;a板接地;P和Q為兩豎直放置的平行金屬板，在兩板間用絕緣線懸掛一帶電小球;P板與b板用導(dǎo)線相連，Q板接地。開始時(shí)懸線靜止在豎直方向，在b板帶電后，懸線偏轉(zhuǎn)了角度a。在以下方法中，能使懸線的偏角a變大的是

　　A.縮小a、b間的距離

　　B.加大a、b間的距離

　　C.取出a、b兩極板間的電介質(zhì)

　　D.換一塊形狀大小相同、介電常數(shù)更大的電介質(zhì)

　　6.如圖1.4-12所示，電子由靜止開始從A板向B板運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)B板時(shí)速度為v，保持兩板間電壓不變，則( )

　　A.當(dāng)增大兩板間距離時(shí)，v也增大

　　B.當(dāng)減小兩板間距離時(shí)，v增大

　　C.當(dāng)改變兩板間距離時(shí)，v不變

　　D.當(dāng)增大兩板間距離時(shí)，電子在兩板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間也增大

　　7、一個(gè)初動(dòng)能為Ek的帶電粒子，以速度V垂直電場線方向飛入兩塊平行金屬板間，飛出時(shí)動(dòng)能為3Ek.如果這個(gè)帶電粒子的初速度增加到原來的2倍，不計(jì)重力，那么該粒子飛出時(shí)動(dòng)能為 ( )

　　A. 4 Ek B. 4.5 Ek C. 6 Ek D. 9.5 Ek

　　8.圖中所示是一個(gè)平行板電容器，其電容為C，帶電量為Q，上極板帶正電�，F(xiàn)將一個(gè)試探電荷q由兩極板間的A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，如圖所示。A、B兩點(diǎn)間的距離為s，連線AB與極板間的夾角為30°，則電場力對(duì)試探電荷q所做的功等于( )

　　A. B. C. D.

　　9.一平行板電容器的電容為C，兩板間的距離為d，上板帶正電，電量為Q，下板帶負(fù)電，電量也為Q，它們產(chǎn)生的電場在很遠(yuǎn)處的電勢為零。兩個(gè)帶異號(hào)電荷的小球用一絕緣剛性桿相連，小球的電量都為q，桿長為l，且l

　　A. B.0

　　C. D.

　　10、如圖所示，將平行板電容器兩極板分別與電池正、負(fù)極相接，兩板間一帶電液滴恰好處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)貼著下板插入一定厚度的金屬板，則在插入過程中 ( )

　　A.電容器的帶電量不變

　　B.電路將有順時(shí)針方向的短暫電流

　　C.帶電液滴仍將靜止

　　D.帶電液滴將向上做加速運(yùn)動(dòng)

　　11.一平行板電容器的兩個(gè)極板水平放置，兩極板間有一帶電量不變的小油滴，油滴在極板間運(yùn)動(dòng)時(shí)所受空氣阻力的大小與其速率成正比。若兩極板間電壓為零，經(jīng)一段時(shí)間后，油滴以速率v勻速下降：若兩極板間的電壓為U，經(jīng)一段時(shí)間后，油滴以速率v勻速上升。若兩極板間電壓為-U，油滴做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度的大小、方向?qū)⑹?br />
　　A.2v、向下　　　B.2v、向上　　　　C.3v、向下　　　　　D.3v、向上

　　12.如圖所示，平行板電容器與電動(dòng)勢為E的直流電源(內(nèi)阻不計(jì))連接，下極板接地。一帶電油滴位于容器中的P點(diǎn)且恰好處于平衡狀態(tài)。現(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向上移動(dòng)一小段距離 ( B )

　　A.帶點(diǎn)油滴將沿豎直方向向上運(yùn)動(dòng)

　　B.P點(diǎn)的電勢將降低

　　C.帶點(diǎn)油滴的電勢將減少

　　D.若電容器的電容減小，則極板帶電量將增大