选修3-1示波器、电容、静电技术

合集下载

2020-2021学年沪科版选修3-1 高中物理第2章电场与示波器2.4电容器电容学案

2。

4 电容器电容学习目标知识脉络1。

知道电容器的概念,认识常见的电容器，学会通过实验感知电容器的充、放电现象．2．理解电容器的电容概念及其定义，并能用来进行有关的计算．（重点）3．掌握平行板电容器动态分析的问题．(重点、难点)[知识梳理］一、电容器和电容1．电容器(1)电容器：物理学中，把能储存电荷和电能的装置叫作电容器．(2)电容器的构造：任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体，都可以看成是电容器．（3）电容器带电荷量：是指某一极板所带电荷量的绝对值．2．电容器的充、放电充电过程放电过程定义使电容器带电的过程中和掉电容器所带电荷的过程方法将电容器的两极板与电源的两极相连用导线将电容器的两极板接通场强变化极板间的场强变大极板间的场强变小能量转化电能转化为电场能电场能转化为其他能3（1）定义：电容器所带电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值，叫作电容器的电容．(2）定义式：C＝错误!.（3）单位：法拉（F），1 F＝106μF＝1012 pF。

二、平行板电容器的电容1．电容器的电容由电容器本身的构造因素决定，与电容器所带电荷量和两极板间的电势差无关．2．平行板电容器的两板之间的正对面积S越大，电容C越大；板间距离d越大，电容C则越小；插入电介质后电容C增大．3．平行板电容器的电容：C＝错误!。

[基础自测］1．思考判断（正确的打“√”,错误的打“×”．)（1)电容器充电后，两极板分别带上等量的异种电荷＋Q和－Q，所以电容器的带电荷量为零．（×)(2)电容为C的电容器所带电荷量为Q，若电荷量增大为2Q，则电容变为2C.（×）(3)某电容器所带电荷量为Q时，电压为U，则带电荷量为2Q时，电压为2U.(√）(4)根据C＝错误!，当电容器两端的电压增大时,电容减小．（×)（5）将电介质插入平行板电容器时，电容器的电容将变小．（×）(6）由两组铝片组成的可变电容器是通过改变正对面积来改变电容的．(√)【提示】（1)×电容器的电荷量为某一极板上所带电荷量的绝对值．（2)×电容与电荷量无关．(4)×电容与电压大小无关．（5）×平行板电容器插入电介质，电容将变大．2．下列关于电容器充电和放电的说法中，正确的是( ）A．电容器充电和放电时电流都由大变小B．当电容器的电量最大时，电路中电流最大C．当电容器两极板间的电压等于零时，电路中的电流最大D．当电路中的电流最大的时候,电容器储存的电能最大A［充电过程,电路中电流为零时，说明自由移动的电荷“全部”聚集到了电容器上，电容器的两极板所带的电量最大,两极板间的电压最大，场强最大；电路中电流最大时，说明聚集到电容器的自由移动的电荷数为零，则电容器的两极板所带的电量为零，两极板间的电压为零，场强为零．放电过程，开始时两板间含电荷量最大，电压最高，场强最大,电流也最大,最后两极板间电量为零时，电压为零，电流也为零．所以电容器充电和放电时电流都由大变小，A正确，B、C错误；充电过程当电容器上电量最大时，电容器上储存的电能最大，电路中的电流为零，D错误．]3．用控制变量法可以研究影响平行板电容器电容的因素（如图241所示)．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θ。

选修3-1(16电容器和电容教案(DOC)

§1.6 电容器和电容1．知道什么是电容器，知道常用电容器的分类及符号，认识常用电容器． 2．知道电场能的概念，了解电容器充放电过程及能量转化的特点． 3．理解电容的概念及其定义式C ＝QU，并能用来解决简单的问题．4．知道平行板电容器电容的决定因素及其决定关系，并能用来进行相关分析．1．重点难点教学重点：电容公式的建立、理解与应用．教学难点：根据所教学生的实际情况确定充放电过程的教学模式． 2．教学建议本节知识与生活联系比较紧密，几乎所有电器设备都要用到电容器，学生学习兴趣比较浓厚，且本节知识对学生逻辑推理能力要求较高．教学中需对电容器给出定义，说明电容器的充放电过程，介绍电容器的结构和性能．电容器及其充放电过程可通过照相所用电子闪光灯引入．做好本节的“实验探究”活动对理解和掌握平行板电容器有很大的帮助.1．电容器(1)电容器：电容器是储存电荷和________的元件，任何两个彼此________又互相靠近的导体都可以看成一个电容器．(2)充电过程：使两个极板带上等量________(填“同种”或“异种”)电荷的过程．放电过程：使两个极板上电荷中和的过程，________转化为其他形式的能．(3)电容器的电荷量：电容器工作时，两极板分别带上了＋Q 和－Q 的电荷量，则电容器的电荷量为________．2．电容器的电容(1)电容是电容器所带的________与电容器两极板间的________的比值．公式表示为C ＝________． (2)电容是表示电容器____________本领的物理量．(3)在国际单位制中，电容的单位是：________，符号是F ，1 F ＝1 C/V ，常用较小的单位微法(μF)和皮法(pF)，并且1 F ＝________ μF ＝________pF.3．平行板电容器的电容平行板电容器的电容与两板之间的________、________和两板之间插入的________有关． 4．常见的电容器(1)常见的电容器，如空气电容器、云母电容器、纸质电容器、陶瓷电容器、涤纶电容器、电解电容器等，它们是按______不同来分类的．若按是否可变分为：________电容器、________电容器．(2)电容器的击穿电压和额定电压①击穿电压：使电介质变成________的最低电压叫做击穿电压．②额定电压：电容器________所能承受的电压叫做额定电压，额定电压低于击穿电压．参考答案：1．(1)电能绝缘 (2)异种电能 (3)Q2．(1)电荷量Q 电势差UQU(2)容纳电荷 (3)法拉 106 1012 3．正对面积S 距离d 电介质4．(1)电介质可变固定 (2)①导体 ②正常工作主题1：电容问题：(1)由C ＝QU 可知，电容器的电容在数值上等于使两极板间的电势差为1 V 时电容器需要的电荷量．需要的电荷量多，表示电容器的电容大．这类似于用不同的容器装水，要使容器中的水深都为1 cm ，横截面积大的容器需要的水多．可见，电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量．请你具体说说怎样将电容器与图中盛水容器进行类比．(2)根据电容的定义式，由分比定律我们可以进一步推出：C ＝Q 1U 1＝Q 2U 2＝Q 2－Q 1U 2－U 1＝ΔQΔU ，说说你对该式的理解．解答：(1)电容相当于盛水容器单位深度的盛水量(或容器的横截面积)，电压与深度对应，电荷量与盛水量对应．电容器两极板间电压越大，所带电荷量越大；水容器盛水深度越大，盛水量越多．电容器有击穿电压，超过此电压，电容器被击穿；盛水容器也有最大盛水深度，超过此深度，水将溢出．(2)电容器的电容大小在数值上等于两极板间电压为1 V 时，电容器所带的电荷量；电容器的电容在数值上等于两极板间的电压增加(或减少)1 V 时所需要增加(或减少)的电荷量．主题2：影响平行板电容器电容的因素(重点探究)情景：物理学中对于多因素(多变量)的问题，常常采用控制因素(变量)的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题．每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法．它是科学探究中的重要思想方法，广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中．在本节里，影响平行板电容器电容的因素可能有S 、d 、εr 等多个因素，如图所示(教材图1.8－4)，实验时逐个验证，保持各量不变，只让一个量变化．问题：(1)控制变量法有什么优点？我们学过的内容中哪里采用过这种方法？ (2)实验中静电计的作用是什么？能否用电压表代替？解答：(1)控制变量法的优点是将复杂问题简单化．同时分析多个因素是很困难的，所以逐个攻破，最后总结，可以方便快捷地得出变化规律．我们学过的内容中探究牛顿第二定律、影响向心力的因素等知识都用到了这种方法．(2)静电计能测静电场中的电压；不能，电压表只能测电路中的电压，不能测静电场中的电压．一、电容器电容的理解及计算例1 有一充好电的平行板电容器，两板间电压为3 V ，现使它的电荷量减少3×10－4 C ，于是电容器两板间的电压降为原来的13，此电容器的电容是多大？电容器原来所带电荷量是多少？若将电容器极板上的电荷量全部放掉，电容器的电容是多大？【分析】本题考查对电容的理解．(1)电容器的定义式C ＝QU 中的Q 为电容器所带电荷量，是一个极板上所带电荷量的绝对值．(2)由定义式可知C ＝Q U ＝ΔQΔU，ΔQ 表示带电荷量的变化，ΔU 是电压的变化．【解析】电容器两极板间电势差的变化量为ΔU ＝(1－13)U ＝23×3 V ＝2 V由C ＝ΔQ ΔU，得C ＝3×10－42 F ＝＝1.5×10－4 F ＝150 μF电容器原来所带电荷量为Q ＝CU ＝1.5×10－4×3 C ＝4.5×10－4 C电容器的电容是由本身决定的，与是否带电无关，所以电容器放掉全部电荷后，电容仍然是150 μF.【答案】150 μF 4.5×10－4 C 150 μF【点拨】公式C ＝QU 是定义式，跟其他比值定义物理量一样，是一种检测该物理量的方法或手段，物理量本身与比值中的任何一个物理量都无关．对于固定的电容器，Q 与U 成正比，所以公式C ＝ΔQΔU 成立．二、电容器的两类动态变化问题例2 如图所示，先闭合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 ．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【分析】电容器充电后与电源断开，电容器极板上的电荷量保持不变．极板间距离增大过程中，根据电容器电容的定义式及平行板电容器电容的计算式即可分析．【解析】电容器充电后再断开S ，其所带电荷量Q 不变，由C ＝εr S4πkd 可知，d 增大时，C 变小．又因U ＝Q C ，所以U 变大．对于场强E ，由于E ＝U d ，U ＝Q C ＝Q εr S 4πkd＝4πkdQ εr S，所以E ＝U d ＝4πkQ εr S ，由此式可以看出，E 与两板间距离无关，故间距d 增大，E 不变．【答案】C【点评】①在判断电容器相关物理量的变化时，首先要弄清是电压U 不变还是电荷量Q 不变．若电容器充电后与电源断开，则电荷量Q 不变；若电容器始终与电源相连，则电压U 不变．②分析电容器相关物理量变化常用的公式有：C ＝εr S 4πkd 、C ＝Q U 和E ＝Ud .三、静电计与平行板电容器例3 在如图所示的实验装置中，平行板电容器的极板A 与灵敏静电计相连，极板B 接地．若极板B 稍向上移动一点，由观察到的静电计指针的变化作出平行板电容器电容变小的结论的依据是( )A ．两极板间的电压不变，极板上的电荷量变小B ．两极板间的电压不变，极板上的电荷量变大C ．极板上的电荷量几乎不变，两极板间的电压变小D ．极板上的电荷量几乎不变，两极板间的电压变大【分析】由于电容电极与静电计间电荷量转移可以忽略，认为电容器所带电荷量不变，由静电计指针偏角变化判断电容两极间电压变化，进而根据电容定义式可判断电容变化．【解析】电容器的电容可根据C ＝QU 来检测，极板间电压可用静电计来测定．实际上当极板B 稍向上移动时，电容C 将减小，由于平行板电容器的电容比静电计电容大得多，静电计的接入不会使极板所带电荷量发生明显的变化．因而电容C 减小，电荷量几乎不变，极板电压增大，致使静电计指针与外壳间的电压增大，这时静电计电容未变．静电计金属球所带电荷量增加(即有极少的电荷流向静电计，可以说电容器极板电荷量几乎不变)，使指针偏转角度增大．实验中我们观察到的现象是指针偏角变大说明板间电压增大，由C ＝QU 判断，平行板电容器的电容变小．故答案D 正确．【答案】D【点评】对平行板电容器的电容和静电计测电势差可简单这样理解：对前者可认为Q 一定，U 随C 变化；对后者可认为C 一定，Q 随U 而变化，而静电计电荷量的变化对平行板电容器极板上的电荷量变化而言是很小的．静电计是测量(静电产生的)电势差的仪器，静电计张角大，说明极板间电势差大．注意：它不能用于测直流电路中两点间的电压．四、电容器中带电粒子的力学问题例4 图示是一个由电池、电阻R 、开关S 与平行板电容器组成的串联电路．开关S 闭合，一带电液滴悬浮在两板间P 点不动，下列说法正确的是( )A ．带电液滴可能带正电B ．增大两极板距离的过程中，电阻R 中有从a 到b 的电流，电容器中负电荷从B 到AC ．断开S ，减小两极板正对面积的过程中，液滴将加速下降D ．断开S ，减小两极板距离过程中，液滴静止不动【分析】解答本题可按如下过程分析：平衡条件→带电性质→场强变化→受力变化→运动性质变化【解析】带电液滴在重力和电场力作用下处于平衡状态，电场力方向向上，电场方向向下，故液滴带负电，A 选项错误．由C ＝εr S4πkd 和Q ＝CU 可知，在两极板间距离增大的过程中，C 变小，所以Q 变小，因此电容器放电，放电电流的方向为从a 到b ，负电荷由B 板经电源和电阻R 流向A 板，选项B 错误．断开S ，由C ＝εr S4πkd 、Q ＝CU 和U ＝Ed 知E ＝4πkQ εr S ，Q 不变，S 减小，所以E 增大，电场力大于重力，液滴加速上升，C 选项错误．由E ＝4πkQεr S 知，Q 不变，d 减小，E 不变，液滴静止不动，D 选项正确．【答案】D【点拨】带电粒子在平行板电容器中的问题是静电场与力学知识的综合，分析方法与力学的分析方法基本相同：先分析受力情况，再分析运动情况和运动过程(平衡，加速或减速，是直线还是曲线)，然后选用恰当的规律(如牛顿定律、动能定理及能量守恒定律)解题．1．(考查电容与电荷量及两极板间电势差的关系)关于电容器的电容，下列说法正确的是( ) A ．电容器所带的电荷量越多，电容就越大 B ．电容器两极板间的电压越高，电容就越大C ．电容器所带电荷量增加一倍，则两极间的电压也一定增加一倍D ．电容是表征电容器容纳电荷本领的物理量【解析】电容器的电容只与电容器本身的因素有关，而与电荷量和电压无关．电容是表征电容器容纳电荷本领的物理量．【答案】CD2．(考查平行板电容器电容的决定因素)对于水平放置的平行板电容器，下列说法正确的是( ) A ．将两极板的间距加大，电容将增大B ．将两极板平行错开一些，使正对面积减小，电容将减小C ．在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的陶瓷板，电容将增大D ．在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的铝板，电容将增大【解析】由C ＝εr S4πkd 可知，当d 增大时，C 变小；S 变小时，C 变小；板间加入陶瓷板时，εr 增加，C增大；而当板间内置铝板时，相当于板间距离d 变小，C 增大，由以上分析可知，B 、C 、D 均正确，A 错误．【答案】BCD3．(考查电容器基本参数的理解及公式的运用)某电容器的电容是30 μF ，额定电压为 200 V ，击穿电压为400 V ．对于该电容器，下列说法中正确的是( )A ．为使它两极板间的电压增加1 V ，所需要的电荷量是3×10－5 CB ．给电容器1C 的电荷量，两极板间的电压为3×10－5 VC ．该电容器能容纳的电荷量最多为6×10－3 C D ．该电容器两极板间能承受的最大电压为200 V【解析】由ΔQ ＝C ·ΔU ＝30×10－6×1 C ＝3×10－5 C ，A 对；由U ＝Q C ＝130×10－6 V ＝3.3×104V ，电容器被击穿，B 错；击穿电压为400 V 表示能承受的最大电压为400 V ，最大电荷量Q ＝CU ＝3×10－5×400 C ＝1.2×10－2 C ，故C 、D 错误．【答案】A4．(考查电容与电荷量及两极板间电势差的关系)图示是描述电容器充电时电荷量Q 、电压U 、电容C 之间的相互关系图象，其中正确的是( )【解析】根据电容的定义C ＝QU ，不难理解电容的物理意义，对于给定的电容器其电容是恒定的，与其电荷量、电压均无关；当电容C 一定时，电荷量Q 与电压U 成正比．【答案】BCD1．下列关于电容的说法正确的是( ) A ．电容器简称电容B ．电容器A 的电容比B 的大，说明A 所带电荷量比B 多C ．电容在数值上等于使两极板间的电势差为1 V 时电容器需要带的电荷量D ．由公式C ＝QU 知，电容器的电容与电容器两极板间的电压成反比，与电容器所带的电荷量成正比【解析】电容器和电容是两个不同的概念，A 错；电容器A 的电容比B 的大，只能说明电容器A 容纳电荷的本领比B 强，与带电荷量多少无关，B 错；电容器的电容大小和它的两极板所带的电荷量、两极板间的电压、电容器的体积等无关，D 错．【答案】C2．图示为可调电容器结构图，下列说法正确的是( )A ．可调电容器的定片必须接电源的正极，动片必须接电源的负极B ．动片完全旋出时电容最小，完全旋入时电容最大C ．该电容器是通过改变极板的正对面积来改变电容的D ．为提高该电容器的电容，可在动片与定片之间充入电解液作为电介质【解析】该电容器没有正负极之分，动片或者定片接电源正极都可以，A 不对；该电容器是通过改变极板的正对面积来改变电容的，动片完全旋入时电容最大，B 、C 正确；电解液会导电，不可做电介质，D 不对．【答案】BC3．某电容器上标有“5 V 10 μF ”的字样，对此，下列说法正确的是( ) A ．此电容器只能在两端电压为5 V 时才能正常工作 B ．此电容器只能在5 V 及以下电压才能正常工作 C ．当工作电压是5 V 时，电容才是10 μFD ．此电容器所带电荷量不能超过5×10－5 C【解析】电容器上标的5 V 是指电容器的耐压值，只要不超过这个电压值，电容器都可正常工作，B 正确，A 不对；电容器的电容值是由电容本身的构造来决定的，与电压没有关系，C 不对；根据Q ＝CU ＝5 V ×10×10－6 F ＝5×10－5 C ，5 V 为电容器两端可加的最高电压，所以此电容器所带电荷量不能超过5×10－5C ，D 正确．【答案】BD4．如图所示，将平行板电容器接在电池组两极间，两极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 ．电容器所带电荷量不变B ．电源中将有电流从正极流出C ．尘埃仍静止D ．电流计中将有电流，电流方向b →a【解析】电容器与电池组连接，其电压不变，带电尘埃静止，静电力与重力平衡，qE ＝mg ，两极板错开时场强不变，故C 正确．因电容减小，由Q ＝CU 知电荷量Q 减小，电容器放电，电流方向a →b ，A 、B 、D 错误．【答案】C5．传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等)的变化转换成电学量的变化的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应用．图示为一种测定液面高度的电容式传感器的示意图．金属芯线与导电液体形成一个电容器，从电容C 大小的变化就能反映液面的升降情况，两者的关系是( )A ．C 增大表示h 增大B ．C 增大表示h 减小 C ．C 减小表示h 减小D ．C 减小表示h 增大【解析】液面升降使电容器的正对面积发生变化，即h 增大，S 增大，由C ＝εr S4πkd 知C 增大．同理可得，h 减小时C 减小．【答案】AC6．水平放置的平行板电容器与一电池相连，在电容器的两极板间有一带正电的质点处于静止状态．现将电容器两极板间的距离增大，则( )A ．电容变大，质点向上运动B ．电容变大，质点向下运动C ．电容变小，质点保持静止D ．电容变小，质点向下运动【解析】本题考查电容器与电荷受力平衡问题．电容器的特点：一是与电源相连，电压保持不变；二是断开电源，电荷量保持不变．由C ＝εr S4πkd 知，当d 增大时，C 变小．由题意知电容器与电池相连接，故U 不变，当d 增大时，由E ＝Ud得E 减小，质点受到的电场力减小，所以质点向下运动．【答案】D7．如图所示，平行板电容器的两极板A 、B 接在电池的两极，一带正电的小球悬挂在电容器的内部，闭合开关S ，给电容器充电，稳定后悬线偏离竖直方向的夹角为θ.下列说法正确的是( )A ．若保持开关S 闭合，A 板向B 板靠近，则θ增大 B ．若保持开关S 闭合，A 板向B 板靠近，则θ不变C ．若开关S 断开，A 板向B 板靠近，则θ增大D ．若开关S 断开，A 板向B 板靠近，则θ不变【解析】θ角怎样变化取决于带正电的小球所受到的电场力怎样变化，由F ＝qE 知，应先判断E 的变化，所以本题实际上仍属于平行板中两种典型问题．①保持开关S 闭合时，电容器两极板间的电压U 不变，由E ＝Ud 知，U 不变，d 减小，则E 增大，因而小球所受电场力增大，θ角增大，故选项A 正确．②开关S 断开后，电容器所带电荷量Q 不变，由C ＝εr S 4πkd ，C ＝Q U 和E ＝Ud 得，E ＝4πkQ εr S，易知E 不变，小球所受电场力不变，θ角不变，故选项D 正确．【答案】AD8．如图所示，两板间距为d 的平行板电容器与一电源连接，开关S 闭合，电容器两板间有一质量为m ，带电荷量为q 的微粒静止不动，下列叙述中正确的是( )A ．微粒带的是正电B ．电源电动势的大小等于mgdqC ．断开开关S ，微粒向下做加速运动D ．保持开关S 闭合，把电容器两极板间的距离增大，微粒将向下做加速运动【解析】粒子受力平衡，重力竖直向下，则电场力竖直向上，又因场强向下，所以粒子带负电，故A 错误．由粒子处于平衡状态，得qE ＝mg ，电源电动势与板间电压相等，E 电源＝U ＝Ed ＝mgdq ，B 正确．断开开关，板间场强不变，微粒仍将静止不动，C 错．保持S 闭合，把电容器两极板间距离增大，板间电势差不变，场强减小，微粒所受电场力小于重力，则向下做加速运动，D 正确．【答案】BD 9．图示为可将声音信号转化为电信号的电路图，该电路中右侧固定不动的金属板b 与能在声波驱动下沿水平方向振动的金属板a 构成了一个电容器，a 、b 、灵敏电流表通过导线与恒压电源两极相接．若声源S 不停地振动，使a 板也左右振动，则( )A ．在a 振动过程中，a 、b 板之间的电场强度不变B ．在a 振动过程中，a 、b 板上的电荷量不变C ．在a 振动过程中，灵敏电流表中始终有方向不变的电流D ．当a 向右的位移最大时，a 、b 板构成的电容器的电容最大【解析】a 在振动的过程中，a 、b 间的距离不断变化，由C ＝εr S4πkd 知，电容器的电容在不断变化，当a 运动到最右端时，距离最小，则C 最大，选项D 正确；因电容器连着电源，则电容器两端电压不变，由E ＝U d 知，场强在不断变化，选项A 错误；由C ＝QU 可知，Q 与C 成正比，Q 也在不断变化，电容器不断地充放电，电路中有变化的电流，所以选项B 、C 错误．【答案】D10．如图所示，有的计算机键盘的每一个键下面都连一小块金属片，与该金属片隔有一定空气间隙的是另一小块固定金属片，这两片金属片构成一个小电容器，该电容器的电容C 可用公式C ＝εSd 计算，式中常量ε＝9×10－12 F/m ，S 表示金属片的正对面积，d 表示两金属片间的距离．当键按下时，此小电容器的电容发生变化，与之相连的电子线路就能检测是哪个键被按下了，从而给出相应的信号．设每个金属片的正对面积为50 mm 2，键未按下时两金属片的距离为0.6 mm ，如果电容变化了0.25 pF ，电子线路恰能检测出必要的信号，则键至少需要被按下多少？【解析】设金属片的原距离为d ，金属片被按下Δd 时电容变化ΔC ＝0.25 pF 此时金属片间距为d －Δd则C 1＝εS d ，C 2＝εSd －ΔdΔC ＝C 2－C 1＝εS (1d －Δd －1d)代入数据得Δd ＝0.15 mm. 【答案】0.15 mm11．如图所示，水平放置的两平行金属板A 、B 相距为d ，电容为C ，开始两板均不带电，A 板接地且中央有孔．现将电荷量为q 、质量为m 的带电液滴一滴一滴地从小孔正上方h 高处无初速度地滴下，落到B 板后电荷全部传给B 板．问从第几滴液滴开始，液滴将在A 、B 间做匀速直线运动？【解析】当第n 个带电液滴落在B 板时，由C ＝nqU 知，B 板所带电荷量增加，两板间电压也增大．由E ＝Ud知，两板间的电场强度也增大．当第n ＋1个带电液滴落到两极板间时做匀速运动，由平衡条件有：qE ＝mg ，E ＝U d ＝QCd故nq ＝Cd mg q ，即n ＝Cdmgq2所以从第Cdmgq 2＋1滴液滴开始，液滴将在A 、B 间做匀速直线运动．【答案】Cdmgq 2＋112．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 ．增大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】a 板与Q 板的电势恒定为零，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，则应使PQ 间电压U 增大，即减小电容器ab 的电容C .对电容器C ，由公式C ＝Q U ＝εr S4πkd ，可以通过增大板间距d 、减小介电常数εr 、减小极板的正对面积S 来减小电容C .【答案】BC§1.6 电容器和电容1．知道什么是电容器，知道常用电容器的分类及符号，认识常用电容器． 2．知道电场能的概念，了解电容器充放电过程及能量转化的特点． 3．理解电容的概念及其定义式C ＝QU，并能用来解决简单的问题．4．知道平行板电容器电容的决定因素及其决定关系，并能用来进行相关分析．1．重点难点教学重点：电容公式的建立、理解与应用．教学难点：根据所教学生的实际情况确定充放电过程的教学模式．2．教学建议本节知识与生活联系比较紧密，几乎所有电器设备都要用到电容器，学生学习兴趣比较浓厚，且本节知识对学生逻辑推理能力要求较高．教学中需对电容器给出定义，说明电容器的充放电过程，介绍电容器的结构和性能．电容器及其充放电过程可通过照相所用电子闪光灯引入．做好本节的“实验探究”活动对理解和掌握平行板电容器有很大的帮助.1．电容器(1)电容器：电容器是储存电荷和________的元件，任何两个彼此________又互相靠近的导体都可以看成一个电容器．(2)充电过程：使两个极板带上等量________(填“同种”或“异种”)电荷的过程．放电过程：使两个极板上电荷中和的过程，________转化为其他形式的能．(3)电容器的电荷量：电容器工作时，两极板分别带上了＋Q和－Q的电荷量，则电容器的电荷量为________．2．电容器的电容(1)电容是电容器所带的________与电容器两极板间的________的比值．公式表示为C＝________．(2)电容是表示电容器____________本领的物理量．(3)在国际单位制中，电容的单位是：________，符号是F，1 F＝1 C/V，常用较小的单位微法(μF)和皮法(pF)，并且1 F＝________ μF＝________pF.3．平行板电容器的电容平行板电容器的电容与两板之间的________、________和两板之间插入的________有关．4．常见的电容器(1)常见的电容器，如空气电容器、云母电容器、纸质电容器、陶瓷电容器、涤纶电容器、电解电容器等，它们是按______不同来分类的．若按是否可变分为：________电容器、________电容器．(2)电容器的击穿电压和额定电压①击穿电压：使电介质变成________的最低电压叫做击穿电压．②额定电压：电容器________所能承受的电压叫做额定电压，额定电压低于击穿电压．参考答案：1．(1)电能绝缘(2)异种电能(3)Q2．(1)电荷量Q电势差U QU(2)容纳电荷(3)法拉10610123．正对面积S距离d电介质4．(1)电介质可变固定(2)①导体②正常工作主题1：电容。

选修3-1第六章第三节

目录
4．示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如图 6－3－7 所示．如果在荧光屏上 P 点出现亮斑，那么示波管中的( )
图 6－3－7 A．极板 X 应带正电 B．极板 X′应带正电 C．极板 Y 应带正电 D．极板 Y′应带正电
目录
热身体验答案与解析 1．解析：选 A.题给四个图中，B、C、D 均为静电现象的应用，只有 A 是防范静电的． 2－1.解析：选 BC.电容大小与电压、电量无关，故 A 错 B 对；由 Q＝CU 知，Q∝U，故 C 对 D 错． εrS 2－2.解析：选 B.根据平行板电容器电容公式 C＝，在两 4πkd 极板间插入电介质后，电容 C 增大，因电容器所带电荷量 Q Q Q 不变，由 C＝可知，U＝减小，B 正确． U C
Q ＝判断电荷量的变化，根据 U＝Ed 判断电场强度和电势的 U 变化．
目录
【解析】
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， εrS 油滴的电势能应增加，C 错；电容器的电容 C＝，由于 d 4πkd 增大，电容 C 应减小，极板带电荷量 Q＝CU 将减小，D 错．【答案】 B
目录
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
考点 2 带电粒子在电场中的偏转例2 (2013· 成都外国语学校高三月考)如图 6－3－12 所示，一个带电粒子从粒子源飘入(初速度很小，可忽略不计)电压为 U1 的加速电场，经加速后从小孔 S 沿平行金属板 A、B 的中心线射入．A、B 板长为 L，相距为 d，电压为 U2.则带电粒子能从 A、B 板间飞出应该满足的条件是( )

高中物理选修3-1-电容器ppt课件

增大减小改变
电势差增大减小减小
增大减小改变
电容减小增大增大
减小增大改变
南京化学工业园区·史献计工作室制作
实验结论
静电场
高中物理选修 3-1
正对面积 S 保持不变时，距离 d 越大，C 越小
距离 d 保持不变时，正对面积 S 越大， C 越大
距离 d、正对面积 S 保持不变时，插入介质，电容 C 变化
（以上填“变大”、“变小”或
“不变”）；如果把动片全部旋出来，则电容_最__大___（填“最大”或“最小”）。
高中物理选修 3-1
① 电容器电量 Q 与电势差 U 关系
Q ---------
+++++++++
实一电两U 验个极量成--------------- 表电板正Q明容间与比：器电电+++++++++++++++所势容带差器
0
U
UU11==21VV
即：UU—UQ22==21V=V 常量
南京化学工业园区·史献计工作室制作静电场
南京化学工业园区·史献计工作室制作静电场
高中物理选修 3-1
例5 如图，水平放置平行板间有一带电液滴恰好静止。下列操作中可以使液滴向下运动的是（ B ） A. 不断开电源，两极板水平错开 B. 不断开电源，增大极板间距离 C. 断开电源，两极板水平错开 D. 断开电源，减小两极板间距离
SP
2 电容器是什么
通俗地说，电容器就是容纳电荷的容器
专业化术语：任何两个彼此绝缘又相距

人教版高三物理选修3-1第1章《静电场》(电容器)课件__人教版(精)

平行板电容器的两种典型情况的分析问题 1、对于水平放置的平行板电容器，下列说法正确的是 ( B C D ) （A）将两极板的间距加大，电容将增大（B）将两极板平行错开，使正对面积减小，电容将减小（C）在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的陶瓷板，电容将增大（D）在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的铝板，电容将增大
小结：1、此题利用了二极管的特性设置关卡 2、到底在哪种情况下需要我们假设进行判断
3、若电源的正负极对调呢？
8、（07宿迁）如图10，D为一理想二极管（正向电阻为0，反向电阻无穷大），平行金属板M、N水平放置，两板之间有一带电微粒以速度v0沿图示方向做直线运动，当微粒运动到P点时，将 M 板迅速向上平移一小段距离，则此后微粒的运动情况是（）B A．沿轨迹①运动 B．沿轨迹②运动 P C．沿轨迹③运动 D．沿轨迹④运动小结：1、此题同前题利用了二极管的特性设置关卡 2、到底在哪种情况下需要我们假设进行判断，经判断应是Q不变回 3、若电源的正负极对调，又是哪种情况呢？
三、平行板电容器：
1、平行板电容器的电容 C 1 s s 4k d d 的决定式：
即平行板电容器的电容与介质的介电常数成正比，与两板正对的面积成正比，与两板间距成反比。
2、平行板电容器两板间的电场：
可认为是匀强电场，E=U/d
*平行板电容器的两种典型情况的讨论*
C =εS／4πkd C=Q/U E=U/d ∝ Q／εS 1. 电容器始终跟电源连接——U保持不变场强的带电粒子运动状态的变化 E=U/d 变化电容器 C =εS／4πkd 电量的 C=Q/U 电容的变化(充结构的变化 U不变变化放电) 2. 电容器与电源断开——Q保持不变场强的带电粒子运动状态的变化 E ∝ Q/ εS 变化电容器 C =εS／4πd C=Q/U 电容的电压的结构的变化变化 Q不变变化

高二物理(选修3-1)第一章-静电场-全章复习资料

高二物理(选修3-1)第一章静电场1.1 库仑定律1．电荷：自然界中只存在两种电荷，即正电荷和负电荷．用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷为正电荷，用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷为负电荷．同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．2．电荷量：电荷量是指物体所带电荷的多少．单位是库仑，字母为“C”．物体不带电的实质是物体带有等量的异种电荷．3．元电荷：电子所带电荷量e =1.6⨯10-19C ，全部带电体的电荷量都是e 的整数倍，因此电荷量e 称为元电荷．4．点电荷：点电荷是一种志向化的模型，当带电体的尺寸比它们之间的距离小得许多，以致带电体的大小、形态对相互作用力影响不大时，这样的带电体就可以看做点电荷．5．物体带电方法：（1）摩擦起电；（2）感应起电；（3）接触起电．6．电荷守恒定律：电荷既不能创建，也不能歼灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，在转移过程中电荷总量保持不变．7．库仑定律：（1）适用条件：① 真空中，②点电荷（2）公式：221rQ Q k F = 说明：①两个点电荷间的相互作用力是一对作用力与反作用力，不论两个带电体的电量是否相等，甚至相差悬殊，但它们间的作用力肯定大小相等、方向相反，并与它们的质量无关．②匀称带电的圆球、圆板、圆环，等效为电荷都集中在球心、圆心．③微观粒子（如电子、质子）间的万有引力比它们之间的库仑力小得多，万有引力通常忽视不计，电荷在电场中受力分析时，一般状况下物体的重力不计．1.2 电场强度电场力的性质1．电场：（1）电场：带电体四周存在的一种物质，是电荷间相互作用的媒体．它是一种看不见的客观存在的物质．它具有力的特性和能的特性．（2）电场最基本的性质：对放入电场中的电荷由电场力的作用．（3）电场力：放入电场中的电荷受到电场的力的作用，此力叫电场力．2．电场强度E ：描述电场力的性质的物理量（1）定义：放入电场中某点的电荷所受电场力与此电荷所带电荷量的比值，叫电场强度．（2）定义式：q F E /=．（3）物质性：电场是电荷四周客观存在的物质，电荷之间的相互作用力通过电场而发生．（4）客观性：场强是描述电场力的性质的物理量，只由电场本身确定．电场中某点的场强与检验电荷的电性和电量q 无关，与检验电荷所受的电场力F 无关，即使无检验电荷存在，该点的场强依旧是原有的值．（5）矢量性：电场中某点的电场强度方向规定为正电荷在该点所受电场力的方向．与放在该点的负电荷受的电场力的方向相反．（6）场强大小推断：a ．依据电场力推断：q F E /=b ．依据电场线推断：只与电场线疏密有关，与电场线方向无关．c ．依据匀强电场中电势差推断：E=U/d（7）电场强度的计算：q F E /=（定义式，普遍适用）2rQ kE =（用于真空中点电荷形成的电场） U/d E =（用于匀强电场） 3．电场线：在电场中画出一系列从正电荷动身到负电荷终止的曲线，使曲线上每一点的切线方向跟该点的场强方向一样，这些曲线就叫做电场线．（1）电场线是为了形象地表示电场的方向和强弱引入的假想线，它不是电场中实际存在的线．电场线也不是电荷在电场中运动的轨迹．（2）电场线的疏密表示场强的大小，电场线越密的地方，其场强就越大．（3）电场线上某点的切线方向即该点的场强力向，也就是正电荷在该点所受电场力的方向．（4）静电场的电场线是不闭合的曲线，总是从正电荷(或无穷远处)发出，终止于负电荷(或无穷远处)．在没有电荷的地方电场线不会中断，也不会相交．正电荷肯定要发出电场线，负电荷肯定要接收电场线．（5）电场线不会相交或相切．4．电场的叠加：同时存在几个产生电场的场源时，电场中某点的合场强是各场源单独在该点产生场强的矢量和．1.3 电势电场能的性质1．电势差U AB ：（1）定义：电荷在电场中，由一点A 移动到另一点B 时，电场力所做的功与移动电荷电荷量的比值W AB /q ，叫做A 、B 两点间的电势差，用U AB 表示．（2）定义式：U AB =W AB /q ．（3）电势差是标量，但有正负，正负表示电势的凹凸．2．电势φ：描述电场能的性质的物理量（1）定义：电势实质上是和标准位置的电势差．即电场中某点的电势，在数值上等于把单位正电荷从某点移到标准位置（零电势点）时电场力所做的功．（2）定义式：φA =U A∞= W A∞/q ．（3）电势是标量，但有正负，正负表示该点电势比零电势点高还是低．（4）电势凹凸推断：a ．依据移动检验电荷做功推断：移动正电荷电场力做正功(负功)时，电势着陆(上升)；移动负电荷电场力做正功(负功)时，电势上升(着陆)．b ．依据电场线推断：沿着电场线方向，电势越来越低，逆着电场线方向电势越来越高．c ．依据场源电荷推断：离正电荷越近，电势越高，离场源负电荷越近，电势越低．d ．依据电势差推断：AB U >0，则A 点电势比B 点高；AB U <0，则A 点电势比B 点低．3．电势能E P ：（1）电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能量叫电荷的电势能．（2）电势能是标量．（3）电场力做功与电势能的变更的关系：电场力对电荷做正功，电荷的电势能削减，做功量等于电势能的削减量；电场力对电荷做负功，电荷的电势能增加，做功量等于电势能的增加量，即W电=－△E P （类比于W G =－△E P ）．4．电场力做功的计算：（1）依据电势能的变更与电场力做功的关系计算：即W 电=－△E P ．（2）应用公式W AB =qU AB 计算：①正负号运算法：依据符号规约把电量q 和移动过程的始、终两点的电势差U AB 的值代入公式W AB =qU AB ．②肯定值运算法：公式中的q 和U AB 都取肯定值代入计算，功的正负再另推断：当正（或负）电荷从电势较高的点移动到电势较低的点时，是电场力做正功（或电场力做负功）；当正（或负）电荷从电势较低的点移动到电势较高的点时，是电场力做负功（或电场力做正功）．5．等势面：（1）定义：电场中电势相同的点构成的面叫做等势面．（2）等势面的特点：①等势面是为了形象描述电场中各点电势凹凸分布而引入的假想图，不是电场中实际存在的面．②同一等势面上各点间的电势差为零，电荷在等势面上移动时电场力不做功．③电场线垂直于等势面，并指向电势降低最快的方向．④等势面不相交．⑤电场强度较大的地方，等差的等势面较密．⑥电场线的描绘：利用电场线和等势面的垂直关系，先描绘出电场中的等势面，再画出电场线．6．匀强电场中场强和等势面的关系：在匀强电场中，沿着场强方向的两点间的电势差等于电场强度跟这两点间距离的乘积，即U =Ed ，也可理解为：在匀强电场中，电场强度在数值上等于沿场强方向上单位长度的电势着陆，即E =U/d ．1.4 电容器带电粒子在电场中的运动1．电容器、电容（1）电容器：两个彼此绝缘又相互靠近的导体可构成一个电容器．（2）电容：描述电容器容纳电荷本事的物理量．①定义：电容器所带的电荷量Q （一个极板所带电荷量的肯定值）与两个极板间电势差U 的比值，叫做电容器的电容． ②定义式：U Q U Q C ∆∆==．电容C 由电容器本身的构造因素确定，与电容器所带电量Q 和充电电压U 无关．③单位：1F=106μF=1012pF④几种电容器（a ）平行板电容器：平行板电容器的电容跟介电常数ε成正比，跟正对面积S 成正比，跟两板间的距离d 成反比，即kdS C πε4=．带电平行板电容器两极板间的电场可认为是匀强电场，板间场强为U/d E =．（b ）固定电容器、可变电容器、电解电容器．电解电容器接入电路时应留意其极性．2．带电体在电场中的运动（1）平衡（静止或匀速）：仅在电场力和重力作用下满意mg qE =（2）加速（1）能量：在任何电场中，若只有电场力做功，有21222121mv mv qU -=．（2）动力学：在匀强电场中，若只有电场力作用，带电体做匀变速运动，其加速度为mEq a =．（3）偏转当不计重力的带电粒子以肯定初速垂直电场方向进入匀强电场时，粒子的运动为类平抛运动，其轨迹是抛物线．当带电粒子的质量为m ，电量为q ，两平行金属板板长为l ，距离为d ，板间电压为U ，当带电粒子以初速v 0平行于两板进入电场时，两板间的场强为dU E =．在垂直于场强方向上，粒子做匀速直线运动：t v x v v 0x ==,0．在平行于场强方向上粒子做初速度为零的匀加速直线运动：m qE a =，221,t mqE y t m qE v y ==．离开电场时，粒子在板间的运动时间为0v l t =﹔ 沿电场力方向上的位移为;2212022mdv qUl at y == 速度方向上的偏转角为φ，200tan mdv qUl v v y==φ．（4）圆周运动带电粒子在点电荷形成的径向辐射状分布的静电场中，可做匀速圆周运动．如氢原子核外电子的绕核运动．此时有rv m r Qqk 22=． 3．示波器：（1）构造：示波器的核心部件是示波管，它由电子枪、偏转电极、荧光屏组成．（2）示波管的基本工作原理：利用两组正交的偏转极板，可以限制电子打在荧光屏上的位置．示意图如右：两组偏转电极分别限制电子在水平、竖直方向的偏转．一般在水平偏转电极上加扫描电压（从左向右周期性扫描），在竖直偏转电极上加须要探讨的信号．（3）示波器面板开关与旋钮的作用：如图2-1-1所示为J2459型示波器的面板．①是辉度调整旋钮，标以“☼”符号，用来调整光点和图像的亮度．顺时针旋转旋钮时，亮度增加．②是聚焦调整旋钮“⊙”，③是协助聚焦调整旋钮“○”，这两个旋钮协作着运用，能使电子射线会聚，在荧光屏上产生一个小的亮斑，得到清楚的图像．往下是电源开关和指示灯，用后盖板上的电源插座接通电源后，把开关扳向“开”的位置，指示灯亮，经过一两分钟的预热，示波器就可以运用了．荧光屏下边第一行中，④是竖直位移旋钮，⑤是水平位移旋钮，分别用来调整图像在竖直方向和水平方向的位置．它们中间的两个旋钮是“Y 增益”和“X 增益”旋钮，分别用来调整图像在竖直方向和水平方向的幅度，顺时针旋转时，幅度增大．中间一行左边的大旋钮是衰减调整旋钮，它有1、10、100、1000四挡，最左边的“1”挡不衰减，其余各挡分别可使输入的电压衰减为原来的1/10、1/100、1/1000．运用它可以使图像在竖直方向的幅度减小为前一挡的1/10，最右边的正弦符号“～”挡不是衰减，而是由示波器内部供应竖直方向的沟通信号电压，可用来视察正弦波形或检查示波器是否正常工作．中间一行右边的大旋钮是扫描范围旋钮，也有四挡，可以变更加在水平方向的扫描电压的频率范围，左边第一挡是10～100Hz，向右旋转每上升一挡，扫描频率都增大10倍，最右边的是“外X”挡，运用这一挡时，机内没有加扫描电压，水平方向的电压可以从外部输入．中间的小旋钮是扫描微调旋钮，它可以在初定的频率范围内，进行连续微调，得到一确定的频率．顺时针转动时频率连续增加．底下一行中间的旋钮“Y输入”、“X输入”和“地”分别是竖直方向、水平方向和公共接地的输入接线柱．左边的“DC、AC”是竖直方向输入信号的直流、沟通选择开关，置于“DC”位置时，所加的信号电压是干脆输入的；置于“AC”位置时，所加信号电压是通过一个电容器输入的，它可以让沟通信号通过而隔断直流成分．右边的“同步”也是一个选择开关，置于“+”位置时，扫描由被测信号正半周起同步，置于“－”位置时，扫描由负半周起同步．这个开关主要在测量较窄的脉冲信号时起作用，对于正弦波、方波等，无论扳到“+”或“－”，都能很好地同步．对测量没有影响．。

2024-2025学年高中物理第1章电场第6节示波器的奥秘教案粤教版选修3-1

-通过反思总结，帮助学生提升自我学习和问题解决能力。
学生学习效果
1.理解并掌握示波器的基本原理，包括示波器的工作原理、构造以及功能。
2.能够熟练地操作示波器，包括正确的连接探头、调整参数以及观察和分析波形。
3.能够理解示波器在电场研究中的应用，通过实验观察并分析电信号，从而深入理解电场现象。
4.培养实验操作能力，包括正确使用示波器进行实验操作，能够独立完成实验并得到可靠的结果。
-独立完成实验任务，包括操作示波器、记录数据和分析结果。
-在小组讨论中，能够有效地沟通自己的观点，倾听并理解他人的意见。
-利用推荐的资源进行自主学习，探索示波器的高级应用技巧。
-通过对学习过程的反思，总结自己的学习成果，提出进一步改进的建议。
内容逻辑关系
①示波器的基本原理：介绍示波器的工作原理，包括示波器如何显示电信号，示波器的主要部件及其功能，如扫描generator、屏幕、探头等。
-设计预习问题：提出问题如“示波器是如何显示电信号的？”、“如何理解示波器上的横轴和纵轴？”
-监控预习进度：通过在线平台检查学生的预习笔记和提问。
学生活动：
-自主阅读预习资料：学生观看示波器原理的视频，阅读PPT和操作手册。
-思考预习问题：学生针对问题进行思考，并在笔记本上记录自己的理解。
-提交预习成果：学生通过在线平台提交自己的预习笔记和问题。
-对于小组讨论成果展示出色的学生，给予肯定和赞赏，鼓励他们在小组中发挥领导作用。
-对于随堂测试成绩优秀的学生，给予表扬和奖励，鼓励他们继续努力。
-对于实验操作表现优秀的学生，给予肯定和鼓励，强调实验操作的重要性。
-对于自主学习与拓展应用表现优秀的学生，给予肯定和赞赏，鼓励他们继续探索和实践。

示波器、电容器、静电

精锐教育学科教师辅导教案学员编号：年级：高二课时数：1 学员姓名：辅导科目：物理学科教师：授课内容示波器、电容器、静电新技术星级★★★授课日期及时段教学内容＜建议用时5分钟！＞静电的应用：依据的物理原理几乎都是让带电的物质微粒在电场力作用下奔向并吸附到电极上。

静电广泛应用于静电除尘、静电喷涂、静电植绒、静电复印等方面。

设法使油漆的微粒带电，在电力的作用下，油漆微粒飞向作为电极的工件，并沉积在工件表面上，完成油漆工件的任务。

这就是静电喷涂。

使绒毛带电，可以把绒毛植在涂有粘着剂的纺织物上，形成像刺绣似的纺织品，这就是静电植绒。

＜建议用时20分钟！＞Ⅱ.同步讲解Ⅰ.课堂导入一、要点提纲：1、示波器（1）带电粒子是否考虑重力：微观粒子（如质子、电子、α粒子等）不计重力；宏观微粒（如带电小球、质点、油滴等）考虑重力。

（2）带电粒子的加速：一平行金属板两板间电压为U ，一带电粒子（q 、m)仅受静电力作用从静止开始，从一板运动到另一板的速度大小？（2021mV qU =）（3）带电粒子在电场中的偏转：水平放置的平行金属板，板长为l ，板间电压为U （上正下负），板间距离为d ，一电荷量为q 的带正电粒子（不计重力）以初速度0V 垂直电场方向从左侧射入板间，且能从右侧飞出。

带电粒子在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，轨迹如图。

水平方向：tv L 0=竖直方向：0mdv quL at v y == 2022221mdv qUL at y == 200tan mdv qUL v v y ==θ若是如图所示的运动，则20121mv qU =d U UL mdv qUL at y 1220224221=== d U ULmdv qUL v v y 12002tan ===θ（电性相同的不同粒子经加速电场和偏转电场后射出时轨迹相同）Lv 0y vv 0 v yθθU 1L v 0y vv 0v y θθ L ＇y ＇2、电容器（1）定义：任何两个彼此绝缘又相距很近的导体就组成一个电容器（容纳电荷）。

20版高考物理试题库专题131示波器(解析版)

（选修3-1）第一部分静电场专题1.31 示波器一．选择题1．示波器是一种多功能电学仪器，由加速电场和偏转电场组成。

如图所示，电子在电压为U 1的电场中由静止开始加速，然后射入电压为U 2的平行金属板间的电场中，入射方向与极板平行，在满足电子能射出平行电场区域的条件下，下述情况一定能使电子偏转角度θ变大的是( )A ．U 1变大，U 2变大B ．U 1变小，U 2变大C ．U 1变大，U 2变小D ．U 1变小，U 2变小【参考答案】B【名师解析电子通过加速电场时有eU 1＝12mv 02，电子在偏转电场中，垂直于电场线的方向上做匀速直线运动，则运动时间t ＝l v 0；平行于电场线的方向上做初速度为零的匀加速直线运动，加速度a ＝eU 2md，末速度v y ＝at ＝eU 2l mdv 0，偏转角tan θ＝v y v 0＝U 2l 2U 1d ，所以θ∝U 2U 1，B 正确。

2.（天津市河北区2015-2016学年度高三年级总复习质量检测（二）理科综合试卷物理部分）如图所示是示波器的原理示意图，电子经电压为1U 的加速电场加速后，进入电压为2U 的偏转电场，离开偏转电场后打在荧光屏上的P 点。

P 点与O 点的距离叫偏转距离。

要提高示波器的灵敏度（即单位偏转电压2U 引起的偏转距离），应采用下列办法中可行的是A ．提高加速电压1UB ．增加偏转极板a 、b 的长度C ．增大偏转极板与荧光屏的距离D ．减小偏转极板间的距离【参考答案】BCD 【名师解析】电子经加速后动能为：E k =eU 1，加速后的速度为：v=m eU 12，经偏转电场的时间为：t=vl，出偏转电场的偏转位移为：y=21at 2=21×md eU 2×2)(vl =1224dU l U ，以此示波器的灵敏度为：2U y =124dU l ，可知要提高灵敏度一可以降低加速电压，故B 正确，二可以增长偏转极板或减小偏转极板间的距离，故CD 正确。

2019_2020高中物理第2章电场与示波器2.4电容器电容素材沪科版选修3_1

电容器电容教学建议一、电容1.介绍电容器电容的定义,并给出电容的定义式,让学生知道这是一种按比值定义物理量的方法。

如E=FF ,ρ=FF等均是按比值定义的。

(设计说明:要让学生知道这是一种定义物理量的方法,让学生知道可以这样通过对比、归纳学习物理知识。

)2.对电容的理解,可以比喻用水桶装水。

提出问题,引导学生思考讨论:电容器带电时有电容,不带电就没有电容。

这种说法正确吗?引导学生思考讨论后,介绍电容器带电时有贮存电荷的本领,不带电时也有贮存电荷的本领,如同水桶装水时有装水的本领,不装水时也有装水的本领。

因此电容就是用来描述电容器贮存电荷本领的强弱的物理量,与电容器是否带电无关。

就像不同的水桶需要注入不同的水量才能达到相同的水位一样,不同电容的电容器充电到相同电压需要的电荷量也不同。

水桶中的水位随水量的增加而升高,电容器两端的电压随电容器的极板带的电荷量的增加而升高。

(设计说明:通过比喻让学生对电容的物理意义理解更加深刻,比直接介绍式灌输效果更好。

)3.再介绍电容是标量,和电容的单位以及单位的换算关系。

二、实验探究电容与哪些因素有关先介绍静电计的装置,并让学生观察静电计与验电器的区别,弄清楚静电计的用途。

有同学提问:为什么不直接用伏特表测电容器的两极的电压呢?给予正面回答:如果直接用电压表来测量,那么电容器两极板就要放电,正负电荷会中和,故不能用电压表来测量。

(设计说明:这样创设情境、提出问题、引发思考,经过这样的过程让学生知道静电计的构造及用途。

)开始做这个实验,强调所用的实验的方法是控制变量法。

可以请两个同学上讲台,一个同学按书本要求操作,一个同学在近处观察静电计的变化情况,然后再找同学分析、归纳实验结论。

最后老师作评价并将实验结论归纳出来。

此实验分为三步,第一步只改变正对面积S,第二步只改变板间距离d,第三步在两板间插入介质ε,实验结束,要强调该实验受环境影响较大,要注意保持实验环境干燥。

(设计说明:这样让学生自己探究,进一步掌握控制变量法的实验方法,同时培养了学生认真观察、团结协作的科学精神。

选修3-1第一章静电场第7、8节静电现象的应用、电容器和电容

教育学科教师辅导讲义课题高中物理选修3-1第一章第七八节静电现象的应用,电容器与电容教学目的1. 1.知道静电平衡现象,理解处于静电平衡状态下导体的特点2. 2.了解静电平衡时带电导体上电荷的分布特点3. 3.了解静电屏蔽和尖端放电的原因以及在实际中的应用4. 4.知道什么是电容器及常见的电容器5. 5.知道电场能的概念，知道电容器充电和放电时的能量转换6. 6.理解电容器电容的概念及定义式，并能用来进行有关的计算7.7.知道平行板电容器的电容与哪些因素有关，有什么关系；掌握平行板电容器的决定式并能运用其讨论有关问题教学内容课前检测1.一个不带电的空心金属球，在它的球心处放一个正点荷，其电场分布是图中的哪一个2.在电场中的导体处于静电平衡时，一定为零的物理量是( )A.导体内任意两点间的电势差B.导体内任一点感应电荷的场强C.导体表面任一点的场强D.导体内的净电荷3.对于给定的电容器，描述其电容C、电量Q、电压U之间相应关系的图应是图1中的( )4.关于电容器和电容的概念下列说法正确的是A．任何两个彼此绝缘又互相靠近的导体都可以看成是一个电容器B．用电源对平板电容器充电后，两极板一定带有等量异种电荷C．某一电容器带电量越多，它的电容量就越大D．某一电容器两板间的电压越高，它的电容就越大5.．一平行板电容器的两个极板分别与电源的正、负极相连，如果使两板间距离逐渐增大，则A．电容器电容将增大 B．两板间场强将减小C．每个极板的电量将减小 D．两板间电势差将增大答案:1.B 2.AD 3. B 4.AB 5.BC知识梳理一.静电平衡状态下导体的电场1.静电平衡状态:导体内的自由电子不再发生定向移动的状态,叫做静电平衡状态2.静电平衡特点(1)处于静电平衡状态的导体,内部场强处处为零(2)处于静电平衡状态的整个导体是个等势体,它的表面是个等势面3.静电平衡的实质:导体发生了静电感应现象,感应电荷在导体内部产生了一个附加电场E', 跟外加电场E相反,使自由电荷同时又受到F'=E'q的电场力.随着导体两端的感应电荷不断积累,E'不断增大,当E'=E时,导体内合场强为零,自由电荷所受合力为零,这时导体内无自由电荷定向移动,即导体达到了静电平衡状态二.导体上的电荷分布1.导体内部没有电荷,电荷只分布在导体的外表面2.在导体的表面,越尖锐的位置,电荷的密度越大,凹陷的位置几乎没有电荷三.尖端放电1.电离现象:空气中的气体分子在带电粒子的高速撞击下，分子中正负电荷分离的现象2.尖端放电：导体尖端的电荷，吸引空气中与它符号相反的电荷，尖端上的电荷被中和而失去电荷，这个现象叫做尖端放电四.静电屏蔽处在电场中的空腔导体,由于内表面没有电荷,所以空腔内没有电场,这种现象叫做静电屏蔽五.电容器1.构造:任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体都可以看成一个电容器2.电容器的充电和放电:把电容器的一个极板与电池组的正极相连，另一个极板与负极相连，两个极板上就分别带上了等量的异种电荷。

物理选修3-1第二章知识点总结

物理选修3-1第二章知识点总结
1、静电场：静电场是由电荷和它们之间的作用力所形成的场，其作用力由电场和电势能力组成，可通过电流或电荷来产生、维持和传递。

2、电场：电场是电荷附近的力场，它与电荷之间的相互作用受到电场的影响。

3、电势：电势是电荷之间的势能差，它取决于电荷的强度和距离，当电荷的距离拉近或推远时，电势能够发生变化。

4、电势能力：电势能力是指电势能的变化，即不同位置的电势降低或增加量，电势能力的大小可以通过电势能梯度来衡量。

5、电容：电容是指电荷可以存储或释放的能力，它可以将电荷储存起来，以稳定电荷量，也可以将电荷释放出来，以调节电荷流动的方向和速度。

6、电容器：电容器是一种能够在静电学领域中调节和管理电荷流动的元件，它通常由能够容纳电荷的两个导体叶片以及一个用来隔离介质的绝缘体组成。

高二物理选修3-1 了解电容器

高二物理选修3-1 了解电容器教学目标一、知识与技能1、了解电容器的基本结构、种类、在实际中的应用及其电路图符号2、理解电容器在电路中的基本工作方式——充电和放电3、掌握电容器电容的概念4、理解决定电容量的因素二、过程与方法1、通过观察电容器的结构和充放电过程，认识实验在物理学研究中的作用．2、进一步理解比值定义法。

3、经历决定电容量的因素的探究过程，尝试用科学探究方法研究物理问题。

三、情感态度与价值观1、通过决定电容量的因素的探究活动，培养参与科学探究活动的热情和实事求是的科学态度。

2、了解电容器的实际应用，体会物理学对经济、社会发展的推动作用。

重点、难点重点：掌握电容器的概念、定义式及平行板电容器的电容。

难点：电容器的电容的计算与应用教学过程引入：电容器是电气设备中的一种重要元件，在电子技术和电工技术中有很重要的应用，例如在洗衣机、电风扇、日光灯的启辉器、电视机、收音机中都有电容器（在黑板上写出课题）。

一、识别电容器展示各种电容器：1．认识电容器的外形，它有两个电极。

任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体都可以看成一个电容器。

2．电容器的作用：容纳电荷，同时也储存了能量。

3．电容器的带电量：电容器一个极板所带电量的绝对值。

二、电容器的充放电操作：把电容器的一个极板与电池组的正极相连，另一个极板与负极相连，两个极板上就分别带上了等量的异种电荷。

这个过程叫做充电。

现象：从灵敏电流计可以观察到短暂的充电电流。

充电后,切断与电源的联系,两个极板间有电场存在,充电过程中由电源获得的电能贮存在电场中,称为电场能.操作：把充电后的电容器的两个极板接通,两极板上的电荷互相中和,电容器就不带电了,这个过程叫放电.教师强调：充电——带电量Q增加,板间电压U增加,板间场强E增加, 电能转化为电场能放电——带电量Q减少,板间电压U减少,板间场强E减少,电场能转化为电能三、电容器的电容定义：电容器所带电量与两极板间电势差的比值叫电容器的电容，用C表示。

高中物理第2章电场与示波器2.4电容器电容教案1沪科版选修3_1

第4节电容器电容一、三维目标（一）知识与技术一、明白电容器和常常利用的电容器。

二、理解电容的概念式C =U Q ，并会进行有关的计算。

3、明白平行板电容器的电容与什么因素有关。

（二）进程与方法通过本节教学，培育学生的科学研究能力、实验观察能力和抽象思维能力（三）情感、态度与价值观电容器两极板带等量异种电荷，表现物理学中的对称美；渗透了事物的本质由自身的因素决定，即内因决定，不由外因决定的观点二、教学重点电容的概念及决定电容大小的因素。

三、教学难点电容的概念，电容器的电量与电压的关系，电容器的充放电进程。

四、教学建议本节课建议用科学的实验探讨式的方式研究电容与哪些因素有关，而且实验用到了控制变量法，这些都有利于培育学生的科学品质，和认真观察、勤于试探、团结协作的科学精神，较常规的教学或灌输知识的方式效果要好的多，有利于提高学生实验技术，但在实验中，若环境较潮湿，产生静电的效果会不好，在实验中要注意并避免，以确保实验的成功。

新课导入设计导入一新课导入活动：用电话给全班拍照（利用闪光灯）设问：电话、照相机的闪光灯工作时，是用什么来直接供电的？（停顿）不是电池，而是一种电学元件----电容器。

展示：各类各样电容器的图片电脑等电器的电路板（有电容器）引言：电容器在咱们当此生活中处处可见，如电脑、电视机、收音机等几乎所有效电器中都有电容器。

可见，电容器是一种应用十分普遍的电学元件。

导入二【引入新课】教师展示一只常常利用的电解电容器，让学生观察，然后将一只发光二极管接上，让学生观察发光二极管不发光，说明电容器不带电荷；然后用一节干电池给电容器充电后，将一只发光二极管接上，让学生观察发光二极管开始发光，说明电容器贮存了电荷——说明电容器有贮存电荷的作用；【探讨】电容器为何有贮存电荷的作用呢？剥开一只旧的电容器，让学生观察其构造——二只平行极板，中距离着绝缘纸——最简单的平行板电容器；【引入正课】电容器的电容。

高中物理第2章电场与示波器2.4电容器电容课件沪科版选修3_1

例2 (多选)对于水平放置的平行板电容器，下列说法正确的是答案解析
A.将两极板的间距加大，电容将增大
√B.将两极板平行错开，使正对面积减小，电容将减小 √C.在下极板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的陶瓷
板，电容将增大
√D.在下极板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的铝
4πkd
2.两类典型题型 (1)电压不变时：若电容器始终与电源相连，这时电容器两极板间的
电压是不变的，以此不变量出发可讨论其他量的变化情况. (2)电荷量不变时：若电容器在充电后与电源断开，这时电容器两极板上的电荷量保持不变，在此基础上讨论其他量的变化.
典型例题
例3 (多选)如图5所示，用静电计可以测量已充电的平行板电容器
极相连，两个极板分别带上等量
电荷的过程叫做充电.
(2中)放和电：用导线把充电后的电容器的两极板接通，两极板上的电荷
的过程叫做放电.
3.电容：
(1)定义：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值 . (2)公式C＝__Q___，其中Q指一个极板上带电荷量的绝对值.
U (3)单位：法拉，符号是F,1 F＝1 C/V,1 F＝ 106 μF＝ 1012 pF. (4)意义：电容是表示电容器储存电荷的特性的物理量.
答案
拍照前的充电过程由电源获得的电能储存在电容器中；拍照后的放电过程，两极板间的电场能转化为其他形式的能量．
要点总结
1.电容器：把能储存电荷和电能的装置叫电容器.
任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体，都可以看成是一个电容
器.
2.电容器的充电和放电：
(1)充电：把电容器的一个极板与电异池种组的正极相连，另一个极板与负