2018年高中物理第一章静电场1.11电容器的动态分析学案新人教版选修3-1

1、电容器的动态分析H|囂【OH审目标高邮鮒跌】、考点突破：知识点考纲要求题型说明电容器 的动态 分析1.理解电容器的两种 状态；2.会根据电容的定义 式和决定式对两种状态 进行动态分析。选择题、计算题本知识点属于高考重点，考查方向主要是电 容器的动态分析， 及以电容器中匀强电场为 背景考查粒子的平衡问题及能量问题。、重难点提示：重点：会根据电容的定义式和决定式对两种状态进行动态分析。难点：电容串并联中的动态分析。1.平行板电容器的动态分析问题常见的类型(1)电容器始终和电源连接，此时U恒定，则Q= CUk C,而C=rSrS，两板4rkdd、U 1间场强E=二一；d d(2)电容器充电后与电源断

2、开，此时Q恒定， 贝UU=Q,5仝，场强E=CdUQ1- =-CiT -d Cd；rS 2.运用电容的定义式和决定式分析电容器相关量变化的思路(1) 确定不变量，分析是电压不变还是所带电荷量不变。(2) 用决定式C rS分析平行板电容器电容的变化。4兀kd(3) 用定义式C=Q分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化。U(4) 用E=U分析电容器两极板间电场强度的变化。d血典例踰Mis 頼卜模拟刑逋关】例题 1 如图所示，两块较大的金属板A、B平行放置并与一电源相连，S 闭合后，两板间有一质量为m电荷量为q的油滴恰好处于静止状态，以下说法中正确的是(2AEB *丰S_A. 若将A板向上平移一小

3、段位移，则油滴向下加速运动，G 中有a的电流B. 若将A板向左平移一小段位移，则油滴仍然静止，G 中有a的电流C. 若将 S 断开，则油滴立即做自由落体运动，G 中无电流D. 若将 S 断开，再将A板向下平移一小段位移，则油滴向上加速运动，G 中有a的电流思路分析：根据电路图可知，A板带负电，B板带正电，原来油滴恰好处于静止状态， 说明油滴受到的竖直向上的电场力刚好与重力平衡；当 S 闭合，若将A板向上平移一小段位移，则板间间距d变大，而两板间电压U此时不变，故板间场强E=U变小，油滴所受合d力方向向下，所以油滴向下加速运动，而根据C=可知，电容C减小，故两板所带电4兀kd荷量Q也减小，因此电

4、容器放电，所以G 中有a的电流，选项 A 正确；在 S 闭合的情况下，若将A板向左平移一小段位移，两板间电压U和板间间距d都不变，所以板间场强E不变，油滴受力平衡，仍然静止，但是两板的正对面积S减小了，根据C=可知，电4兀kd容C减小，两板所带电荷量Q也减小，电容器放电，所以 G 中有a的电流，选项 B 正确； 若将 S 断开，两板所带电荷量保持不变，板间场强E也不变，油滴仍然静止，选项 C 错误； 若将 S 断开，再将A板向下平移一小段位移，两板所带电荷量Q仍保持不变，两板间间距d变小，根据C ,U=Q和E=U，可得E=，显然，两板间场强E不变，所4兀kdCdsrS以油滴仍然静止， G 中无

5、电流，选项 D 错误。答案：AB例题 2 如图所示，水平放置的平行板电容器，两板间距为d。带负电的小球质量为 m带电量为 q,从下极板 N 的小孔 P 处，以初速度 v0 射入，沿直线到达上极板 M 上的小孔 Q, 若重力加速度为 9。则（）A. 小球在 M N 间运动的加速度不为零B. M 板电势高于 N 板电势C. 小球从 P 到 Q,电势能增加了 mgdD. M、N 间电势差大小为mgdq思路分析：A.小球受重力，电场力，且两者一定在一条直线上，若小球沿直线运动，则说明重力与电场力平衡。否则小球合力与速度不在一条直线上，小球做曲线运动，故A错误。3B.由重力和电场力平衡，可知电场力向上，

6、由于小球带负电，故电场线方向向下，M板带正电，故 M 点电势高于 N 点电势，故 B 正确。C. 由于电场力与重力平衡，即F=mg 电场力方向向上，做正功，做功为：W=Fd=mgd故电势能减少 mgd,故 C 错误。D. 由电场力做功 W=qU=mg,d解得：mgd，故 D 正确。q答案：BD。由展升华氏分豪取】【方法提炼】 电容器的串、并联规律满分训练：如图所示，两个相同的平行板电容器G、C2用导线相连，开始都不带电，现将开关 S 闭合给两个电容器充电，待充电完毕后，电容器G两板间有一带电微粒恰好处于平衡状态，再将开关 S 断开，把电容器C2两板稍错开一些（两板间距离保持不变），重新 平衡后，下列判断正确的是（）A.电容器G两板间电压减小B.电容器 G 两板间电压增大G.带电微粒将加速上升D.电容器G所带电荷量增大思路分析：充电完毕后电容器G、C2并联，两端电压相等，都等于电源电压U,断开 S后，电容器C2两板稍错开一些，即两板正对面积S减小，根据C rS知电容减小，又由4兀kdG=Q可知，两板间电压U增大，此时U U,则电容器CC又开始给Gi充电，直到两电容U器电压再次相等，此时两者两端的电压比原来的电压都增大，故A 错误，B 正确；电容