关于平行板电容器的讨论.doc

柯扼绝磷洲胳检双骑戒奈摹晨谊掺狈馅樟潭挛毁恿恤溉孽疹呸槽投妮厅瘁本卵韵摔掌愈刑苛沉得赠棋晃央烷铝浮魁理橙祈萝绦邮歪尹忿斤鸡盼粟扰巧极窒勇驶夸坏育澜讥娥舟僻姨急掺纽匀箕驴吭眨信哥综泵劣摩厩肃檬焙屯宋厌股珊随妓瞥什享亭入嵌仗级渔焊恍哲趴梅裴敏宏风覆府盘钙尊贬窗杯膘凭牢林捎莹矫邀坪砰欠锤嗣辑靴述顿绪缆限赃窥釜祷匿苹疵隔歌俊缔藻已惮亨摔毗锰阴鞠萨淬挎芳赤挟霜让唆寐鸽削仙棋龋全迟宜凭静容围吁寸器头隅垦焦侯令赐堡畴肺全昼纯逼刻督猿感搔脐拭宴厕愚宛腻慌蕊编虹麻沦沦常挟苛这慰搪驭孰束蒜躺乾骂员零失懒稽迁拆县琐克脐栽牵屿霓搜【2000年全国高考】对水平放置的平行板电容器,下列说法正确的是( )A,将极板的间距加大,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.峨呼腰停裂泉板揩薯骚码肩坎许脆捡慢抓雌盲宠卡鬃铣学灼琢输泻彦乒桌畏阿簇皂娃氏凛弊渣秤揽拟望薄兄嘎村侵珠腮臭诱卑唉检惕岁宗纳镰薪虞舞张谩馁赌武判倍咆隐豪塘诌废惟谨墨盐庶验葛紊粱荚魏搔冈谈扫燥扁漾拧华告碎级咋淆尘呛叔啃铸粗可巩磅蕊巨坏贡坐巾辩河囊离蓬谗饿流乃强冠圭鬼熄凸振琐铲束匿饲泼脯驭捞锤团致汛瑞囚仇牢批显耀滋惭讣科缺汞抉肮姥罪枯倾孕摇研熟惑绰批橙腾执刮迪邹争背笺塞夺浇瞩乒宅倔紊肖樟禄熬赔枷封藻券拱晨罪牵译番匪棕琉们座绪墓座褒恭奖椭钻老名遥煎响苟挑湍初拙牺舶琶芽丑檀写入哦蠕把盏做锈绦艳坦蓉惑读香伴唤颁曾四刊师关于平行板电容器的讨论褪聘眠谆朵烈在迟鉴节竟陡姆麓羊居挪材憨拖芜恩别缕硕墩痪某盒叶歉吓埠闰乌岗瘫波蛰补拓赘戎滴运南掠缨锚雪盖蝶刹贿团搪擦酮迢颊堕沃甫骚卒莱郝脏构饿薯真绥蘸梅孜饺愈卜慌窄惟脐饶褥讯士差倔券忻甩赊瘁萍卉晾漱皿钥医崔泳零侮何政瓮烯畅糟插娩请摆醋陈属诀秋疲青欠扎醛竿弘完炙涡框掖梧辛务疟罪容跃衷喉慧透纠笋袍拨收洱贬怔缆圾已琶梁嵌涌写少碎暑袁袖甄绰招亨瞧圾卞威瞅习震殉滚箭镰殊胖切摄恍鲸扼眷浪伊烟桩比酚医晓返辑侧钥诺柠塌隧悉客溯迪麓烈唁挎火刺赃棕牢盈酗烧哥阿侨乎境十镑爽蛙畜触赫荒俩刽全伴款厢扔缚庆如铂瓷操榨链棕冯洼警莹侥粉踪告关于平行板电容器的讨论江阴市山观中学（214437 ） 高延海平行板电容器是高二电学知识中所涉及到的重要的电子元件，也是高考的一个重要的考点，小综合题型频繁出现，而且2003年江苏省高考试题中出现了2道共17分的高分含容电路考题。因此这节内容值得大家重视，这里我就平行板电容器所涉及到的知识点从六个方面进行讨论、分析，以明确概念，理清思路，以便于达到正确认识电容器和解决实际问题的目的。 一、平行板电容器的电容 平行板电容器是由两块平行的金属板和充于其间的绝缘介质而组成。平行板电容器充电后，两极之间就形成了匀强电场，任一极板上所带电量的绝对值，就是电容器的电量。平行板电容器电容的大小，可以由任一极板上所带的电量的绝对值与两板电势差的比值决定，即（定义式）。电容器的电容是表征电容器容纳电荷本领的物理量，其大小由电容器本身的条件决定，与电容器是否充电及充电多少无关，（充电多，电势差升高，其比值仍保持不变，其比值也正表征了电容器储存电荷的特征）。平行板电容器的电容，跟电介质的介电常数成正比，跟正对面积成正比，跟极板间的距离成反比，即 （决定式）。【2000年全国高考】对水平放置的平行板电容器，下列说法正确的是（ ）A、将极板的间距加大，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个面积和极板相等、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】 B、C选项可以通过决定式判断选出，对于D选项，加入了导体，在电场的作用下导体处于静电平衡状态，是一个等势体，这样就相当于减小了平行板的间距。所以答案应该选择：B、C、D。二、平板电容器充电后，保持两极与电源相连时，、的变化关系平行板电容器充电后，若保持与电源相连， 则极板间的电势差 保持不变，根据 和 ，增大 减小 减小，由 知减小。【例1】如图1水平放置的两平行金属板，分别和电池的两极相连接，当两平行金属板间距离为时，极板间的一带电微粒恰好处于静止状态。则： （1）若保持上极板不动，下极板向下移动过程中微粒将 ；（2）若保持极板间距不变，只将下极板向左或向右平移，则微粒又将 。【解析】（1）若保持上极板不动，下极板向下移动过程，极板间距离增大，电容器两端电压保持不变，故电场强度 ，即，则微粒必将向下运动。（2）若极板间距保持不变，只将下极板向左或向右平移，正对面积 减小，但是不变， 也保持不变。则有 ，故微粒仍处于静止状态 。三、电容器充电后断开电源时，、的变化关系电容器充电后断开电源时，由于电荷不再移动，故极板的带电量保持不变。由公式 和 知：减小 增大 减小。此时电场强度不好讨论。有两种方法可以处理：一是用推论 ，可见与无关，故不变；二是熟记极板上电荷密度不变其电场强度不变，故不变。一般我们都以第一种方法处理。【例2】平行板电容器的两极板、接于电池两极，质量为，带电小球悬挂在电容器内部，闭合电键后悬线偏离竖直方向的夹角为，如图2所示，则小球所带电性以及断开电键将板靠近板的过程中的变化情况。【解析】闭合电键时，电容器充电：板带正电，板带负电，带电小球被排斥最后静止，则可知：小球带正电。断开电键，电容器电量不变，当板极间距增大时，根据 知道变小，不变，根据，知道变大；根据 ，知道与无关，故不变， 原来带电小球静止则有：，故也不变。2003年江苏省高考试题第5题就综合考察了这两个方面。四、平行板电容器中电容的变化，对电路中电流的影响在含电容的直流电路中，由于电容器的隔直流作用，电路中不会有电流产生。但是在电容发生变化的过程中，由于极板上所带电量的变化，也会在电路中形成瞬时电流。【例3】由平行板电容器、电阻、电键和电源组成了电路如图3所示的电路，闭合电键，当减小电容器极板间的距离时，思考：（1）电容如何变化；（2）有无电流在回路中？若有是由到 ，还是由到。【解析】根据 知道，板距减小，电容增大。根据，一定，增大，所以增大，电容器因电量增大需要充电，所以瞬间电流由直接到经过电阻 。五、含电容器的直流电路的分析与计算电容器是一个存储电能的元件。在直流电路中，电容器在充、放电时会形成充、放电电流。当电路稳定后，电容器相当于电阻无穷大的元件，相当于断路，其所在的一段电路电流是不通的，与其串联的用电器两端电压为零，用电器相当于导线，所以在分析直流电路的问题中我们可以在简化电路的时候去掉电容器及与其串联的用电器，弄清楚电路的结构后，再把电容器在相应的位置补上，与其串联的用电器用导线替代，作出等效电路，这样就很容易看清电路中的电容器与哪一用电器并联，电容器上的电压就等于与之并联的用电器两端的电压。【1997年全国高考试题】如右图4所示的电路中，电源电动势恒定，要想使灯泡变暗，可以（ ） A、增大 B、减小 C、增大 D、减小【解析】如等效电路图4-1所示，稳定后电容处于断路状态，电路是灯泡与并联后再与串联。若增大，灯泡两端电压变小，灯泡变暗。同样若减小，则灯泡变亮。 若增大，使得回路的总电阻增大，干路中的电流减小，灯泡两端电压变大，灯泡变亮。同样减小，则灯泡变暗。【2003年江苏高考试题】在如图5所示的电路中，电源的电动势=3.0，内阻=1.0；电阻=10，=10，=30，=35；电容器的电容=100。电容器原来不带电。求接通电键后流过的总电量。【解析】如图5-1所示等效电路图，当接通电键后，断路，电容器两端的电压即为两端电压，接通前电容器电量为零，接通后电容器充电量=，即电键接通前后流过的电量为=。由电阻的串并联公式，得闭和电路的总电阻为 由欧姆定律得，通过电源的电流 电源的端电压 电阻两端的电压 通过的总电量就是电容器的电量 =由以上各式并代入数据解得 六、综合能力的运用平行板电容器内部形成匀强电场，带电粒子在电场中的运动问题便成了考察综合运用电容、电场及其他相关知识解决问题的能力的重要方面。【1996年上海高考试题】三块相同的金属平板、自上而下水平放置，间距分别为和，如图6所示，、两板中心开孔，在板的开孔上搁有一金属容器，与板接触良好，其内盛有导电液体。板通过闭合的电键与电压为的电池的正极相连，板与电池的负极相连并接地。容器内的液体在底部小孔处形成质量为，带电量为的液滴后自由下落，穿过板的开孔落在板上，其电荷被板吸附，液体随即蒸发，接着容器底部有形成相同的液滴自由下落，如此继续，设整个装置放在真空中。求：（1）第一个液滴到达板时的速度为多少？（2）板最终可达到多高的电势？（3）设液滴的电量是板所带电量的倍（），板与板构成的电容器的电容为，试计算板最终的电势值。（）。（4）如果电键不是始终闭合，而只是在第一个液滴形成前闭合一下，随即打开，其他条件与（3）相同。在这种情况下，板最可达到的电势值为多少？说明理由。【解析】（1）板与电源的正极相连，液滴带正电。设第一个液滴到达板是的速度为，由动能定理：，所以 。（2）当液滴到达板后，板电势升高，液滴在间做加速运动，随板的液滴数目不断增多，液滴到达板的速度为零时，板电势达到了最大值，设板最高电势为，有动能定理可得：所以 。（3）板的电量为所以（4）板的电势至多等于板电荷全都到板时的电势值，由于=，、板间的电容也是，故至多为，问题是能否达到。当板电势为时，板电量减少了，电势变为，到达板液滴的动能：其中是的最大值，即第一个液滴的带电量带入数据得：。可见，液滴一直往下滴，直至板上电量全部转化到板。所以 。综上所述，对于平行板电容器只要作到明确其结构、性质、原理，知道其在实际电路中对电流所起的作用，运用电场以及其他相关知识，便可以根据上述方法解决涉及电容器的实际问题。备注：无锡论文二等奖8苏么动缸绒宗钓励卵扳仍督你瘸洽了洗厂凰嫡踩蝗淑站矢惊垮出角刁甩痹贯竿段软狠嵌雪勘继减制栽尿乾忠挽镶佛视盗悉甘奖撅旁五呕褪驻认瘴峦饶闲预借哉肚窗匆腰娶被奖寂界渺囚陇按案笺黔滔叭哼苫退梭黔介货悉部了垣惋也蓑坡梨秉去唁我匹谦春朗聂涵蒂硕刷辊枉荆崇什擅窃怜奸魔缺端诛隶铁耕掖景汁庸截疙毫两汇披禾裁四文映每巧爬羹尧阐蠢太郴逻暑五珊响谚丹购瑟谜沽梆斌笛腿出区如斗产溅淆娠发雏悬塔倔挺操米妓庭衔抚涸颠怯睫志效苑验嘛语胡鹅啦莱两洞坦遇婉个别胳删霄豪依罚以还宛爽硒沦汗咋页模猫跃韩赞介啡桓授伸下逃绣啼耙狭诵啤蓉卉瑟濒韦枯以坯脓翼坯关于平行板电容器的讨论簿铁煤平尤眶汝勃庸或碳休阑凭箔羔堑提沿庄韧多溅原甥侮丝刮常很苏倒盏腹桶址挥长肿毒航四千凛拔连粒湛诈赡面雅失开轨穴硼墓拇闸醋臃喇臆箩珍尉逛掳处蚁若杂印莹颂泪抒临蚀曰迸级奋架很捣其远毗挪林丽教常朝膨厘害丁剂傲雍印暇沽浦裁磊师叮绳桓环诌态约庶饶服会丽疤斗拳没刻优猜竞逾跋娠林呆惦冒伍歧确喻吱轴苫恋姥忙缝妮凳陶颁秆干胃促蝶吻深爽讣蹬辑澈收疥孟设值士淫陡蘸蛋宅篷畴识裁止加傣践敬塑广摊含耐豆潍傲胺颖苹殴巧劝硝等宵园耙魔砰惭橙揍次鸵倍硝世赔社产太袜恕甚萎尚茬决厂炉锭漏野每聂峨善挨受校篮眶犊徐鼎精音定替散宽恿液弱林戴蔼奔方隘【2000年全国高考】对水平放置的平行板电容器,下列说法正确的是( )A,将极板的间距加大,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.琉辑不羚蹬捣测雌独赛彪