平行板电容器的动态分析问题

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高二物理第6讲 平行板电容器动态分析(1)

高二物理第6讲  平行板电容器动态分析(1)

速度; (2)极板间电场强度大小和电容器所带电荷量;(3)小
球从开始下落运动到下极板的时间。
+q
过程Ⅰ:自由落体运动
v2 2gh
v 2gh
h

1 2
gt12
h
过程Ⅱ:匀减速直线运动
mg qE ma 0 v2 2ad d
E mg(h d ) qd
U Ed ,
Q CU
E U d
C r S 4 kd
C Q U
第Ⅰ类问题:电容器充电后切断电源,Q不变
K
R
+
E
-
C r S C Q
4 kd
U
C r S C Q
4 kd
U
6.(多选)(2012年物理海南卷9)将平行板电容器两极 板之间的距离、电压、电场强度大小和极板所带的电荷
通开关K,电源即给电容器充电( BC )
A.保持K接通,减小两极板间的距离,则两极板间电场的电场强 度减小 B.保持K接通,在两极板间插入一块介质,则极板上的电量增大 C.断开K,减小两极板间的距离,则两极板间的电势差减小 D.断开K,在两极板间插入一块介质,则两极板间的电势差增大
第Ⅱ类问题: 电容器始终与电源相连,U不变
状态1:
E1

U d
l
mg qE1
d
P
状态2:
E2

U d
a mg qE2 m
l
11.(2012年全国理综卷24)如图,一平行板电容器的两个极板竖
直放置,在两极板间有一带电小球,小球用一绝缘轻线悬挂于O
点。先给电容器缓慢充电,使两极板所带电荷量分别为﹢Q和

拓展资料:平行板电容器的动态分析(高中物理教学课件)

拓展资料:平行板电容器的动态分析(高中物理教学课件)

极板间的电压是U,充电荷量为Q,两极板间场强为E,
电容为C,现将两极板间距离减小,则( BCD)
A.Q变大
B.C变大
C.E不变
D.U变小
例3.如图所示,有一个平行板电容器,A板带电荷量为 +Q,B板接地,在A、B两板间的电场内有一固定点P。 下列说法中正确的是( A ) A.若B板固定,A板下移,则P点的电场强度不变,P点 电势不变
解:(1)稳定后由欧姆定律知:I U 1A (注 板2)上意稳定的:后电求C性电与,容R若器2并电的联性电,未量电发变压生化U CR变Δ1Q化,IRR则22要Δ注6QV=意Q两2极-Q1, Q电1 性 C发U生C 了1变.8化10则4ΔCQ(=上Q正2+下Q负1 ) (3)断开电键后R1相当于导线,电压UC ' 10V
一.平行板电容器的动态分析
1.电键k保持闭合分析。
若B板接地,φP怎么变? 在板间P点放一正点电荷,则 EP怎么变?若放一负电荷EP怎 么变?A接地呢?
k +++++++ A +U,d P
B ------
B板下移:U不变,C变小,Q变-小- ,E变小
U U AP U PB,U AP Ed AP,d AP不变E U AP U PB
Q
U
E
↓ 不变 ↓
不变 ↑ 不变
EU d
CQ U
C rS 4kd
φP
EP




φP
EP




例1.(多选)平行板电容器充电平衡后与电源相连,两
极板间的电压是U,电荷量为Q,两极板间场强为E,电

平行板电容器的两类动态问题分析

平行板电容器的两类动态问题分析

得E= 4πkQ ,当电容器下极板竖直向上移动一小段距离时,场强不变,带电油滴的受力情况不 εrS
变,故油滴静止不动。由带电油滴的受力情况可以判断油滴带负电,由U=Ed知P与下极板电势差
变小,P点电势降低,由Ep=qφ可知带电油滴的电势能增加。
巩固练习
1(. 多选)平行板电容器两极板之间的距离、电压、电场强度大小和极板所带的电荷量分别用
强增大,带电油滴受到向上的电场力增大,将向上运动,A正确,B错误。由于场强增大,由U=Ed可
知,P与下极板电势差变大,P点电势升高,C错误。
答案 A
拓展延伸
(1)在例3中,试分析带电油滴运动过程中电势能和重力势能之和如何变化。
(2)在例3中,若电容器充电完毕后断开电源,试分析当电容器下极板竖直向上移动一小段
E= U ∝ 1 dd
例1 一平行板电容器两极板之间充满云母介质, 接在恒压直流电源上。 若将云母介质移
出,则电容器( )。
A.极板上的电荷量变大,极板间电场强度变大
B.极板上的电荷量变小,极板间电场强度变大
C.极板上的电荷量变大,极板间电场强度不变
D.极板上的电荷量变小,极板间电场强度不变
解析
由C=
d、U、E和Q表示。下列说法正确的是( )。
A.保持U不变,将d变为原来的两倍,则E变为原来的一半
B.保持E不变,将d变为原来的一半,则U变为原来的两倍
C.保持d不变,将Q变为原来的两倍,则U变为原来的一半
D.保持d不变,将Q变为原来的一半,则E变为原来的一半
答案
2.板间距为d的平行板电容器所带电荷量为Q时,两极板间电势差为U1,板间场强为E1。现将
小段距离,则( )。
A.带电油滴将沿竖直方向向上运动 B.带电油滴将沿竖直方向向下运动

电容器的动态分析、带电粒子在电场中的直线和抛体运动-2025版高三物理一轮复习多维度导学与分层专练

电容器的动态分析、带电粒子在电场中的直线和抛体运动-2025版高三物理一轮复习多维度导学与分层专练

2025届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练专题46电容器的动态分析、带电粒子在电场中的直线和抛体运动导练目标导练内容目标1电容器的动态分析目标2带电粒子在电场中的直线运动目标3带电粒子在电场中的抛体运动【知识导学与典例导练】一、电容器的动态分析1.平行板电容器动态的分析思路2.平行板电容器的动态分析问题的两种情况(1)平行板电容器充电后,保持电容器的两极板与电池的两极相连接:(2)平行板电容器充电后,切断与电池的连接:【例1】如图所示,一平行板电容器充电后与电源断开,负极板(M 板)接地,在两板间的P 点固定一个带负电的检验电荷。

若正极板N 保持不动,将负极板M 缓慢向右平移一小段距离,下列说法正确的是()A .P 点电势升高B .两板间电压增大C .检验电荷的电势能增大D .检验电荷受到的电场力增大【答案】C 【详解】由Q C U =;4r S C kdεπ=;U E d =可得4r kdQ U S πε=;4r k S E Q πε=BD .因为电容器与电源断开,电荷量保持不变,两板间的距离d 减小,所以两板间电压减小,两板间电场强度不变,检验电荷受到的电场力不变,故BD 错误;AC .因Ed ϕ'=,d '为P 到负极板之间的距离,d '减小,所以P 点电势降低;因沿电场线方向电势降低,M 板电势为零,所以P 点电势为正,P 点固定电荷为负,电势降低,电势能增加,C 正确,A 错误。

故选C 。

【例2】如图所示是由电源E 、灵敏电流计G 、滑动变阻器R 和平行板电容器C 组成的电路,开关S 闭合。

在下列四个过程中,灵敏电流计中有方向由a 到b 电流的是()A .在平行板电容器中插入电介质B .减小平行板电容器两极板间的距离C .减小平行板电容器两极板的正对面积D .增大平行板电容器两极板的正对面积【答案】C【详解】A .电容器保持和电源连接,电压U 一定,在平行板电容器中插入电介质,由4r S C kd επ=可知电容增大,由Q C U=可知极板电荷量增加,电容器充电,电路中有b 到a 方向的电流通过电流计。

平行板电容器两类问题

平行板电容器两类问题

平行板电容器动态分析问题【知识归纳】题型1:电容器的两类动态变化过程分析一、主要的理论论据(1)平行板电容器的电容C与板距d、正对面积S、介质介电常数ε间的关系C=εS/4k?d ,(2)平行板电容器内部是匀强电场,所以场强 E=U/d,(3)电容器所带电荷量Q=CU,(4)由以上三式得E=4k?Q/εS ,该式常用于Q保持不变的情况中。

二、电容器的动态分析的两种情况(1)定电压问题:平行板电容器充电后,继续与电源的两极相连,因此两极板间的电压不变,当电容器的d、S、ε变化时,将引起电容器的C、Q、E的变化。

(U不变) C= Q= E=(2)定电量问题:平行板电容器充电后,切断与电源的连接,因此电容器带电荷量Q不变,当电容器的d、S、ε变化时,将引起电容器的C、U、E变化。

(Q不变) C= U= E=【典例分析】【例1】一平行板电容器,证明两极板间电场强度E只与极板所带的电荷量Q、极板间电介质的介电常数为ε及极板面积S有关,与两极板间的距离d无关。

【例2】平行板电容器充电后,继续保持电容器的两极板与电源相连,在这种情况下,如增大两板间距d,则板间电势差U、电容器所带电量Q,板间场强E各如何改变?(可以认为稳定时电源两极间电压不变,电容器两极板与电源两极相连接,电容器两极板电势差U也不变)。

【例3】平行板电容器充电后,断开电容器的两极板与电源连接,在这种情况下,如增大两板间距d,则板间电势差U、电容器所带电量Q,板间场强E各如何改变?(开关断开,电容器下面极板电量不能移动到其他地方,下极板电量不会变化,电容器两极板带等量异种电荷,上面极板电量也不会变化,电容器电量Q不会变化)。

归纳总结:(1)在分析电容器动态平衡问题时,先弄清楚不变量,再讨论其他量的变化。

若电容器与电源相连,则不变;若电容器与电源断开,则不变。

(2)讨论平行板电容器问题,用到的公式有:①;②;③;④。

【针对训练1】如图所示,要使静电计的指针偏角变小,可采用的方法是( )A.使两极板靠近 B.减小正对面积C.插入电介质 D.用手碰一下负极板【针对训练2】如图所示,平行板电容器竖直放置,A 板上用绝缘线悬挂一带电小球,静止时绝缘线与固定的A 板成θ角,移动B 板,下列说法正确的是:( )A .S 闭合,B 板向上平移一小段距离,θ角变大B .S 闭合,B 板向左平移一小段距离,θ角变大C .S 断开,B 板向上平移一小段距离,θ角变大D .S 断开,B 板向左平移一小段距离,θ角不变【针对训练3】如图所示,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(电荷量很小)固定在P 点。

2020年高考物理专题复习:平行板电容器的动态剖析练习题

2020年高考物理专题复习:平行板电容器的动态剖析练习题

2020年高考物理专题复习:平行板电容器的动态剖析练习题1. 一平行电容器两极板之间充满云母介质,充满电后与电源断开,若将云母介质移出,则电容器()A. 电容器的电压变大,极板间的电场强度变大B. 电容器的电压变小,极板间的电场强度变大C. 电容器的电压变大,极板间的电场强度不变D. 电容器的电压变小,极板间的电场强度不变2. 如图所示,在平行板电容器正中有一个带电微粒。

K闭合时,该微粒恰好能保持静止。

在充电后将K断开的情况下,能使带电微粒向上运动打到上极板的做法是()A. 上移上极板MB. 上移下极板NC. 左移上极板MD. 把下极板N接地3. 如图所示,平行板电容器的两金属板A、B竖直放置,电容器所带电荷量为Q,一个液滴从A板上边缘由静止释放,液滴恰好能击中B板的中点O,若将电容器所带电荷量增加Q1,液滴从同一位置由静止释放,液滴恰好击中OB的中点C,若将电容器所带电荷量减小Q2,液滴从同一位置由静止释放,液滴恰好击中B板的下边缘D点,则Q1/ Q2等于()A. 1B. 2C. 3D. 44. 极板间距为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,场强为E1。

现将电容器所带电荷量变为2Q,极板间距变为12d,其他条件不变,这时两极板间电势差为U2,场强为E2,下列说法正确的是()A. U2=U1,E2=E1B. U2=2U1,E2=4E1C. U2=U1,E2=2E1D. U2=2U1,E2=2E15. 如图所示的电路中,水平放置的平行板电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态,现将滑动变阻器的滑片P向左移动,则()A. 电容器中的电场强度将增大B. 电容器上的电荷量将减少C. 电容器的电容将减小D. 液滴将向上运动6. 如图所示,两个水平放置的平行板电容器,A板用导线与M板相连,B板和N板都接地。

让A板带电后,在两个电容器间分别有P、Q两个带电油滴都处于静止状态。

A、B间电容为C1,电压为U1,带电量为Q1;M、N间电容为C2,电压为U2,带电量为Q2。

平行板电容器的动态分析与带电体在电容器中的运动问题(解析版)

平行板电容器的动态分析与带电体在电容器中的运动问题(解析版)

平行板电容器的动态分析与带电体在电容器中的运动问题一:电容器的动态变化问题 1 两个公式的比较U Q C =kd S C r πε4=公式的特点 定义式,适用于一切电容器 决定式,适合平行板电容器 意义反映容纳电荷的本领反映了影响电容大小的因素2 两类典型的动态变化分析在解题中运用到的公式:C =Q U ; C =εrS 4πkd ;E =Ud3. 解决电容器问题的两个常用技巧(1)在电荷量保持不变的情况下,由E =U d =Q Cd =4πkQεr S知,电场强度与板间距离无关。

(2)针对两极板带电荷量保持不变的情况,还可以认为一定量的电荷对应着一定数目的电场线,如图甲所示;当两极板间距离变化时,如图乙中电场线疏密不变,场强不变;当两极板正对面积变化时,如图丙中电场线变密,场强增大。

【典例1】如图,平行板电容器经开关K 与电池连接,a 处有一带电量非常小的点电荷.K 是闭合的,表示a 点的电势,f 表示点电荷受到的电场力.现将电容器的B 板向下稍微移动,使两板间的距离增大,则A. 变大,f 不变B. 变大,f 变小C.不变,f 不变 D.不变,f 变小【答案】B【解析】由于开关K闭合,且电容器两极板始终与电源的两极相连,故电容器两极板之间的电压U AB 保持不变。

随B极板下移两极板之间的距离增大,根据E=U/d可知两极板之间的电场强度E减小,由于U Aa=Eh Aa,由于电场强度E减小,故U Aa减小,由于U AB=U Aa+U aB,所以U aB增大,由题图可知电源的负极接地,故B极板接地,所以B板的电势为0即U B=0,又U aB=U a-U B,所以U a=U aB增大。

而点电荷在a点所受的电场力f=qE,由于E减小,所以电场力f减小。

故B正确。

故选B。

点睛:本题难度较大,涉及知识面大,需要认真分析.方法是:先找不变量(U AB),再找容易确定的物理量(E和U Aa),最后求出难以确定的量(确定U aB不能用U aB=Eh aB,因为E和h aB一个变大另一个变小).【典例2】如图所示,平行板电容器带有等量异种电荷,与静电计相连,静电计金属外壳和电容器下极板都接地。

例析平行板电容器的两类问题

例析平行板电容器的两类问题

例析平行板电容器的两类问题例析平行板电容器的两类问题重庆市(408300) 张雄平行板电容器的分析是高考物理的重要内容。

主要有两大类:一类是由于平行板电容器自身因素(如正对面积、两板间距离、两板间的介质等)变化而引起的电容、电势差U 、电量Q 和场强E 等物理量的变化;另一类是由于平行板电容器外部因素(如电路中滑片的滑动、电键的通断、电路的故障等)变化而引起电量Q 、电压U 和场强E 等物理量的变化。

一、自身因素引起的变化——平行板电容器的动态分析1、动态分析时的两种情况㈠两板与直流电源始终相接,抓住两板间电压U 保持不变。

在此基础上进行的分析判断。

㈡电容器充电后再与电源断开,抓住电容器带电量Q 不变(忽略电容器对外放电)。

在此基础上进行的分析判断。

2、动态分析时的思路1、确定不变量:到底是电压不变还是电量不变2、用决定式C =3、用定义式C =εS εS ∝分析平行板电容器的电容变化情况。

4πkd d Q ∆Q =及变形式Q =CU 分析电容器带电量或两板间电压变化情况。

U ∆UU 4πkQ Q ∝4、由于平行板电容器两板间为匀强电场,用匀强电场的E =或E =分析电d εS εS容器极板间场强变化情况。

例1:平行板电容器接入电路中,接通电源稳定后,两板间的微粒恰能静止。

图1所示。

则A 、保持S 接通,只减小两板间的距离时,该微粒向上运动。

B 、保持S 接通,只插入一块电介质时,极板上电荷量增大。

C 、断开S ,只将A 板向右平移小段距离时,该微粒向上运动。

D 、断开S ,只将A 板向上平移小段距离时,该微粒向上运动。

答案:ABC解析:微粒平衡时,其电场力等于重力。

保持S 接通时两板间电压不变,只减小两板间的距离,由E =微粒受向上的电场力增大,微粒向上运动。

保持S 接通时两板间电压不变,只插入一块电介质,则电容增大,由Q =CU 得:两极板上的电荷量增大。

U 得:两板间场强变大,d 图1断开S 时电容器带电量不变,只将A 板右移小段距离,两板正对面积减小,电容减小,由Q =CU 的变形式U =Q U 可知:两板间电压变大,结合E =得:两板间场强变大,粒子受C d4πkQ Q ∝εS εS 电场力变大,粒子向上运动。

电容器的动态分析

电容器的动态分析

U(4)用E =dU分析电容器两极板间电场强度的变化。

例题1 如图所示,两块较大的金属板A 、B 平行放置并与一电源相连,S 闭合后,两板间有一质量为m 、电荷量为q 的油滴恰好处于静止状态,以下说法中正确的是( )A. 若将A 板向上平移一小段位移,则油滴向下加速运动,G 中有b →a 的电流B. 若将A 板向左平移一小段位移,则油滴仍然静止,G 中有b →a 的电流C. 若将S 断开,则油滴立即做自由落体运动,G 中无电流D. 若将S 断开,再将A 板向下平移一小段位移,则油滴向上加速运动,G 中有b →a 的电流思路分析:根据电路图可知,A 板带负电,B 板带正电,原来油滴恰好处于静止状态,说明油滴受到的竖直向上的电场力刚好与重力平衡;当S 闭合,若将A 板向上平移一小段位移,则板间间距d 变大,而两板间电压U 此时不变,故板间场强E =dU变小,油滴所受合力方向向下,所以油滴向下加速运动,而根据C =kdSr πε4可知,电容C 减小,故两板所带电荷量Q 也减小,因此电容器放电,所以G 中有b →a 的电流,选项A 正确;在S 闭合的情况下,若将A 板向左平移一小段位移,两板间电压U 和板间间距d 都不变,所以板间场强E 不变,油滴受力平衡,仍然静止,但是两板的正对面积S 减小了,根据C =kdSr πε4可知,电容C 减小,两板所带电荷量Q 也减小,电容器放电,所以G 中有b →a 的电流,选项B 正确;若将S 断开,两板所带电荷量保持不变,板间场强E 也不变,油滴仍然静止,选项C 错误;若将S 断开,再将A 板向下平移一小段位移,两板所带电荷量Q 仍保持不变,两板间间距d 变小,根据C =kd S r πε4,U =C Q 和E =d U ,可得E =SrQr επ4,显然,两板间场强E 不变,所以油滴仍然静止,G 中无电流,选项D 错误。

答案:AB例题 2 如图所示,水平放置的平行板电容器,两板间距为d 。

平行板电容器动态分析专题

平行板电容器动态分析专题

平行板电容器动态分析专题
一、 理论支持
① U
Q
C =
(定义式) ② kd s C r πε4= (决定式 适用于平行板电容器)
③ d
U
E = (适用于匀强电场) ④ q E p =ϕ q W U = (适用于任何电场)
及其它相关知识。

二、 两个基本情况与两个常见问题
Ⅰ 两个基本情况
① 电容器两板电势差不变(常表现为与电源连接); ② 电容器带电荷量保持不变(充电后断开)。

Ⅱ 两个常见问题
① ! ② 针对电场强度(电场力的性质),设计有关力的问题。

如,平衡与非平衡问题; ③ 针对电势(电场能的性质),设计有关能的问题。

如,电势升降与电势能变化问题。

三、 情况Ⅰ-----电容器两板电势差不变,
&
(U d ↑→^
四、情况Ⅱ 电容器带电荷量保持不变,板间距离d 增大(设下板向下移)
E 不变
A ↓C → 对应正电荷的电势能减小,负电
荷的电势能增大 C ↓
Q ↓
A U
Q =
d
E=Ud=CQd=
Qd s
r ε
d↑
(Q不变)
C↓U↑E。

高考中有关平行板电容器的典型问题赏析

高考中有关平行板电容器的典型问题赏析

高考中有关平行板电容器的典型问题赏析问题1:电容器的两类基本问题讨论平行板电容器的两类基本问题是:(1)若两极板保持与电源相连,则两极板间电压U不变时,去讨论其它物理量的变化情况;(2)若电容器充电后断开电源,则电容器两极板所带的电荷量Q不变时,去讨论其它物理量的变化情况。

解决此类问题的关键要抓住三个基本关系式:,,。

例1.(2008年重庆理综)如图1所示是某同学设计的电容式速度传感器原理图,其中上板为固定极板,下板为待测物体,在两极板间电压恒定的条件下,极板上所带电量Q将随待测物体的上下运动而变化。

若Q随时间t的变化关系为(a、b为大于零的常数),其图象如图2所示,那么图3、图4中反映极板间场强大小E和物体速率v随t变化的图线可能是()A.①和③B.①和④C.②和③D.②和④解析:平行板电容器上电压U不变。

上板固定下板上下移动,由得,由,得。

所以E—t图线与Q—t图线形状相似。

电容器两板距离,则经时间内,速度,即v与t无关。

因此C项正确,A、B、D项错误。

例2.(2008年宁夏理综)如图5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α。

在以下方法中,能使悬线的偏角α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:电容器C带电量不变,a、Q两板均接地,电势为零,b、P两板电势相等。

当ab间距离缩小时,电容器C的电容变大,电压U变小。

即b、P两板电势减小,P、Q间电压减小,电场强度E减小,悬线偏角减小,所以A错误,B正确。

取出a、b两极板间电介质时,电容器C的电容变小,电压U变大,悬线偏角增大,所以C正确。

当换一块介电常数更大的电介质时,电容器C的电容变大,电压U变小,悬线偏角减小,所以D错误。

高中物理平行板电容器的动态解析

高中物理平行板电容器的动态解析

对平行板电容器的有关物理量Q、E、U、C进行讨论时,关键在于弄清哪些是变量,哪些是不变量,在变量中哪些是自变量,哪些是因变量。

这类问题可分为两种情况来分析:一、电容器充电后断开电源,电容器所带电量Q保持不变当极板距离d,正对面积S变化时,有:对于电场强度变化,我们还可以认为一定量的电荷对应着一定数目的电场线,若电量不变,则电场线数目不变,当两板间距离变化时,场强不变;当两板正对面积变化时,引起电场线的疏密程度发生了变化,如图1所示,电容器的电量不变,正对面积减小时,场强增大。

图1这样,越大,电场线就越密,E就越大,反之就越小;不变时,不管极板间距离如何变化,电场线的疏密程度不变,则E不变。

则此式可知,在电量保持不变的情况下,电场强度与板间的距离无关。

例1、一平行板电容器充电后与电源断开,负极接地,在两极板间有一正电荷(电量很小)固定在P点,如图2所示,E表示两板间的场强,U表示电容器的电压,W表示正电荷在P点的电势能,若保持负极板不动,将正极板移到虚线所示的位置,则()图2A.U变小,E不变B.E变大,W变大C.U变小,W不变D.U不变,W不变解析:电容器充电后与电源断开,说明电容器带电量不变。

正极板向负极板移近,由可知电容增大,由可知,U变小,而,由此可看出,场强E不变。

因E不变,P点与负极板间的距离不变,可知P点的电势U P 不变,那么正电荷的电势能就不变,综上所述,A、C选项正确。

例2、平行板电容器两极板与静电计的连接如图3所示,对电容器充电,使静电计张开某一角度,撤去电源后以下说法正确的是()图3A.增大两板间距离,静电计指针张角变大B.减小两板间距离,静电计指针张角变大C.将两板错开一些,静电计指针张角变大D.将某电介质插入极板间,静电计指针张开角度变大解析:静电计指针的张角反映的是两板之间的电势差的大小。

由题意可知,撤去电源后电容器所带电量不变。

由电容器的电容决定因素知:若增大板间距离,则C变小,由知U变大,故A 正确,B错误。

专题讲座一平行板电容器的动态问题分析

专题讲座一平行板电容器的动态问题分析

平行板电容器的动态问题分析一 平行板电容器的动态分析问题常见的类型平行板电容器的动态分析问题有两种情况:一是电容器始终与电源连接,此时U 恒定,则Q =CU ∝C ,而C =εr S 4πkd ∝εr d,两板间场强E =U d ∝1d;二是电容器充电后与电源断开,此时Q 恒定,则U =Q C ,C ∝εr S d ,场强E =U d =Q Cd ∝1S。

二.运用电容器定义式与决定式分析电容器相关量变化的思路(1)确定不变量,分析是电压不变还是所带电荷量不变。

(2)用决定式C =εr S 4πkd分析平行板电容器电容的变化。

(3)用定义式C =Q U分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化。

(4)用E =U d分析平行板电容器极板间匀强电场场强的变化。

三.两类动态问题分析比较(1)第一类动态变化:两极板间电压U 恒定不变(2)第二类动态变化:电容器所带电荷量Q 恒定不变四 典题分析1 如图6-3-8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。

一带电油滴位于电容器中的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,则( )图6-3-8A.带电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小D.若电容器的电容减小,则极板带电荷量将增大[尝试解题]上极板向上移动一小段距离后,板间电压不变,仍为E,故电场强度将减小,油滴所受电场力减小,故油滴将向下运动,A错;P点的电势大于0,且P点与下极板间的电势差减小,所以P点的电势降低,B对;两极板间电场方向竖直向下,所以P点的油滴应带负电,当P点电势减小时,油滴的电势能应增加,C错;电容器的电容C=εr S4πkd,由于d增大,电容C应减小,极板带电荷量Q=CE将减小,D错。

[答案] B2.(2012·江苏高考)一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距与电荷量不变,在两极板间插入一电介质,其电容C与两极板间的电势差U的变化情况是( )A.C与U均增大B.C增大,U减小C.C减小,U增大 D.C与U均减小解析:选B 根据平行板电容器电容公式C =εr S 4πkd,在两板间插入电介质后,电容C 增大,因电容器所带电荷量Q 不变,由C =Q U可知,U =Q C减小,B 正确。

电容器动态分析专题训练含答案

电容器动态分析专题训练含答案

电容器动态分析练习题一.选择题(共10小题)1.(2016?天津)如图所示,平行板电容器带有等量异种电荷,与静电计相连,静电计金属外壳和电容器下级板都接地.在两极板间有一固定在P点的点电荷,以E表示两极板间的电场强度,E P表示点电荷在P点的电势能,θ表示静电计指针的偏角.若保持下极板不动,将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置,则()A.θ增大,E增大B.θ增大,E P不变C.θ减小,E P增大D.θ减小,E不变2.(2016?新疆)如图所示的平行板电容器,B板固定,要减小电容器的电容,其中较合理的办法是()A.A板右移B.A板上移C.插入电解质D.增加极板上的电荷量3.(2016?校级模拟)如图所示,先接通S使电容器充电,然后断开S.当增大两极板间距离时,电容器所带电荷量Q、电容C、两板间电势差U,电容器两极板间场强E的变化情况是()A.Q变小,C不变,U不变,E变小B.B.Q变小,C变小,U不变,E不变C.Q不变,C变小,U变大,E不变D.Q不变,C变小,U变小,E变小4.(2016?模拟)传感器是把非电学量转换成电学量的一种元件.如图所示,乙、丙是两种常见的电容式传感器,现将乙、丙两种传感器分别接到图甲的电路中进行实验(电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏),下列实验现象中正确的是()A.当乙传感器接入电路实验时,若F变小,则电流表指针向右偏转B.当乙传感器接入电路实验时,若F变大,则电流表指针向右偏转C.当丙传感器接入电路实验时,若导电溶液深度h变大,则电流表指针向左偏转D.当丙传感器接入电路实验时,若导电溶液深度h变小,则电流表指针向左偏转5.(2016?一模)如图所示,一带电小球悬挂在竖直放置的平行板电容器,当开关S闭合,小球静止时,悬线与竖直方向的夹角为θ.则()A.当开关S断开时,若减小平行板间的距离,则夹角θ增大B.当开关S断开时,若增大平行板间的距离,则夹角θ增大C.当开关S闭合时,若减小平行板间的距离,则夹角θ增大D.当开关S闭合时,若减小平行板间的距离,则夹角θ减小6.(2016?诏安县校级模拟)如图所示,平行板电容器已经充电,静电计的金属球与电容器的一个极板连接,外壳与另一个极板连接,静电计指针的偏转指示电容器两极板间的电势差.实验中保持极板上的电荷量Q不变.设电容器两极板正对面积为S,极板间的距离为d,静电计指针偏角为θ.下列关于实验现象的描述正确的是()A.保持S不变,增大d,则θ变大B.保持S不变,减小d,则θ不变C.保持d不变,减小S,则θ变小D.保持S、d不变,在两板间插入电介质,则θ变大7.(2016?模拟)如图所示为研究影响平行板电容器电容大小因素的实验装置.设两极板的正对面积为S,极板间的距离为d,静电计指针偏角为θ,平行板电容器的电容为C.实验中极板所带电荷量可视为不变,则下列关于实验的分析正确的是()A.保持d不变,减小S,则C变小,θ变大B.保持d不变,减小S,则C变大,θ变大C.保持S不变,增大d,则C变小,θ变大D.保持S不变,增大d,则C变大,θ变大8.(2016?市模拟)如图所示,平行板电容器与电动势为E的直流电源(阻不计)连接,下极板接地,静电计所带电量很少,可被忽略.一带负电油滴被固定于电容器中的P点,现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离,则()A.平行板电容器的电容值将变大B.静电计指针角变小C.带电油滴的电势能将减少D.若先将上极板与电源正极的导线断开再将下极板向下移动一小段距离,则带电油滴所受电场力不变9.(2016?市校级模拟)如图所示,水平放置的平行金属板a、b分别与电源的两极相连,带电液滴P在金属板a、b间保持静止,现设法使P固定,再使两金属板a、b分别绕中心点O、O′处垂直于纸面的轴顺时针转相同的小角度α,然后释放P,则P在电场将做()A.匀运直线运动B.水平向右的匀加速直线运动C.斜向右下方的匀加速直线运动D.曲线运动10.(2016?三模)如图所示,平行板电容器与电动势为E的直流电源(阻不计)连接,下极板接地,静电计所带电荷量很少,可被忽略.一带负电油滴被固定于电容器中的P点.现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离,则()A.静电计指针角变小B.平行板电容器的电容将变大C.带电油滴的电势能将增大D.若先将电容器上极板与电源正极的导线断开,再将下极板向下移动一小段距离,则带电油滴所受电场力不变电容器动态分析练习题参考答案与试题解析一.选择题(共10小题)1.(2016?天津)如图所示,平行板电容器带有等量异种电荷,与静电计相连,静电计金属外壳和电容器下级板都接地.在两极板间有一固定在P点的点电荷,以E表示两极板间的电场强度,E P表示点电荷在P点的电势能,θ表示静电计指针的偏角.若保持下极板不动,将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置,则()A.θ增大,E增大B.θ增大,E P不变C.θ减小,E P增大D.θ减小,E不变【分析】电容器充电后断开电源,极板上的电量不变;根据电容器的定义式可分析电容的变化,再根据决定式分析电压的变化,从而分析静电计指针夹角的变化;根据U=Ed分析电场强度的变化;根据电势与电势差之间的关系可分析P点电势,再由电势分析电势能的变化.【解答】解:电容器与电源断开,故电量不变;上极板向下移动时,两板间的距离减小,根据C=可知,电容C增大,则根据C=可知,电压U减小;故静电计指针偏角减小;两板间的电场强度E===;因此电场强度与板间距无关,因此电场强度不变;再根据设P与下极板距离为l,则P点的电势φP=El,电势能E P=ELq;因此电荷在P点的电势能保持不变;故D正确,ABC错误;故选:D.2.(2016?新疆)如图所示的平行板电容器,B板固定,要减小电容器的电容,其中较合理的办法是()A.A板右移B.A板上移C.插入电解质D.增加极板上的电荷量【分析】平行板电容的电容取决于极板间的距离、正对面积及介电常数,与电压及电荷量无关.。

平行板电容器的动态分析问题

平行板电容器的动态分析问题

平行板电容器的动态分析问题平行板电容器是最常见的一种电容器,其结构可以发生变化,因此电容也跟着随之变化。

当我们改变电容器的某个结构时,电容器的电容也随之变化。

从而导致电容器中间的电场强度也会发生变化。

这就引出一种问题,电容器的动态分析问题。

电容器的动态分析问题总体上来说大概分为两类:电压不变的问题和电荷量不变的问题。

一般情况下,题目中的说法是:电压不变(电容器始终接在电源上)电荷量不变(电容器充电完成后,断开电源)如果根据问题的难度再细分:层次1:仅仅分析电容和电荷量(电压)的变化层次2:分析电容和电荷量(电压)的变化,再加上电场强度的变化,而电场强度的变化有两个方法进行比较(U不变的问题中:E=U/d,Q不变的问题中,Q与E成正比(前提是S不变))层次3:E的变化会导致容器中某点电势的变化(或者电荷在某点电势能的变化)层次4:E的变化会导致容器中液滴所受电场力的变化,进而会产生加速度,根据牛顿第二定律计算加速度;或者容器中国液滴的平衡状态发生变化,从而分析细线角度的变化。

【此题问题本质上只重在分析电场强度的变化问题,因为所需要分析的是力的问题】动态分析问题的处理方法:1.先分析清楚题目给出的是U不变还是Q不变的类型2.找出题目中发生变化的参量,然后分析C的变化(注意正反比关系),Q的变化(U的变化)Q的变化会产生瞬间的充电和放电电流(会判断电流方向)3.再分析E的变化4.如果是平衡问题或者动力学问题需要进行受力分析,写平衡方程或者牛顿第二定律。

典型例题剖析例1:★★【2016 新课标I】一平行板电容器两极板之间充满云母介质,接在恒压直流电源上。

若将云母介质移出,则电容器()A. 极板上的电荷量变大,极板间电场强度变大B. 极板上的电荷量变小,极板间电场强度变大C. 极板上的电荷量变大,极板间电场强度不变D. 极板上的电荷量变小,极板间电场强度不变 答案:D解析:由4πr SC kdε=可知,当云母介质抽出时,r ε变小,电容器的电容C 变小;因为电容器接在恒压直流电源上,故U 不变,根据Q CU =可知,当C 减小时,Q 减小。

平行板电容器

平行板电容器

平行板电容器动态分析1(Q不变)1、静电计是测量电势差的仪器.指针偏转角度越大,金属外壳和上方金属小球间的电势差越大.在本实验中,静电计指针和A板等电势,静电计金属壳和B板等电势,因此指针偏转角越大表示A、B两极板间的电压越高.本实验中,对电容器充电后断开电键,则三个图中关于电压的说法正确组合的是()A.图1中电压升高B.图2中电压升高C.图3中电压升高D.三个图中的电压均升高2、电容器充电后切断电源,能使两板间电势差增大的方法是()A.在两板间插入玻璃板B.使两板靠近C.保持两板间距不变,使两板正对面积大些D.使两板分开一些3、平行板电容器充电后,与电池两极断开连接,当两极板间的距离减小时()A.电容器的电容C变大B.电容器极板的带电量Q变大C.电容器两极间的电势差U变大D.电容器两极板间的电场强度E不变4、如图所示,平行板电容器充电后断开电源,带正电的极板接地,板间有一带电小球用绝缘细线悬挂着,小球静止时与竖直方向的夹角为θ,若将带负电的极板向右平移稍许,则()A.带负电的极板的电势降低B.两极板间的电场强度变小C.夹角θ将变小D.细线对小球的拉力变大5、一平行板电容器充电后与电源断开,正极板接地.两板间有一个负试探电荷固定在P点,如图所示,以C表示电容器的电容、E表示两板间的场强、φ表示P点的电势,E p表示负电荷在P点的电势能,若正极板保持不动,将负极板缓慢向右平移一小段距离x0的过程中,各物理量与负极板移动距离x的关系图象中正确的是()A.B.C.D.6、如图所示,两面积较大、正对着的平行极板A、B水平放置,极板上带有等量异种电荷.其中A 板用绝缘线悬挂,B板固定且接地,P点为两板的中间位置.下列结论正确的是()A.若在两板间充满电介质,A、B两板所带电荷量会增大B.若在两板间充满电介质,P点电势将升高C.若将A板竖直向上平移一小段距离,两板间的电场强度将增大D.若将A板竖直向下平移一小段距离,原P点位置的电势将不变7、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(电荷量很小)固定在P点,如图所示,以E表示两极板间的场强,U表示电容器的电压,E P表示正电荷在P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()A.U变小,E不变B.E变大,E P变大C.U变小,E P不变D.U不变,E P不变8、如图所示,平行板电容器两个极板为A、B,B板接地,A板带有电荷量+Q.板间电场有一固定点P.若将B板固定,A板下移一些,或者将A板固定,B板上移一些.在这两种情况下,以下说法正确的是()A.A板下移时,P点的电场强度不变,P点电势不变B.A板下移时,P点的电场强度不变.P点电势升高C.B板上移时,P点的电场强度不变.P点电势降低D.B板上移时,P点的电场强度减小.P点电势降低9、平行板电容器和电源、电阻、电键串联,组成如图所示的电路.接通开关K,电源即给电容器充电()A.保持K接通,减小两极板间的距离,则两极板间电场的电场强度减小B.保持K接通,在两极板间插入一块介质,则极板上的带电量不变C.充电结束后断开K,减小两极板间的距离,则两极板间的电势差减小D.充电结束后断开K,在两极板间插入一块介质,则极板上的电势差增大10、在如图所示的电路中,当电键S闭合后,水平放置的平行板电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态.现将电键S断开,则()A.液滴仍保持静止状态B.液滴做自由落体运动C.电容器上的带电量减小D.电容器上的带电量增大11、如图所示,水平放置且与电源断开的上、下两平行板,正对面积足够大,带等量异种电荷,两平行板间存在匀强电场.现有一带电微粒正好水平向右匀速直线运动通过正中间P点,若此时将上极板稍向下移动,则此后带电微粒在电场中的运动情况是()A.仍然水平向右匀速运动B.向上偏转作类平抛运动C.向下偏转作类平抛运动D.上述运动均有可能,最终运动取决于带电微粒的比荷大小12、如图所示,S闭合时,平行板电容器两板间有一个带电微粒处于静止状态,若将S断开后M板上移,则以下说法正确的是()A.S闭合时,R中有向左的瞬间电流B.S断开后M板上移,微粒仍能保持静止C.S断开后M板上移,微粒电势能将增大D.M、N两板的电势差将增大*13、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极板接地,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极板用导线相连,Q板接地.开始时悬线静止在竖直方向,在b极板带电后,悬线偏转了角度α,在以下方法中,能使悬线的偏角α变大的是( )A.缩小a、b间的距离B.加大P、Q间的距离C.取出a、b两极间的电介质D.换一块形状大小相同、介电常数更大的电介质平行板电容器动态分析2(U不变)1、平行板电容器两极板之间充满云母介质,接在恒压直流电源上,若将云母介质移出,则电容器( ) A.极板上的电荷量变大,极板间的电场强度变大B.极板上的电荷量变小,极板间的电场强度变大C.极板上的电荷量变大,极板间的电场强度不变D.极板上的电荷量变小,极板间的电场强度不变2、如图所示,将平行板电容器与电池相连,两板间的带电尘埃恰好处于静止状态.若将两板缓慢地错开一些,其他条件不变,则()A.电容器带电量变大B.尘埃仍静止C.电容器内部的场强变大D.灵敏电流计中有a→b的电流3、如图所示,平行板电容器的金属板始终与电源两极相连,电源电压为8.0V,两板的间距为2cm,而且极板B接地.极板间有C、D两点,C距A板0.5cm,D距B板0.5cm,则()A.两板间的场强为400V/m B.C、D两点的电势相等C.C点的电势φC=2.0V D.D点的电势φD=2.0V4、如图所示,一水平放置的平行板电容器充完电后一直与电源相连,带正电的极板接地,两极板间在P点固定一带正电的点电荷,若将负极板向下移动一小段距离稳定后(两板仍正对平行),则下列说法中正确的是()A.P点的电势升高B.两板间的场强不变C.点电荷的电势能减小D.两极板所带的电量不变5、如图所示,平行板电容器与电动势为E的直流电源连接,下极板接地.一带电油滴位于电容器中的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.带电油滴将沿竖直方向向上运动B.P点的电势将降低C.带电油滴的电势能增加D.电容器的电容减小,极板带电量增大6、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,静电计所带电量很少,可被忽略.一带负电油滴被固定于电容器中的P点,现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离,则( )A.平行板电容器的电容值将变大B.静电计指针张角变小C.带电油滴的电势能将减少D.若先将上极板与电源正极的导线断开再将下极板向下移动一小段距离,则带电油滴所受电场力不变7、空气中的负离子对人的健康极为有益,人工产生负离子的最常见方法是电晕放电法.如图所示,一排针状负极和环形正极之间加上直流高压电,电压达5 000V左右,空气发生电离产生负氧离子,使空气清新化,则()A.电场方向由针状电极指向环形电极B.若负氧离子从针状电极运动到环形电极,电势能一定减小C.缩短两极间距离,电场强度跟着减小D.缩短两极间距离,两极间电量跟着增大8、如图所示,M、N是两块水平放置的平行金属板,R0为定值电阻,R1,R2为可变电阻,开关S 闭合.质量为m的带正电荷的微粒从P点以水平速度v0射入金属板间,沿曲线打在N板上的O点.若经下列调整后,微粒仍从P点以水平速度v0射入,则关于微粒打在N板上的位置说法正确的是()A.保持开关S闭合,增大R1,粒子打在O点左侧B.保持开关S闭合,增大R2,粒子打在O点左侧C.断开开关S,M极板稍微上移,粒子打在O点右侧D.断开开关S,M极板稍微下移,粒子打在O点右侧9、如图所示,平行板电容器竖直放置,A板上用绝缘线悬挂一带电小球,静止时,绝缘线与固定的A板成θ角,平移B板,下列说法正确的是()A.S闭合,B板向上平移一小段距离,θ角不变B.S闭合,B板向左平移一小段距离,θ角变小C.S断开,B板向上平移一小段距离,θ角变大D.S断开,B板向左平移一小段距离,θ角变大10、如图所示,两平行金属板水平放置并接到电源上,一个带电微粒P位于两板间恰好平衡,现用外力将P固定住,然后使两板各绕其中点转过较小的角度α角,如图虚线所示,再撤去外力,则带电微粒P在两板间()A.保持静止B.水平向左做匀加速直线运动C.向左下方匀加速运动D.不知α角的值无法确定P的运动状态11、如图所示,一个平行板电容器水平放置,板间距离为d,当对其加上恒定不变的电压后,A、B 两板的电势分别为+φ和-φ,下述结论不正确的是()A.电容器两极板间各点的电势,有的相同,有的不同;有正的,有负的,有为零的B.若只减小两极板间的距离d,该电容器的电容C要增大,极板上带的电荷量Q也会增加C.若有一个电子水平射入穿越两极板之间的电场,则电子的电势能一定会减小D.电容器两极板间可形成匀强电场,电场强度大小为E=12、如图所示为测定压力的电容式传感器,将平行板电容器、灵敏电流表(零刻度在中间)和电源串联成闭合回路.当压力F作用于可动膜片电极上时,膜片产生形变,引起电容的变化,导致灵敏电流表指针偏转.在对膜片开始施加压力从图中的虚线推到图中实线位置并保持固定的过程中,灵敏电流表指针的偏转情况为(电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏)()A.向右偏到某一刻度后回到零刻度B.向左偏到某一刻度后回到零刻度C.向右偏到某一刻度后不动D.向左偏到某一刻度后不动13、如图所示,将平行板电容器两极板分别与电池正、负极相接,两板间一带电液滴恰好处于静止状态.现贴着下板插入一定厚度的金属板,则在插入过程中()A.电容器的带电量不变B.电路将有顺时针方向的短暂电流C.带电液滴仍将静止D.带电液滴将向上做加速运动。

专题突破--平行板电容器动态平衡问题

专题突破--平行板电容器动态平衡问题
A.电容器所带电荷量保持不变 B.电容器所带电荷量减少 C.极板间的电场强度保持不变 D.极板间的电场强度变小
答案:BC
[巩固训练 1] (多选)如图所示,两块较大的金属板 A、B 相距为 d,平行放置并与一电源相连,S 闭合后,两板间恰好有一质量为 m, 带电量为 q 的油滴处于静止状态,以下说法正确的是 ( )
四、技巧方法 两极板间电介质 εr 不变时,可以认为一定量的电荷 Q 对应着一定 数目的电场线。 两极板间距离变化时,电场线密度不变(图乙),场强 E 不变; 两极板正对面积变化时,电场线变密(图丙),场强 E 增大。
研析考点
重难突破
[例 1](2016·全国卷Ⅰ)一平行板电容器两极板之间充满云母介 质,接在恒压直流电源上,若将云母介质移出,则电容器 ( )
A.若将 S 断开,则油滴将做自由落体运动,G 表中无电流 B.若将 A 向左平移一小段位移,则油滴仍然静止,G 表中有 b→a 的电流 C.若将 A 向上平移一小段位移,则油滴向下加速运动,G 表 中有 b→a 的电流 D.若将 A 向下平移一小段位移,则油滴向上加速运动,G 表 中有 b→a 的电流

三、电容器动态分析的基本思路 1.确定不变量:分析电压不变或电量不变; 2.判断电容 C 的变化:用决定式 C=4επrkSd∝εdrS分析电容器电容 的变化; 3.判断 Q 或 U 的变化:用定义式 C=UQ分析电容器所带电量 Q 或 两极板间电压 U 的变化; 4.判断场强 E 的变化:用 E=Ud 分析电容器极板间场强 E 的变化。
答案:D
谢谢观看!
专题 突破
平行板电容器的两类动态问题
天下行走_XZ
知识总结
夯实基础
1. 电荷量 Q 不变(充电后断开电源) 2. 电压 U 不变(始终与电源相连)
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平行板电容器的动态分析问题平行板电容器是最常见的一种电容器,其结构可以发生变化,因此电容也跟着随之变化。

当我们改变电容器的某个结构时,电容器的电容也随之变化。

从而导致电容器中间的电场强度也会发生变化。

这就引出一种问题,电容器的动态分析问题。

电容器的动态分析问题总体上来说大概分为两类:电压不变的问题和电荷量不变的问题。

一般情况下,题目中的说法是:电压不变(电容器始终接在电源上)电荷量不变(电容器充电完成后,断开电源)如果根据问题的难度再细分:层次1:仅仅分析电容和电荷量(电压)的变化层次2:分析电容和电荷量(电压)的变化,再加上电场强度的变化,而电场强度的变化有两个方法进行比较(U不变的问题中:E=U/d,Q不变的问题中,Q与E成正比(前提是S 不变))层次3:E的变化会导致容器中某点电势的变化(或者电荷在某点电势能的变化)层次4:E的变化会导致容器中液滴所受电场力的变化,进而会产生加速度,根据牛顿第二定律计算加速度;或者容器中国液滴的平衡状态发生变化,从而分析细线角度的变化。

【此题问题本质上只重在分析电场强度的变化问题,因为所需要分析的是力的问题】动态分析问题的处理方法:1.先分析清楚题目给出的是U不变还是Q不变的类型2.找出题目中发生变化的参量,然后分析C的变化(注意正反比关系),Q的变化(U的变化)Q的变化会产生瞬间的充电和放电电流(会判断电流方向)3.再分析E的变化4.如果是平衡问题或者动力学问题需要进行受力分析,写平衡方程或者牛顿第二定律。

典型例题剖析例1:★★【2016 新课标I】一平行板电容器两极板之间充满云母介质,接在恒压直流电源上。

若将云母介质移出,则电容器()A.极板上的电荷量变大,极板间电场强度变大B. 极板上的电荷量变小,极板间电场强度变大C. 极板上的电荷量变大,极板间电场强度不变D. 极板上的电荷量变小,极板间电场强度不变 答案:D解析:由4πr SC kdε=可知,当云母介质抽出时,r ε变小,电容器的电容C 变小; 因为电容器接在恒压直流电源上,故U 不变,根据Q CU =可知,当C 减小时,Q 减小。

再由UE d =,由于U 与d 都不变,故电场强度E 不变,答案为D例2:★★【2011 天津】板间距为d 的平行板电容器所带电荷量为Q 时,两极板间电势差为U 1,板间场强为E 1.现将电容器所带电荷量变为2Q ,板间距变为12d ,其他条件不变,这时两极板间电势差为U 2,板间场强为E 2,下列说法正确的是( ) A .U 2=U 1,E 2=E 1 B .U 2=2U 1,E 2=4E 1 C .U 2=U 1,E 2=2E 1 D .U 2=2U 1,E 2=2E 1 答案:C解析 由公式C =εS 4k πd 、C =Q U 和E =U d 得U =4k πdQ εS ,E =4k πQ εS ,当Q 变为2Q 、d 变为d2时,电压U 不变,电场强度E 变为原来的2倍.C 正确.例3:★★两个较大的平行金属板A 、B 相距为d ,分别接在电压为U 的电源正、负极上,这时质量为m 、带电荷量为-q 的油滴恰好静止在两板之间,如图所示.在其他条件不变的情况下,如果将两板非常缓慢地水平错开一些,那么在错开的过程中( )A .油滴将向上加速运动,电流计中的电流从b 流向aB .油滴将向下加速运动,电流计中的电流从a 流向bC .油滴静止不动,电流计中的电流从b 流向aD .油滴静止不动,电流计中的电流从a 流向b 答案 D解析 电容器与电源相连,两极板间电压不变.将两极板非常缓慢地水平错开一些,两极板正对面积减小,而间距不变,由E =Ud 可知,电场强度不变,油滴受到的电场力不变,仍与重力平衡,因此油滴静止不动.由C =εr S4πkd 可知,电容减小,Q =CU ,电荷量减小,电容器放电,因此可判断电流计中的电流从a 流向b ,故D 正确.例4:★★★【2016 天津】如图所示,平行板电容器带有等量异种电荷,与静电计相连,静电计金属外壳和电容器下极板都接地,在两极板间有一个固定在P 点的点电荷,以E 表示两板间的电场强度,p E 表示点电荷在P 点的电势能,θ表示静电计指针的偏角。

若保持下极板不动,将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置,则 ( )A 、θ增大,E 增大B 、θ增大,p E 不变C 、θ减小,p E 增大D 、θ减小,E 不变答案:D解析:上板下移,由SC dε∝可知,C 变大,Q 一定,则Q=CQ ,U 减小,则θ减小;根据U E d =,Q=CU, S C d ε∝,Q E Sε∝,可知Q 一定时,E 不变;根据U 1=Ed 1可知P 点离下板的距离不变,E 不变,则P 点与下板的电势差不变,P 点电势不变,则E P 不变;故ABC 错,D 正确。

例5:★★(多选)如图所示,平行板电容器与直流电源连接,下极板接地,一带电油滴位于电容器中的P 点且处于静止状态,现将上极板竖直向上移动一小段距离,则( )A .带电油滴将沿竖直方向向上运动B .P 点电势将降低C .电容器的电容减小,极板带电荷量减小D .带电油滴的电势能保持不变 答案 BC解析 电容器与电源相连,两极板间电压不变,下极板接地,电势为0.油滴位于P 点处于静止状态,因此有mg =qE .当上极板向上移动一小段距离时,板间距离d 增大,由C =εr S4πkd 可知电容器电容减小,板间场强E =Ud 减小,油滴所受的电场力减小,mg >qE ,合力向下,带电油滴将向下加速运动,A 错;P 点电势等于P 点到下极板间的电势差,由于P 到下极板间距离h 不变,由φP =ΔU =Eh 可知,场强E 减小时P 点电势降低,B 对;由C =QU可知电容器带电荷量减小,C 对;带电油滴所处P 点电势下降,而由题图可知油滴带负电,所以油滴电势能增大,D 错.例6:★★【2008,宁夏】(多选)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a 。

在以下方法中,能使悬线的偏角a 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 答案:BC解析: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,即减小电容器的电容C 。

对电容器C ,由公式C = q U = εS 4πkd ,可以通过增大板间距d 、减小介电常数ε、减小板的针对面积S 。

变式训练★(多选)连接在电池两极上的平行板电容器,当两极板间的距离减小时( ) A .电容器的电容C 变大 B .电容器极板的带电荷量Q 变大 C .电容器两极板间的电势差U 变大 D .电容器两极板间的电场强度E 变大 答案 ABD解析 平行板电容器的电容C =εr S4πkd.当两极板间距离d 减小时,电容C 变大,选项A 正确.平行板电容器连接在电池两极上,两极板间的电压为定值,选项C 错误.根据电容定义式,C =QU,Q =CU ,U 不变,C 变大,所以Q 变大,选项B 正确.平行板电容器两极板间的电场是匀强电场,E =Ud,U 不变,d 减小,所以E 变大,选项D 正确.★如图所示的实验装置中,极板A 接地,平行板电容器的极板B 与一个灵敏的静电计相接. 将A 极板向左移动,增大电容器两极板间的距离时,电容器所带的电荷量Q 、电容C 、两极间的电压U ,电容器两极板间的场强E 的变化情况是( )A .Q 变小,C 不变,U 不变,E 变小B .Q 变小,C 变小,U 不变,E 不变 C .Q 几乎不变,C 变小,U 变大,E 不变D .Q 几乎不变,C 变小,U 变大,E 变小 答案 C★★【2012 江苏】一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距和电荷量不变,在两极板间插入一电介质,其电容C 和两极板间的电势差U 的变化情况是( ) A .C 和U 均增大 B .C 增大,U 减小 C .C 减小,U 增大 D .C 和U 均减小 答案 B★★【2010 北京】用控制变量法,可以研究影响平行板电容器的因素(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 答案:A 解析:由可得:,保持S 不变,增大d ,则增大,即θθθθθU Q C kd S C r ==、πε4SkdQU R επ4=U θ变大,故A 正确,B 错误;保持d 不变,减小S ,则增大,即变大,故C 、D 错误。

★★(多选)绝缘金属平行板电容器充电后,静电计的指针偏转一定角度,若减小两极板a 、b 间的距离,同时在两极板间插入电介质,如图所示,则( )A .电容器两极板的电势差会减小B .电容器两极板的电势差会增大C .静电计指针的偏转角度会减小D .静电计指针的偏转角度会增大 答案 AC解析 绝缘金属平行板电容器充电后电荷量Q 不变,若减小两极板a 、b 间的距离,同时在两极板间插入电介质,电容变大,由C =QU 知U 变小,静电计指针的偏转角度会减小.★★如图所示是一个由电池、电阻R 与平行板电容器组成的串联电路,在减小电容器两极板间距离的过程中( )A .电阻R 中没有电流B .电容器的电容变小C .电阻R 中有从a 流向b 的电流D .电阻R 中有从b 流向a 的电流 答案 D解析 在减小电容器两极板间距离的过程中,电容器始终与电源相连,则两极板间电压U 不变,由C =εr S4πkd 知d 减小,电容C 增大,由Q =UC 知电容器所带电荷量Q 增加,电容器充电,电路中有充电电流,电流从电容器负极板通过电阻流向正极板,所以电阻R 中的电流方向是从b 流向a ,故D 正确.★★【2001,北京】一平行板电容器,两板之间的距离d 和两板面积S 都可以调节,电容器 两板与电池相连接.以Q 表示电容器的电量,E 表示两极板间的电场强度,则( ) A .当d 增大、S 不变时,Q 减小、E 减小 B .当S 增大、d 不变时,Q 增大、E 增大UC .当d 减小、S 增大时,Q 增大、E 增大D .当S 减小、d 减小时,Q 不变、E 不变 答案:A(2016·云南名校高三月考)(多选)平行板电容器的两板A 、B 接于电池两极,一个带正电小球用绝缘细线悬挂在电容器内部,闭合开关S ,电容器充电,这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ,如图所示,那么( )A .保持开关S 闭合,将A 板稍向B 板靠近,则θ增大 B .保持开关S 闭合,将A 板稍向上移,则θ减小C .开关S 断开,将A 板稍向B 板靠近,则θ不变D .开关S 断开,将A 板稍向上移,则θ减小 答案 AC解析 保持开关S 闭合,电容器两极板间的电势差不变,将A 板稍向B 板靠近,极板间距离减小,根据E =Ud ,知电场强度E 增大,小球所受的电场力变大,θ增大,故A 正确;保持开关S 闭合,将A 板稍向上移,电容器两极板间的电势差不变,板间距离也不变,则板间场强不变,小球所受的电场力不变,θ不变,故B 错误;断开开关S ,电容器所带的电荷量不变,根据E =U d 、C =Q U 、C =εr S 4πkd 联立得E =4πkQεr S ,知将A 板稍向B 板靠近,E 不变,电场力不变,θ不变,故C 正确;将A 板稍向上移,则S 减小,由E =4πkQεr S 知,E 增大,小球所受的电场力变大,θ增大,D 错误.★★如图所示,甲图中电容器的两个极板和电源的两极相连,乙图中电容器充电后断开电源.在电容器的两个极板间用相同的悬线分别吊起完全相同的小球,小球静止时悬线和竖直方向的夹角均为θ,将两图中的右极板向右平移时,下列说法正确的是( ) A .甲图中夹角减小,乙图中夹角增大 B .甲图中夹角减小,乙图中夹角不变 C .甲图中夹角不变,乙图中夹角不变 D .甲图中夹角减小,乙图中夹角减小答案 B解析 甲图中的电容器和电源相连,所以电容器两极板间的电压不变,当极板间的距离增大时,根据公式E =Ud 可知,板间的电场强度减小,电场力减小,所以悬线和竖直方向的夹角将减小.乙图中电容器充电后断开电源,电容器两极板所带的电荷量不变,根据平行板电容器的电容公式C =εr S 4πkd ,极板间的电压U =Q C =4πkdQ εr S ,极板间的电场强度E =U d =4πkQεr S,场强与两极板间距离无关,故夹角不变,B 正确.★★★(2016·福建福州高三联考)如图所示,两平行金属板竖直放置且B 板接地,其间有用绝缘细线悬挂的带电小球,当给两金属板充电Q 后,悬线与竖直方向夹角为θ=π3,因电离作用,两金属板的电荷量缓慢减小(小球电荷量假设不变),以致悬线与竖直方向间的夹角逐渐减小,则在夹角减少到π6的过程中,下列说法正确的是( )A .细线拉力逐渐增大B .细线拉力大小不变C .电容器两极板减小的电荷量为Q2D .电容器两极板减小的电荷量为2Q3【答案】D★★【2015·新课标Ⅱ】如图所示,两平行的带电金属板水平放置.若在两板中间a 点从静止释放一带电微粒,微粒恰好保持静止状态,现将两板绕过a点的轴(垂直于纸面)逆时针旋转45°,再由a点从静止释放一同样的微粒,该微粒将()A.保持静止状态B.向左上方做匀加速运动C.向正下方做匀加速运动D.向左下方做匀加速运动答案D解析两平行金属板水平放置时,带电微粒静止有mg=qE,现将两板绕过a点的轴(垂直于纸面)逆时针旋转45°后,两板间电场强度方向逆时针旋转45°,电场力方向也逆时针旋转45°,但大小不变,此时电场力和重力的合力大小恒定,方向指向左下方,故该微粒将向左下方做匀加速运动,选项D正确.★★★(云南省玉溪市第一中学2016届高三下学期第七次月考理科综合物理试题)(多选)如图所示为密立根实验示意图,两水平放置的金属板,充电后与电源断开连接,其板间距为d,电势差为U,现用一喷雾器把许多油滴从上板中间的小孔喷入板间,若其中一质量为m 的油滴恰好能悬浮在板间,重力加速度为g,则下列说法正确的是()A.该油滴所带电荷量大小为B.密立根通过该实验测出了电子的电荷量C.该油滴所带电荷量可能为-2.0×10-18CD.若把上金属板向下平移一段距离,该油滴将向上运动【答案】AB【解析】★★★【2012 大纲全国】如图,一平行板电容器的两个极板竖直放置,在两极板间有一带电小球,小球用一绝缘轻线悬挂于O 点.现给电容器缓慢充电,使两极板所带电荷量分别为+Q 和-Q,此时悬线与竖直方向的夹角为.再给电容器缓慢充电,直到悬线和竖直方向的夹角增加到,且小球与两极板不接触.求第二次充电使电容器正极板增加的电荷量.【解析】设电容器的电容为C ,两板间距为d ,第一次充电后两板间电场强度为CdQd U E ==① 设小球质量为m ,所带电荷量为q ,当悬线与竖直方向的夹角为θ1=π/6时,小球受重力mg 、拉力和电场力qE 这三个力而处于平衡状态,则有 qE=mgtanθ1 ① 由①①得mgCdqQ=1tan θ ①所以悬线与竖直方向的夹角为θ与两板带的电荷量Q 有关,设第二次充电过程增加的电荷量①Q ,小球悬线偏角θ2=π/3,小球再次受力平衡,有mgCdQ Q q )(tan 2∆+=θ ①联立①①得QQ Q∆+=21tan tan θθ 代入数据得①Q=2Q。

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