最新高考总复习物理课件23静电现象电容器及其电容

2．电容大小由电容器本身的介质特性与几 何尺寸决定，与电容器是否带电、带电量的 多少、板间电势差的多少等均无关．
2．关于电容器的题目，常见的有两类典型 问题：(1)电容器始终与电源相连时，两板间 的电势差等于电源的电动势．(2)电容器充电 后与电源断开时，通常认为其电荷量保持不 变．
题型一 静电现象的有关解释
公式：C＝ ＝
单位：法拉(F),1F＝1C/V,1F＝106μF,1μF＝ 106pF
特例：平行板电容器的电容，和介电常数成 正比，和正对面积成正比，和极板间的距离 成反比，C＝
►疑难详析◄
对电容器储存能量的理解
1．若把一个充电的电容器用导线短路，可 见放电火花(注意电容器在实际使用中，两个 极板不允许直接相连)，放电火花的能量必然 是充了电的电容器中储存的电能转化而 来．在电容器充电的过程中电源必然做功， 才能克服静电力把电荷从一个极板搬运到另 一个极板上．这时能量以电势能的形式储存 在电容器中，放电时把这部分能量释放出 来．在一定的电压下，电容器的电容C越大，
2012高考总复习物理课件 23静电现象电容器及其电
容
考点一 静电现象
►基础梳理◄
1．静电感应
现象：当把一个不带电的导体放入电场中时， 导体的两端分别感应出等量的正、负电荷， “近端”出现与施感电荷Q异号的感应电荷， “远端”出现与施感电荷Q同号的感应电 荷．
2．静电现象的利用
利用静电除尘来回收物资和水泥粉观粒子进行辨别， 静电复印，静电摄影等．
[解析] (1)K未闭合前，电容器还没有充电， 此时电势差、电荷量、内部电场强度皆为零， 但是电容是由电容器本身的性质决定的，故 仍为C.
(2)K闭合后，电容器被充电，依据题意可知， 电容器的电压为U；依据电场强度与电势差 的关系可得：电场强度E＝ ；依据C＝ 可得：Q＝CU.
(3)K闭合后又断开，并没有其它变化，则U、 E、Q、C都不会变化，答案与(2)中相同．
题后反思：处理该题时注意联系区别带电体 和验电器接触时的静电现象，两者有明显区 别：前者是感应起电，后者是接触起电．如 果带电体和验电器的小金属球接触后位置如 左图中B图所示，则由于同种电荷相斥，验 电器的小金属球上不会带电，箔片会带有负 电，此时验电器的净电荷即为负电荷．
如图1所示，不带电的枕形导体的A，B两端各 贴有一对金箔．当枕形导体的A端靠近一个带 电导体C时 ( )
用手摸枕形导体时，B端不是最远端，人是 导体，人的脚部甚至地球是最远端，这样B 端就不再有电荷，金箔会闭合．选项B正 确．
题型二 电容器相关物理量的变化问题 图2
[例2] 如图2所示，电源的电动势为U，电路 中的开关为K，平行板电容器的板间距离为d， 正对面积为S，介电常数为ε，电容为C.求：
(1)K未闭合前，平行板电容器的电容、电势 差、电荷量、内部电场强度分别为多大？
[例1] 如图所示，使带电的金属球靠近不带 电的验电器，验电器的箔片张开．下列各图 表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的
[解析] 本题以高中教材经常涉及的验电器 为切入点，通过和带电体靠近这一物理过程 考查了静电感应现象．验电器处在带电金属 球的电场中，验电器本身不带电，验电器的 小金属球为该电场中靠近施感电荷的“近 端”，所以感应出与施感电荷异号的电荷， 验电器的箔片(为“远端”)感应出与施感电 荷同号的电荷，且验电器小金属球和箔片上 的感应电荷量相等，验电器整体仍然不带电， 当感应电荷的电场与施感电荷的电场在验电 器内合场强为零时，自由电子停止定向移动， 达到静电平衡状态．根据以上分析，正确选
[答案] 见解析
图3
两块大小、形状完全相同的金属平板平行放 置，构成一平行板电容器，与它相连接的电 路如图3所示．接通开关K，电源即给电容器
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， 则极板上的电荷量增大
C．断开K，减小两极板间的距离，则两极板 间的电势差减小
图1
A．A端金箔张开，B端金箔闭合
B．用手触摸枕形导体时，A端金箔仍张开， B端金箔闭合
C．用手触摸枕形导体后，将手和导体C都移 走，两端金箔均张开
D．选项A中两端金箔分别带异种电荷，选 项C中两端金箔带同种电荷
解析：根据静电感应现象，将带正电的导体 C放在枕形导体的附近，在A端出现了负电荷， 在B端出现了正电荷，这并不是因为导体中 有了新的电荷，而是由于电荷的重新分布， 选项A错误．
(2)K闭合后，平行板电容器的电容、电势差、 电荷量、内部电场强度分别为多大？
(3)K闭合后又断开时，平行板电容器的电容、 电势差、电荷量、内部电场强度分别为多大？
(4)保持K始终闭合，使平行板电容器板间距 离由d变成2d，平行板电容器的电容、电势 差、电荷量、内部电场强度分别为多大？
(5)保持K闭合后断开，使平行板电容器板间 距离由d变成2d，平行板电容器的电容、电 势差、电荷量、内部电场强度分别为多大？
考点二 电容器及其电容
►基础梳理◄
1．电容器
概念：两个彼此绝缘而又相隔很近的导体， 都可以构成一个电容器．
功能：电容器的基本功能是能够储存电荷和 能量．使电容器带电的过程叫做充电(储存电 能)；使充电后的电容器失去电荷的过程叫做 放电(放出电能)．
参数：电容、额定电压、击穿电压(额定电压 是电容器长期工作所能够承受的电压，电容 器的击穿电压是电容器所能够允许的极限电 压，额定电压低于极限电压)．
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
解析：场强E＝ ，保持U不变(K接通)，减小 d，E增大，故A错．插入介质后，C增大， 据Q＝CU可知极板上的电荷量增大，故B项 正确．当K断开时，极板电荷量(Q)不变，减 小板间距离，则C增大，据U＝ 可知U减小， 故C项正确．断开K时，Q不变，在两极板间 插入介质，则C增大，则据U＝ 可知U减小， 故D项错．
分类：按电容能否变化分为固定电容器和可 变电容器；固定电容器有聚苯乙烯电容器和 电解电容器．平行板电容器是最简单、最基 本的电容器．
特例：平行板电容器的板间形成匀强电场(不 考虑边缘效应)，场强大小E＝U/d，方向垂 直于板面．
2．电容器的电容
定义：电容器的带电量(一个极板所带电荷量 的绝对值)跟它的两板间的电势差的比值．