高考物理一輪復(fù)習(xí)方案 （高頻考點(diǎn)+熱點(diǎn)導(dǎo)練+歷年高考題）第6章 第4節(jié) 電容器 靜電現(xiàn)象課件 新人教版

第第4節(jié)節(jié)電容器電容器 靜電現(xiàn)象靜電現(xiàn)象考點(diǎn)考點(diǎn)1：靜電感應(yīng)與靜電平衡：靜電感應(yīng)與靜電平衡【例1】如圖641中，實(shí)心金屬球A半徑為R，帶電量為Q，點(diǎn)電荷B帶電量為q，B與A球的球心間的距離為r，當(dāng)B不存在而只有A存在且達(dá)到靜電平衡時(shí)，電荷Q在球心O處的電場(chǎng)強(qiáng)度等于_；當(dāng)點(diǎn)電荷B也同時(shí)存在并達(dá)到靜電平衡時(shí)，球心O處的電場(chǎng)強(qiáng)度等于_，金屬球上的電荷在球心O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的大小等于_ 圖641切入點(diǎn)：靜電平衡的實(shí)質(zhì)是：外電場(chǎng)和感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)所疊加的合場(chǎng)強(qiáng)為零2()().BBAOBOBAQBOqEEkr 無(wú)論有無(wú)點(diǎn)電荷 存在，金屬球 達(dá)到靜電平衡狀態(tài)時(shí)，內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng) 包括 點(diǎn) 處處為零，當(dāng)有點(diǎn)電荷存在時(shí)， 點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)是點(diǎn)電荷 在該點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)與金屬球 上原來(lái)所帶電荷 及由于靜電感應(yīng)產(chǎn)生的電荷一起產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)疊加的合場(chǎng)強(qiáng) 為零 ，因此金屬球上的電荷在球心上產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)與點(diǎn)電荷 在 點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小相等方向相反，即為【解析】點(diǎn)評(píng)：了解靜電感應(yīng)的物理過(guò)程，明確靜電平衡條件，是分析和處理這類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵200qkr答案： 考點(diǎn)考點(diǎn)2：電容器及相關(guān)量的關(guān)系：電容器及相關(guān)量的關(guān)系11222121212121212121.122()AB24C(2011)2D22dQUEQdUEUUEEUUEEUUEEUUEE板間距為 的平行板電容器所帶電荷量為 時(shí)，兩極板間電勢(shì)差為，板間場(chǎng)強(qiáng)為現(xiàn)將電容器所帶電荷量變?yōu)?，板間距變?yōu)椋渌麠l件不變，這時(shí)兩極板間電勢(shì)差為，板間場(chǎng)強(qiáng)為，下列說(shuō)法正確的是 ，【例2】天津，切入點(diǎn)：電容的定義式、平行板電容器的決定式21212124222.2.2sdCdCCkdQQCCUUUUUUEEEdd 由可知：當(dāng)時(shí)，則由可知：由知：【解析】答案： C點(diǎn)評(píng)：此類(lèi)問(wèn)題的分析方法：利用電容的定義式、平行板電容器的決定式，以及勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)差的關(guān)系式等相關(guān)規(guī)律進(jìn)行推導(dǎo)題型一：靜電屏蔽及現(xiàn)象分析題型一：靜電屏蔽及現(xiàn)象分析【例3】如圖642所示，把原來(lái)不帶電的金屬球殼B的外殼表面接地，將一帶正電的小球A從小孔放入球殼內(nèi)，但不與B發(fā)生接觸，達(dá)到靜電平衡后()AB的空腔內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度為零BB不帶電CB的內(nèi)外表面電勢(shì)相等DB帶負(fù)電圖642【解析】當(dāng)金屬球殼B接地時(shí)，B和地球就可看成一個(gè)大導(dǎo)體，相對(duì)小球A來(lái)說(shuō)，B的內(nèi)表面是近端，被感應(yīng)而帶負(fù)電，地球是遠(yuǎn)端，帶正電，B的內(nèi)外表面及地球是一個(gè)整體，它們的電勢(shì)相等，均為零B的空腔內(nèi)有帶正電的A和帶負(fù)電的B的內(nèi)表面一起形成的電場(chǎng)，故空腔內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)不為零答案： CD點(diǎn)評(píng)：靜電屏蔽問(wèn)題仍然是靜電感應(yīng)現(xiàn)象中的一種分析靜電屏蔽現(xiàn)象時(shí)，一定要弄清楚帶空腔的導(dǎo)體(或金屬網(wǎng)罩)接地與不接地的區(qū)別題型二：平行板電容器的動(dòng)態(tài)分析題型二：平行板電容器的動(dòng)態(tài)分析 643(a)()643(b)cd()QQtbQabtaEvt圖是某同學(xué)設(shè)計(jì)的電容式速度傳感器原理圖，其中上板為固定極板，下板為待測(cè)物體，在兩極板間電壓恒定的條件下，極板上所帶電量 將隨待測(cè)物體的上下運(yùn)動(dòng)而變化，若 隨時(shí)間 的變化關(guān)系為、 為大于零的常數(shù) ，其圖象如圖所示，那么圖、中【反映極板間場(chǎng)強(qiáng)大小 和物體速率 隨 變化的圖線可】能是4例A和 B和 C和 D和圖643 c1().QCUQtCQtEQbEQQCUtabCCSdtatadvt因?yàn)閮蓸O板間電壓恒定，由和極板上所帶電量 隨時(shí)間 的變化關(guān)系可知電容 隨時(shí)間變化關(guān)系類(lèi)似電量 隨時(shí)間 的變化關(guān)系，而帶電平行板之間的電場(chǎng)強(qiáng)度 與帶電量 成正比，所以圖中反映極板間電場(chǎng)強(qiáng)度大小 的圖象可能是；由和可知，又不變 ，則；因此物體速率 隨時(shí)間 變化的圖象可【析】能是解答案： C 1243QUUQsCCkdQCQUU電容器的動(dòng)態(tài)變化問(wèn)題分析方法：先分清是 與 中的哪個(gè)量恒定不變：一直與電源連接時(shí) 不變，充電后與電源斷開(kāi)時(shí) 不變 用決定式判斷電容 的變化由定義式判斷 與 中發(fā)生變化的量方法總結(jié)：的變化1.(2012江蘇卷)一充電后的平行板電容器保持兩板間的正對(duì)面積、間距和電荷量不變，在兩板間插入一電介質(zhì)，其電容C和兩極板間的電勢(shì)差U的變化情況是( ) AC和U均增大 BC增大，U減小 CC減小，U增大 DC和U均減小B2.(2010北京卷)用控制變量法，可以研究影響平行板電容器電容的因素(如圖644)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.實(shí)驗(yàn)中，極板所帶電荷量不變，若( )A保持S不變，增大d，則變大B保持S不變，增大d，則變小C保持d不變，減小S，則變小D保持d不變，減小S，則不變圖644A4A.SCSdkddS由知保持 不變，增大 ，電容減小，電容器帶電能力降低，電容器電量減小，靜電計(jì)所帶電量增加， 變大；保持 不變，【解析】減小 ，電容減小， 變大正確答案3.(2012廣東卷)圖645是某種靜電礦料分選器的原理示意圖，帶電礦粉經(jīng)漏斗落入水平勻強(qiáng)電場(chǎng)后，分落在收集板中央的兩側(cè)，對(duì)礦粉分離的過(guò)程，下列表述正確的有( )A帶正電的礦粉落在右側(cè)B電場(chǎng)力對(duì)礦粉做正功C帶負(fù)電的礦粉電勢(shì)能變大D帶正電的礦粉電勢(shì)能變小圖645BDBD.不管帶正電還是負(fù)電，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，正電荷受的電場(chǎng)力向左故在左邊，負(fù)電荷在右【邊，選解析】4.(2011淄博模擬)如圖646所示，用電池對(duì)電容器充電，電路a、b之間接有一靈敏電流表，兩極板間有一個(gè)電荷q處于靜止?fàn)顟B(tài)現(xiàn)將兩極板的間距變大，則( )A電荷將向上加速運(yùn)動(dòng)B電荷將向下加速運(yùn)動(dòng)C電流表中將有從a到b的電流D電流表中將有從b到a的電流圖646BD4BDAUUdEdqqCSCQCUkdba充電后電容器的上極板 帶正電不斷開(kāi)電源，增大兩板間距， 不變、 增大由知兩極板間場(chǎng)強(qiáng)減小，場(chǎng)強(qiáng)減小會(huì)使電荷 受到的電場(chǎng)力減小，電場(chǎng)力小于重力，合力向下，電荷 向下加速運(yùn)動(dòng)由知電容 減小，由知極板所帶電荷量減少，會(huì)有一部分電荷返回電源，形成逆時(shí)針?lè)较虻碾娏?，故電流表中將?huì)有由 到 的電流【解析選項(xiàng)】，正確5.(2011西城一模)如圖647所示，兩塊平行金屬板正對(duì)著水平放置，兩板分別與電源正、負(fù)極相連當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，一帶電液滴恰好靜止在兩板間的M點(diǎn)，則( )A當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，若減小兩板間距，液滴仍靜止B當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，若增大兩板間距，液滴將下降C開(kāi)關(guān)再斷開(kāi)后，若減小兩板間距，液滴仍靜止D開(kāi)關(guān)再斷開(kāi)后，若增大兩板間距，液滴將下降圖647BCABCDUEd帶電液滴恰好靜止在兩板間，說(shuō)明重力與電場(chǎng)力平衡，當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，板間電壓不變，由，若增大兩板間距，場(chǎng)強(qiáng)減小，電場(chǎng)力減小，液滴將下降， 錯(cuò)， 對(duì)；開(kāi)關(guān)再斷開(kāi)后，電量保持不變，無(wú)論增大或減小兩板間距，板間場(chǎng)強(qiáng)都不變， 對(duì)【析】，解錯(cuò)6.如圖648所示，將電鍵S合到1位置，對(duì)平行板電容器充電，充電完成后，將電鍵S閉合到2位置，讓其放電，在電鍵S閉合瞬間將產(chǎn)生火花放電后，再次將電鍵S合到1位置，對(duì)平行板電容器充電，然后斷開(kāi)電鍵，將兩金屬板間距離拉大些，并再次將電鍵閉合到2位置，讓其放電，產(chǎn)生火花，則兩次放電過(guò)程相比較( )A兩次放電過(guò)程放出的電荷量相等B兩次放電過(guò)程釋放的能量相等C第二次放電過(guò)程放出的電荷量較大D第二次放電過(guò)程釋放的能量較小圖648A【解析】?jī)纱纬潆娛怯猛浑娫催M(jìn)行的，所以所充電的電荷量相同，故放電時(shí)所放出的電荷量也相等，在將兩金屬板間距離拉大的過(guò)程中，克服電場(chǎng)力做功，電場(chǎng)能增加