物理高考一轮复习课件84份选修3 1第六章4课时

第

4

课时

电容与电容器导学目标1.理解有关电容器的基本概念.2.掌握电容器的两类动态分析．基础再现·深度思考电容器与电容[基础导引]判断下面关于电容器及其电容的叙述的正误：(1)任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体，就组成了电容器，跟这两个导体是否带电无关．

(

)第4课时基础再现·深度思考本讲栏目开关(2)电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和．

((3)电容器的电容与电容器所带电荷量成反比．())(4)一个电容器的电荷量增加

ΔQ＝1.0×10－6

C

时，两板间电压升高

10

V，则电容器的电容无法确定．(

)答案

(1)√

(2)×

(3)×

(4)×第4课时基础再现·深度思考本讲栏目开关[知识梳理]1．电容器组成：由两个彼此

绝缘又相互

靠近的导体组成．带电量：每个极板所带电荷量的绝对值

．电容器的充电和放电充电：使电容器带电的过程，充电后电容器两极板带上等量的异种电荷

，电容器中储存电场能．放电：使充电后的电容器失去电荷的过程，放电过程中

电场能

转化为其他形式的能．第4课时基础再现·深度思考本讲栏目开关(2)定义式：第4课时基础再现·深度思考本讲栏目开关2．电容(1)定义：电容器所带的

电荷量Q

与电容器两极板间的电势差

U

的比值．QC

=U(3)物理意义：表示电容器容纳电荷

本领大小的物理量．平行板电容器影响因素：平行板电容器的电容与正对面积成正比，与介质的

介电常数成正比，与两板间的距离成反比．er

S决定式：

4pkd

，k

为静电力常量．思考：电容器的电容、电容器带电荷量的变化量以及对应两极板电压的变化量，三者之间有什么关系？答案

设电容器开始带电荷量

Q1，两板电压

U1，改变后电压为

U2，带电量为

Q2，则

ΔQ＝Q1－Q2，ΔU＝U12U2Q1

Q2

Q1－Q2－U

，因为

C＝U1＝

，则

C＝12U

－U

＝ΔUΔQ.第4课时基础再现·深度思考本讲栏目开关课堂探究·突破考点考点一

关于电容两个公式的意义考点解读Q1．电容的定义式C＝U，反映了电容器容纳电荷量的本领，但平行板电容器的电容C

的大小与Q、U

都无关，仅由两个导体板的大小和形状、两导体板的相对位置以及极板间的电介质来决定．2．平行板电容器电容的决定式

C＝

εrS

，反映了电容

C4πkd的大小与两极板正对面积成正比，与两极板间距离成反比，与极板间电介质的介电常数成正比．第4课时课堂探究·突破考点本讲栏目开关典例剖析例1

如图1

所示为一只“极距变化型电容式传感器”的部分构件示意图．当动极板和定极板之间的距离d

变化时，电容C

便发生变化，通过测量电容C

的变化就可知道两极板之间距离d

的变化情况．在下列图中能正确反映C

与d

之间变化规律的图象是(

)图1第4课时课堂探究·突破考点本讲栏目开关解析由平行板电容器电容的决定式C＝εrS/(4πkd)可知，电容C

与极板间的距离d

成反比，在第一象限反比例函数图象是一条双曲线，所以A正确．答案AQ思维突破1．C＝U是电容的定义式，C

与Q、U

均没有关系，C

是由公式

C＝

εrS

决定的．4kπd2．而Q＝CU，则Q与C、U有关，C一定时，C与U成正比．第4课时课堂探究·突破考点本讲栏目开关跟踪训练1U电容器所带的电荷量

Q

越多，它的电容就越大，C与

Q

成正比电容器不带电时，其电容为零电容器两极板之间的电压U

越高，它的电容就越小，C

与U

成反比以上说法均不对解析电容器的电容和它所带的电荷量无关，和板间的电压无关，只由电容器本身的结构来决定．因此A、B、C

都不正确，故选D.根据电容器电容的定义式

C＝Q

知(

D

)，可第4课时课堂探究·突破考点本讲栏目开关考点二

电容器两类动态问题的分析方法考点解读电容器动态分析的思路(1)确定不变量，分析是电压不变还是所带电荷量不变．4πkd(2)用决定式

C＝

εrS

分析平行板电容器电容的变化．Q(3)用定义式C＝U分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化．U(4)用E＝

d

分析电容器极板间场强的变化．特别提醒有一种情况我们应当作为结论记住：当电容器充电后与电源断开，即电容器所带电荷量不变时，无论怎样改变板间距离，板间的场强是不变的．第4课时课堂探究·突破考点本讲栏目开关典例剖析，例

2

一平行板电容器充电后与电源断开负极板接地．两板间有一个正试探电荷固定在

P点，如图

2所示，以

C表示电容器的电容、E

表示两板间的场强、φ表示

P

点的电势，W

表示正电荷在

P

点的电势能，若正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离

l0

的过程中，各物理量与负极板移动距离

x

的关系图象中正确的是

(

)图2第4课时课堂探究·突破考点本讲栏目开关4πkd解析

由平行板电容器的电容

C＝

εrS

可知

d

减小时，C

变大，但不是一次函数，A

错．在电容器两极板所带电荷量一Q

U

4πkQ定情况下，U＝C，E＝

d

＝

εrS

与

d

无关，则

B

错．在负极板接地的情况下，设正极板电势为φ0，则P

点的电势为φ＝φ0－El0，C

项正确．正电荷在P

点的电势能W＝qφ＝q(φ0－El0)，显然D

错．答案

C第4课时课堂探究·突破考点本讲栏目开关思维突破本题中l0

的意义要认识清楚，l0是负极板向右移动的距离，而不是两极板间距离．求与平行板电容器有关的问题时，应从平行板电容器的电容决定式入手，首先确定不变量，然后根据电容决定式

C＝

εrS

进行推导讨论，找出各物理量之间的4πkd关系，从而得出正确结论．第4课时课堂探究·突破考点本讲栏目开关跟踪训练

2

如图

3

甲所示为某同学设计的电容式位移传感器原理图，其中右板为固定极板，左板为可动极板，待测物体固定在可动极板上．若两极板所带电荷量

Q

恒定，极板两端电压

U

将随待测物体的左右移动而变化，若

U

随时间

t

的变化关系为

U＝at＋b(a、b

为大于零的常数)，其图象如图乙所示，那么图丙、丁中反映极板间场强大小

E

和物体位移

x

随时间

t

变化的图线是(设

t＝0时物体位移为零) (

)第4课时课堂探究·突破考点本讲栏目开关A．①和③

C．②和③B．②和④

D．①和④图3第4课时课堂探究·突破考点本讲栏目开关解析

由公式

CQ＝U＝4πkdUεrS

，极板间电场强度

E＝

＝d4πkQεrS

，可