电容和电容器2

1、ABC一、静电感应、静电屏蔽一、静电感应、静电屏蔽1把电荷移近不带电的导体，可以使导体带电，这把电荷移近不带电的导体，可以使导体带电，这 种现象叫做静电感应。种现象叫做静电感应。2导体中没有电荷定向移动的状态叫静电平衡状态。导体中没有电荷定向移动的状态叫静电平衡状态。3. 处于静电平衡状态的导体：处于静电平衡状态的导体：内部场强处处为零，表面的场强垂直于表面；内部场强处处为零，表面的场强垂直于表面；整个导体是等势体；整个导体是等势体；电荷分布在外表面。电荷分布在外表面。4导体壳可以保护它所包围的区域，使这个区域不导体壳可以保护它所包围的区域，使这个区域不受外部电场的影响。这种现象叫静电屏蔽。有

2、的电学受外部电场的影响。这种现象叫静电屏蔽。有的电学仪器和电子设备外面套有金属罩，有的通信电缆外面仪器和电子设备外面套有金属罩，有的通信电缆外面包有一层铅皮，都是用来防止外界电场干扰的，起静包有一层铅皮，都是用来防止外界电场干扰的，起静电屏蔽作用。电屏蔽作用。2006年高考北京卷年高考北京卷14、14.使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开。下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，片张开。下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是正确的是 （ ）A B C DB例例1、 一半径为一半径为r的带正电实心金属导体球，如果以无的带正电实心

3、金属导体球，如果以无穷远点为电势的零点，下列穷远点为电势的零点，下列4条图线中，哪条表示了导条图线中，哪条表示了导体球的电场场强随距离的变化？哪条表示了导体球的电体球的电场场强随距离的变化？哪条表示了导体球的电场电势随距离的变化？场电势随距离的变化？(图中横坐标图中横坐标d表示某点到球心的表示某点到球心的距离，纵坐标表示场强或电势的大小。距离，纵坐标表示场强或电势的大小。) ( ) A. 图图(1)表示场强大小随距离变化的关系，图表示场强大小随距离变化的关系，图(2)表示电表示电势大小随距离变化关系势大小随距离变化关系 B. 图图(2)表示场强大小随距离变化的关系，图表示场强大小随距离变化的关

4、系，图(3)表示电表示电势大小随距离变化关系势大小随距离变化关系 C. 图图(3)表示场强大小随距离变化的关系，图表示场强大小随距离变化的关系，图(4)表示电表示电势大小随距离变化关系势大小随距离变化关系 D. 图图(4)表示场强大小随距离变化的关系，图表示场强大小随距离变化的关系，图(1)表示电表示电势大小随距离变化关系势大小随距离变化关系 0 r d0 r d0 r d0 r d图图(1)图图(2)图图(3)图图(4)B电容器电容器二、二、任何两个彼此绝缘而又相隔很近的导体，组成电容器任何两个彼此绝缘而又相隔很近的导体，组成电容器.三三. 电容器的电容电容器的电容1. 表征电容器容纳电荷本

5、领大小的物理量表征电容器容纳电荷本领大小的物理量2. 电容的定义式电容的定义式 ：电容器所带的电量：电容器所带的电量Q与电容器两极与电容器两极板间的电势差板间的电势差U的比值叫做电容器的电容。的比值叫做电容器的电容。C=Q/U=Q / U电容器的电容在数值上等于使两极板间的电势差为（电容器的电容在数值上等于使两极板间的电势差为（增加）增加）1V时电容器需要带（增加）的电量。时电容器需要带（增加）的电量。3.电容的单位电容的单位法拉（法拉（F）,微法（微法（F ）,皮法（皮法（pF）1F=106F=1012 pF4.平行板电容器的计算式平行板电容器的计算式dskdsC45. 注意注意: 电容器的

6、电容大小只决定于电容器电容器的电容大小只决定于电容器本身本身,与电与电容器是否带电、带电量的多少、电势差的大小都无关。容器是否带电、带电量的多少、电势差的大小都无关。四四. 的两种典型情况的讨论：的两种典型情况的讨论： C Sd C=Q/U E=U/d QS平行板电容器平行板电容器K1. 若两板始终跟电源连接若两板始终跟电源连接U保持不变保持不变a. d增大，增大，C将减小，将减小，Q将减小，将减小，E将减小将减小b. S增大，增大，C将增大，将增大，Q将增大，将增大，E将保持不变。将保持不变。c. 插入介质插入介质， C将增大，将增大，Q将增大，将增大，E将保持不变。将保持不变。d. 插入一

7、定厚度的导体板，相当于插入一定厚度的导体板，相当于d减小，减小，C将增大，将增大， Q将增大，将增大，E将增大。将增大。2. 若充电后与电源断开若充电后与电源断开Q保持不变保持不变a. d增大，增大，C将减小，将减小，U将增大，将增大，E将保持不变将保持不变b. S增大，增大，C将增大，将增大，U将减小，将减小，E将减小。将减小。c. 插入介质插入介质， C将增大，将增大，U将减小，将减小，E将减小。将减小。d. 插入一定厚度的导体板，相当于插入一定厚度的导体板，相当于d减小，减小，C将增大将增大 U将减小，将减小，E将保持不变。将保持不变。6 如图所示电路可将声音信号转化为电信号，该电如图所

8、示电路可将声音信号转化为电信号，该电路中右侧固定不动的金属板路中右侧固定不动的金属板b与能在声波驱动下沿水与能在声波驱动下沿水平方向振动的镀有金属层的振动膜平方向振动的镀有金属层的振动膜 a 构成了一个电容构成了一个电容器器, a、b通过导线与稳压电源正、负极相接，若声源通过导线与稳压电源正、负极相接，若声源S做简谐运动，则做简谐运动，则 ( )( A ) S振动过程中，振动过程中， a 、 b 板之间的电场强度不变板之间的电场强度不变( B ) S振动过程中，振动过程中， a 、 b 板所带的电量不变板所带的电量不变 ( C ) a 向右的位移最大时，向右的位移最大时，a 、b板构成的电容器

9、的板构成的电容器的电容最大电容最大( D ) a 振动过程中，电流计振动过程中，电流计 G 中中始终有方向不变的电流始终有方向不变的电流 06年苏锡常镇四市一模年苏锡常镇四市一模6、GabSC 17.水平放置的平行板电容器与一电池相连。在电容水平放置的平行板电容器与一电池相连。在电容器的两板间有一带正电的质点处于静止平衡状态。现器的两板间有一带正电的质点处于静止平衡状态。现将电容器两板间的距离增大，则（将电容器两板间的距离增大，则（ ） A电容变大，质点向上运动电容变大，质点向上运动 B电容变大，质点向下运动电容变大，质点向下运动 C电容变小，质点保持静止电容变小，质点保持静止 D电容变小，质

10、点向下运动电容变小，质点向下运动D2005年全国卷年全国卷17、解：距离解：距离d增大，电容增大，电容C减小，电压不变，减小，电压不变，E=U/d减小，减小，重力大于电场力，质点向下运动。重力大于电场力，质点向下运动。05年南通调研测试二年南通调研测试二7、A电容器的带电量不变电容器的带电量不变B电路将有顺时针方向的短暂电流电路将有顺时针方向的短暂电流C带电液滴仍将静止带电液滴仍将静止D带电液滴将向上做加速运动带电液滴将向上做加速运动 7. 如图所示，将平行板电容器两极板分别与电池如图所示，将平行板电容器两极板分别与电池正、负极相接，两板间一带电液滴恰好处于静止状正、负极相接，两板间一带电液滴

11、恰好处于静止状态现贴着下板插入一定厚度的金属板，则在插入态现贴着下板插入一定厚度的金属板，则在插入过程中过程中 （ ）解：解：U不变，不变，d减小，减小，C增大，增大，Q增大，电池向极板增大，电池向极板充电，电路将有逆时针方向的短暂电流充电，电路将有逆时针方向的短暂电流E=U/d 增大，增大，qEmg带电带电液滴将向上做加速运动液滴将向上做加速运动D05年年12月广州市统测月广州市统测9、9一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地.在两极板间有一正电荷在两极板间有一正电荷(电量很小电量很小)固定在固定在P点，如图所点，如图所示以示以E表示两极板间的场

12、强，表示两极板间的场强，U表示电容器两板间表示电容器两板间的电压，的电压，表示正电荷在表示正电荷在P点的电势能点的电势能.若保持负极板不若保持负极板不动将正极板移到图中虚线位置，则动将正极板移到图中虚线位置，则 ( )AU变小，变小，E不变不变BE变大，变大，不变不变CU变小，变小，变小变小DE不变，不变，不变不变P解解: 充电后与电源断开充电后与电源断开,Q不变不变,4SCkdQUC4UQkQEdCdSd减小减小,C增大增大,U减小减小,E不变不变,UP =EdP 不变不变,正电荷在正电荷在P点的电势能点的电势能=qUP不变不变.A D 两块大小、形状完全相同的金属两块大小、形状完全相同的金

13、属平板平行放置，构成一平行板电容器，与它相连接平板平行放置，构成一平行板电容器，与它相连接的电路如图所示，接通开关的电路如图所示，接通开关K，电源即给电容器充电，电源即给电容器充电（ ）A保持保持K接通，减小两极板间的距离，则两极接通，减小两极板间的距离，则两极板间电场的电场强度减小板间电场的电场强度减小B保持保持K接通，在两极板间插入一块介质，则接通，在两极板间插入一块介质，则极板上的电量增大极板上的电量增大C断开断开K，减小两极板间的距离，则两极板间，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小的电势差减小D断开断开K，在两极板间插入一块介质，则两极，在两极板间插入一块介质，则两极板间的电势

14、差增大板间的电势差增大KRE+-2003年江苏卷年江苏卷5、B C2004年全国理综年全国理综21、CdQlq 一平行板电容器的电容为一平行板电容器的电容为C，两，两板间的距离为板间的距离为d，上板带正电，电量为，上板带正电，电量为Q，下板带负，下板带负电，电量也为电，电量也为Q，它们产生的电场在很远处的电势，它们产生的电场在很远处的电势为零。两个带异号电荷的小球用一绝缘刚性杆相连，为零。两个带异号电荷的小球用一绝缘刚性杆相连，小球的电量都为小球的电量都为q，杆长为，杆长为l，且，且l d。现将它们从。现将它们从很远处移到电容器内两板之间，处于图示的静止状很远处移到电容器内两板之间，处于图示的

15、静止状态（杆与板面垂直），在此过程中电场力对两个小态（杆与板面垂直），在此过程中电场力对两个小球所做总功的大小等于多少？（设两球移动过程中球所做总功的大小等于多少？（设两球移动过程中极板上电荷分布情况不变）极板上电荷分布情况不变）（ ）)(ldCdQqQdClqC DA B0+q-q+Q-QlA+q-q+Q-Ql解：解：在电场中，带正电荷的小球所在处的电势为在电场中，带正电荷的小球所在处的电势为1 ，带负电荷的小球所在处的电势为带负电荷的小球所在处的电势为2 ， 将电荷从很远处移到电容器内两板间，电场力对将电荷从很远处移到电容器内两板间，电场力对两球分别做功为两球分别做功为W1、W2，由电场力

16、做功的定义由电场力做功的定义 W=qU始终始终= q （ 始始- 终终） W1 = q （0 - 1 ）W2 = -q（ 0 2）电场力对两个小球所做总功的大小为电场力对两个小球所做总功的大小为W W= W1 + W2 = q （ 2- 1） =-qEl= -qlu/d=- qlQCd电容式传感器电容式传感器 电容器的电容电容器的电容C决定于极板的正对面积决定于极板的正对面积S、极板间距离、极板间距离d以及极以及极板间的电介质这几个因素。如果某一物理量（如角度、位移、深板间的电介质这几个因素。如果某一物理量（如角度、位移、深度等）的变化能引起上述某个因素的变化，从而引起电容的变化，度等）的变化

17、能引起上述某个因素的变化，从而引起电容的变化，则通过测定电容器的电容就可以确定上述物理量的变化，起这种则通过测定电容器的电容就可以确定上述物理量的变化，起这种作用的电容器称为电容式传感器。作用的电容器称为电容式传感器。图甲是测量图甲是测量 的电容式传感器，原理是的电容式传感器，原理是 。 定片定片甲甲角度角度由于由于CS，动片与定片间的角度，动片与定片间的角度发生发生变化时，引起变化时，引起S的变化，通过测出的变化，通过测出C的的变化，测量动片与定片间的夹角变化，测量动片与定片间的夹角图乙是测量图乙是测量 的电容式传感器，原理是的电容式传感器，原理是 。金属芯线金属芯线电介质电介质导电液体导电

18、液体乙乙h液面高度液面高度h由于由于CS，h发生变化，金属芯线和发生变化，金属芯线和导电液体组成的电容发生变化，通过导电液体组成的电容发生变化，通过测定测定C的变化，可以测量液面高度的变化，可以测量液面高度h 的变化。的变化。图丙是测量图丙是测量 的电容式传感器，原理是的电容式传感器，原理是 。 固定电极固定电极可动电极可动电极F丙丙压力压力F由于由于C1/d，压力，压力F 作用在可动电极上，引起极板间距作用在可动电极上，引起极板间距d 的变化，通过测出的变化，通过测出C的变化，测量压力的变化，测量压力F的变化。的变化。图丁是测量图丁是测量 的电容式传感器，原理是的电容式传感器，原理是 。 极

19、板极板电介质电介质丁丁x位移位移x由于由于C 随着电介质进入极板间的长度发生变化，通过随着电介质进入极板间的长度发生变化，通过测出测出C的变化，测量位移的变化，测量位移x的变化。的变化。06年南通市二模年南通市二模3、3传感器是一种采集信息的重要器件如图所示电路传感器是一种采集信息的重要器件如图所示电路为测定压力的电容式传感器，为测定压力的电容式传感器，A为固定电极，为固定电极，B为可为可动电极，组成一个电容大小可变的电容器可动电极动电极，组成一个电容大小可变的电容器可动电极两端固定，当待测压力施加在可动电极上时，可动电两端固定，当待测压力施加在可动电极上时，可动电极发生形变，从而改变了电容器

20、的电容。下列说法中极发生形变，从而改变了电容器的电容。下列说法中正确的是正确的是( ) A. 当待测压力增大时，则电容器的电容将减小当待测压力增大时，则电容器的电容将减小 B. 闭合闭合K, 当待测压力增大时当待测压力增大时, 则有向右的电流通过则有向右的电流通过R C. 断开断开K, 当待测压力减小时当待测压力减小时, 则电容器所带的电量减小则电容器所带的电量减小 D. 断开断开K, 当待测压力减小时当待测压力减小时, 则两极板问的电势差增大则两极板问的电势差增大待测压力待测压力ABRKED2006年江苏卷年江苏卷16、16、平行板电容器的两极板间有场强为、平行板电容器的两极板间有场强为E的匀强电场，的匀强电场，且带正电的极板接地，一