高中物理电容与电容器知识点与配套经典习题精讲精练

1、WORD格式电容与电容器一1. 电容器容纳电荷的容器 1根本构造：由两块彼此绝缘互相靠近的导体组成。 2带电特点：两板电荷等量异号，分布在两板相对的内侧。 3板间电场：板间形成匀强电场不考虑边缘效应，场强大小E=U/d ，方向始终垂直板面。充电与放电：使电容器带电叫充电；使充电后的电容器失去电荷叫放电。充电过程实质上是电源逐步把正电荷从电容器的负极板移到正极板的过程。由于正、负两极板间有电势差，所以电源需要抑制电场力做功。正是电源所做的这局部功以电能的形式储存在电容器中，放电时，这局部能量又释放出来。电容器所带电量：电容器的一个极板上所带电量的绝对值。击穿电压与额定电压：加在电容器两极上的电压

2、如果超过某一极限，电介质将被击穿而损坏电容器，这个极限电压叫击穿电压；电容器长期工作所能承受的电压叫做额定电压，它比击穿电压要低。2. 电容（ 1物理意义：表征电容器容纳储存电荷本领的物理量。 2定义：使电容器两极板间的电势差增加1V 所需要增加的电量。电容器两极板间的电势差增加1V 所需的电量越多，电容器的电容越大；反之那么越小。定义式：式中 C 表示电容器的电容，表示两板间增加的电势差，表示当两板间电势差增加时电容器所增加的电量。电容器的电容还可这样定义：表示电容器的带电量，U 表示带电量为Q 时两板间的电势差。电容的单位是F，应用中还有和，1F=。注意：电容器的电容是反映其容纳电荷本领的

3、物理量，完全由电容器本身属性决定，跟电容器是否带电，带电量多少以及两板电势差的大小无关。（ 3电容大小的决定因素电容器的电容跟两极板的正对面积、两极板的间距以及两极板间的介质有关。两极板的正对面积越大，极板间的距离越小，电介质的介电常数越大，电容器的电容就越大。通常的可变电容器就是通过改变两极板的正对面积来实现电容量的改变的。题型 1、电容概念的理解问题：例 1. 对一电容充电时电容器的电容C、带电量 Q、电压 U 之间的图象如下列图，其中正确的选项是答案： CD变式 1：对于水平放置的平行板电容器，以下说法正确的选项是A. 将两极板的间距加大，电容将增大B. 将两极板平行错开，使正对面积减小

4、，电容将减小C. 在下板的内外表上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的陶瓷板，电容将增大D. 在下板的内外表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 答案： BCD 变式 2、21.如下列图， C 为中间插有电介质的电容器， a 和 b 为其两极板； a 板接地； P 和 Q 为两竖直放置的平行金属板，在两板间用绝缘线悬挂一带电小球；P 板与 b 板用导线相连，Q 板接地。开场时悬线静止在竖直方向，在b 板带电后，悬线偏转了角度 a。在以下方法中，能使悬线的偏角a 变大的是A. 缩小 a、b 间的距离B. 加大 a、b 间的距离C. 取出 a、b 两极板间的电介质D. 换

5、一块形状大小一样、介电常数更大的电介质答案： BC3. 平行板电容器 1电容：平行板电容器的电容与两板的正对面积S 成正比，与两板间距d 成反比，与充满两板间介质的介电常数成专业资料整理WORD格式正比，即。专业资料整理WORD格式注意：上式虽不要求进展定量计算，但用此式进展定性分析会很方便。 2板间场强：充电后的平行板电容器板间形成匀强电场，场强，其中 U 是两板间电势差， d 为两板间距离。4. 两类典型电容器问题的求解方法 1平行板电容器充电后，继续保持电容器两极板与电池两极相连接，电容器的d、S、变化，将引起电容器的 C、Q、U、 E 怎样变化？C、Q、E 的变化情况。这类问题由于电容

6、器始终连接在电池上，因此两板间的电压保持不变，可根据以下几式讨论专业资料整理WORD格式 2平行板电容器充电后，切断与电池的连接，电容器的d、S、变化，将引起电容器的这类问题由于电容器充电后，切断与电池的连接，使电容器的带电量保持不变，可根据以下几式讨论C、 Q、 U 、E 怎样变化？C、U、E 的变化情专业资料整理WORD格式况。专业资料整理WORD格式题型 2、平行板电容器的动态分析：例 2. 如下列图， D 是一只二极管，AB 是平行板电容器，在电容器两极板间有一带电微粒间的距离增大一些的瞬间两极板仍平行，带电微粒P 的运动情况是A. 向下运动B. 向上运动C. 仍静止不动D. 不能确定

7、P 处于静止状态，当两极板A 和 B专业资料整理WORD格式答案： C变式 1：21.题 21 图 1 是某同学设计的电容式速度传感器原理图，其中上板为固定极板，下板为待测物体，在两极板间电压恒定的条件下，极板上所带电量 Q 将随待测物体的上下运动而变化，假设 Q 随时间 t 的变化关系为 Q= a、b 为大于零的常数，其图象如题 21 图 2 所示，那么题 21 图 3、图 4 中反映极板间场强大小 E 和物体速率 v 随 t 变化的图线可能是A. 和 B. 和 C. 和 D. 和答案： C 变式 2、两块大小、形状完全一样的金属平板平行放置，构成一个平行板电容器，与它相连接的电路如下列图。

8、接通开关S，电源即给电容器充电A、保持 S 接通，减小两极板间的距离，那么两极板间电场的电场强度减小B 、保持 S 接通，在两极板间插入一块介质，那么极板上的电量增大C、断开 S，减小两极板间的距离，那么两极板间的电势差减小D、断开 S，在两极板间插入一块介质，那么两极板间的电势差增大答案： BC二1. 带电粒子的加速 1运动状态的分析： 带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场受到的电场力与运动方向在同一直线上， 做匀加减速直线运动。 2用功能观点分析：粒子动能变化量等于电场力做的功。专业资料整理WORD格式假设粒子的初速度为零，那么：，即。假设粒子的初速度不为零，那么：（ 3能用来处理问题

9、的物理规律主要有：牛顿定律结合直线运动公式；动能定理；动量守恒定律；包括电势能在内的能量守恒定律。 4对于微观粒子如：电子、质子、粒子等因其重力与电场力相比小得多，通常可忽略重力作用，但对带电微粒如：小球、油滴、尘埃等必须要考虑重力作用。2. 带电粒子在电场中的偏转专业资料整理WORD格式 1运动状态分析：带电粒子以速度垂直于电场线方向飞入匀强电场时，受到恒定的与初速度方向成力作用而做匀变速曲线运动。 2偏转问题的分析处理方法：类似于平抛运动的分析方法，应用运动的合成和分解知识分析处理。角的电场专业资料整理WORD格式沿初速度方向为匀速直线运动。即运动时间。专业资料整理WORD格式沿电场方向为

10、初速为零的匀加速直线运动，故离开电场时的偏移量离开电场时的偏转角。 3带电粒子的重力是否可忽略。根本粒子：如电子、质子、粒子、离子等，除有说明或明确暗示以外一般都可忽略不计。带电颗粒：如尘埃、液滴、小球等，除有说明或明确暗示以外一般都不能忽略。例 3. 带电粒子在平行板电容器中的平衡静止或匀速、加速和偏转。19. 一平行板电容器的两个极板水平放置，两极板间有一带电量不变的小油滴，油滴在极板间运动时所受空气阻力的大小与其速率成正比。假设两极板间电压为零，经一段时间后，油滴以速率v 匀速下降；假设两极板间的电压为U，经一段时间后，油滴以速率 v 匀速上升。假设两极板间电压为U ，油滴做匀速运动时速

11、度的大小、方向将是A. 2 v、向下B. 2v、向上C. 3 v、向下D. 3 v、向上答案： C变式 1、如以下列图所示， A、 B 为平行金属板，两板相距为d，分别与电源两极相连，两板的中央各有一小孔M 和 N，今有一带电质点，自A 板上方相距为 d 的 P 点由静止自由下落P、M 、N 在同一竖直线上，空气阻力忽略不计，到达N 孔时，速度恰好为零，然后沿原路返回，假设保持两极板间的电压不变，那么A. 把 A 板向上平移一小段距离，质点自P 点自由下落后仍能返回B. 把 A 板向下平移一小段距离，质点自P 点自由下落后将穿过N 孔继续下落C. 把 B 板向上平移一小段距离，质点自P 点自由

12、下落后仍能返回D. 把 B 板向下平移一小段距离，质点自P 点自由下落后将穿过N 孔继续下落答案： ACD*卷 23. 12 分如下列图为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图。在Oxy 平面的 ABCD 区域内，存在两个场强大小均为E 的匀强电场 I 和 II ，两电场的边界均是边长为L 的正方形不计电子所受重力。 1在该区域 AB 边的中点处由静止释放电子，求电子离开ABCD 区域的位置。 2在电场 I 区域内适当位置由静止释放电子，电子恰能从ABCD 区域左下角 D 处离开，求所有释放点的位置。 3假设将左侧电场 II 整体水平向右移动L/nn 1，仍使电子从 ABCD 区域左下角

13、 D 处离开 D 不随电场移动，求在电场 I 区域内由静止释放电子的所有位置。专业资料整理WORD格式解：1设电子的质量为m，电量为e，电子在电场I 中做匀加速直线运动，出区域I 时的速度为v0，此后电场II 做类平专业资料整理WORD格式抛运动，假设电子从CD边射出，出射点纵坐标为y，有， 解得y ，所以原假设专业资料整理WORD格式成立，即电子离开 ABCD 2设释放点在电场区域区域的位置坐标为2L，I 中，其坐标为x，y，在电场I 中电子被加速到v1，然后进入电场II 做类平抛运动，并从D 点专业资料整理WORD格式离开，有，3设电子从 x，y点释放， 在电场中类似，然后电子做匀速直线运

14、动，经过，解得 xyI 中加速到 v2，进入电场IID 点，那么有，即在电场I 区域内满足方程的点即为所求位置。后做类平抛运动， 在高度为 y 处离开电场II 时的情景与 2专业资料整理WORD格式， ，解得 ，即在电场 I 区域内满足方程的点即为所求位置小结： 带电粒子在电场中运动的解题思路3. 带电粒子在电场中运动的解题思路带电粒子在电场中的运动由粒子的初始状态和受力情况决定， 在非匀强电场中， 带电粒子受到的电场力是变力， 解决这种类型的练习只有用动能定理求解。在匀强电场中，带电粒子受到的是恒力，假设带电粒子初速为零或初速方向平行于电场方向，带电粒子将做匀变速运动；假设带电粒子初速方向垂

15、直于电场方向，带电粒子做类平抛运动。其运动情况由重力和电场力共同决定。又因为重力和电场力都是恒力，其做功特点一样，常将带电小球、带电微粒和带电质点的运动环境想象成一等效场，等效场的大小和方向由重力场和电场共同决定。【模拟试题】1. 一束带电粒子以一样的速率从同一位置，垂直于电场方向飞入匀强电场中，所有粒子的运动轨迹都是一样的，这说明所有粒子专业资料整理WORD格式A. 都具有一样的质量B. 都具有一样的电量C. 电量与质量之比都一样D.都是同位素2. 一带负电小球在从空中的a 点运动到b 点的过程中，受重力、空气阻力和电场力作用，小球抑制重力做功气阻力做功1J，电场力对小球做功2J，那么以下说

16、法正确的选项是A. 小球在 a 点的重力势能比在b 点大 5. 小球在 a 点的机械能比在b 点大 1JC. 小球在 a 点的电势能比在b 点多 2JD. 小球在 a 点的动能比在b 点多 4J5J，小球抑制空专业资料整理WORD格式3. 如下列图，两极板与电源相连接，电子从负极板边缘垂直电场方向射入匀强电场，且恰好从正极板边缘飞出，现在使电子射入速度变为原来的两倍，而电子仍从原来位置射入，且仍从正极板边缘飞出，那么两极板间距离应变为原来的A.2倍B.4倍C.倍D.倍4. 平行金属板 A 、B 分别带等量异种电荷， A 板带正电， B 板带负电， a、b 两个带正电粒子，以一样的速率先后垂直于

17、电场线从同一点进入两金属板间的匀强电场中，并分别打在B 板上的 a、 b两点，如下列图，假设不计重力那么A. a 粒子的带电量一定大于b 粒子的带电量B. a 粒子的质量一定小于b 粒子的质量C. a 粒子的带电量与质量之比一定大于b 粒子的带电量与质量之比D. a 粒子的带电量与质量之比一定小于b 粒子的带电量与质量之比5、一个不计重力的带电微粒，进入匀强电场没有发生偏转，那么该微粒的A. 运动速度必然增大B. 运动速度必然减小C. 运动速度可能不变D. 运动加速度肯定不为零6、氘核电荷量为e，质量为2m和氚核电荷量为e、质量为3m经一样电压加速后，垂直偏转电场方向进入同一匀强电场。飞出电场

18、时，运动方向的偏转角的正切值之比为原子核所受的重力可忽略不计A. 1：2B. 2： 1C. 1：1D. 1： 4专业资料整理WORD格式7、如下列图，从静止出发的电子经加速电场加速后，进入偏转电场。假设加速电压为 、偏转电压为中的偏移距离 y 增大为原来的 2 倍在保证电子不会打到极板上的前提下 ，可选用的方法有 。，要使电子在电场专业资料整理WORD格式A. 使减小为原来的1/2专业资料整理WORD格式B. 使增大为原来的2 倍专业资料整理WORD格式C. 使偏转电场极板长度增大为原来的2 倍专业资料整理WORD格式D. 使偏转电场极板的间距减小为原来的1/2专业资料整理WORD格式8、如下

19、列图是某示波管的示意图，如果在水平放置的偏转电极上加一个电压，那么电子束将被偏转。每单位电压引起的偏转距离叫示波管的灵敏度，下面这些措施中对提高示波管的灵敏度有用的是。A. 尽可能把偏转极板L 做得长一点B. 尽可能把偏转极板L 做得短一点C. 尽可能把偏转极板间的距离d 做得小一点专业资料整理WORD格式D. 将电子枪的加速电压提高专业资料整理WORD格式【试题答案】1、 C专业资料整理WORD格式提示：根据，轨迹一样，一样，那么一定一样。专业资料整理WORD格式2、 C、D专业资料整理WORD格式提示：重力势能的变化只看重力做功，电势能的变化只看电场力做功，机械能的变化看重力以外的其他力空气阻力和电场力的总功的功，动能的变化看合外力的总功 C、D 对；重力和静电场力都是保守力，它们的影响可以用做功来表示，也可用势能的变化来表示