高考电容器-专题练习教学案例.docx

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专题6：电容器
专题概述
电容器是重要的电学元件，不管是两百多年前让七百号人嗷嗷叫的放电莱顿瓶还是当下手机控们乐此不疲的手机触摸屏，都是和电容器知识密不可分的。关于电容器，首先是一个电荷储存装置，那么电荷储存量受那些因素影响，就成为一个值得深究的问题，顺着这个思路往前走我们将会遇到两个规律公式，需要我们理解并掌握它；其次电容器充放电过程是和外电路有关，需要我们熟悉电路知识，电容器带电后对内会产生电场又会和电荷运动的题型相连，因此电荷的运动在这也会稍有提及；最后电容器自身构造的变化会引起外电路电信号的变化，根据这个特性制造出各种电容式传感器，从知识应用层次来说传感器属于热点也是难点。
二．知识准备
1.电容器储存电荷的能力——电容C
=1\*GB3①定义式：，单位法拉（F）。
这是静电场中第三个比值定义的公式。
=2\*GB3②决定式：，S是两极板正对面积，d是两极板的距离，是相对介电常数，k是静电力常量。这些因素共同决定了电容C的大小。
2.电容器充放电与两种变化

=1\*GB3①开关K与1接通，两极板与电源相连，电容器充电，此时若电容器的S、d、有变化，电容器两极板电压与电源电动势保持相等，我们称这个过程电容器的变化为等压变化。
=2\*GB3②开关K从1断开，电容器两极板断路，此时若S、d、有变化，电容器两极板上的电量保持不变，这个过程我们叫做电容器的等量变化。
=3\*GB3③开关K从1断开与2接通，电容器两极板导线连接，电量中和，是放电过程
3.电容器内电场场强分析方法
当电容器是等压变化时运用公式：
当电容器是等量变化时运用公式：

三．题型突破
题组1（电容器的两种变化）
【典例1】两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置，构成平行板电容器，与它相连接的电路如图所示，接通开关K，电源即给电容器充电，达到稳定后．则（）

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，增大两极板间的距离，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
【解析】：A、保持K接通，则两板间的电势差U不变，因d减小，由E=Ud可知，两极板间的电场的电场场强增大，故A错误；
B、保持K接通，两板间的电势差U不变，在两极板间插入一块介质，电容增大，则由Q=CU可知极板上的电量增大，故B正确；
C、断开K，两板上所带电量Q不变，增大距离d，电容C减小，由C=QU知板间电势差增大；故C错误；
D、断开K，在两极板间插入一块介质，电容C增大，电量Q不变，由C=QU知板间电势差减小，故D错误；
【答案】：B
【点评】：如题当开关闭合电容器两极板与电源连接，因而电压不变，这种情况下的电容器变化我们称为等压变化，而当开关断开时，电容器的两极板上的电量恒定，此时电容器的变化称为等量变化。
在做题时我们一般先判断电容器是等量变化还是等压变化，再依据公式：εS4πKd=C=QU,进行分析。
1-1：一平行板电容器接在电源上，当两极板间的距离增大时，如图所示，则（）

A．两极板间的电场强度将减小，极板上的电量也将减小
B．两极板间的电场强度将减小，极板上的电量将增大
C．两极板间的电场强度将增大，极板上的电量将减小
D．两极板间的电场强度将增大，极板上的电量也将增大

1-2：（13海淀期末）如图所示，两块相互靠近的平行金属板组成的平行板电容器，极板N与静电计相连，极板M与静电计的外壳均接地。用静电计测量平行板电容器两极板间的电势差U。在两板相距一定距离d时，给电容器充电，静电计指针张开一定角度。在整个实验过程中，保持带电量Q不变，下面的操作中将使静电计指针张角变小的是（）

M
N
N
静电计

仅将M板向下平移
仅将M板向左平移
C．仅在M、N之间插入云母板（介电常数大于1）
D．仅在M、N之间插入金属板，且不和M、N接触

1-3．(2014年昌平二模)极板间距为d的平行板电容器，充电后与电源断开，此时两极板间的电势差为U1，板间电场强度大小为E1；现将电容器极板间距变为，其它条件不变，这时两极板间电势差为U2，板间电场强度大小为E2，下列说法正确的是（）

A．U2=U1，E2=E1B．U2=2U1，E2=2E1
C．U2=QUOTE12U1，E2=E1D．U2=U1，E2=E1

题组2（电容器与电荷运动）
M
【典例2】6．(11西城)如图所示，两块平行金属板正对着水平放置，两板分别与电源正、负极相连。当开关闭合时，一带电液滴恰好静止在两板间的M点。则（）

A．当开关闭合时，若减小两板间距，液滴仍静止
B．当开关闭合时，若增大两板间距，液滴将