高考物理一轮复习课件静电场电容器

高中物理解题模型高中物理

一轮复习静电场（8/9）1电荷守恒定律2库仑定律3电场强度高中物理

一轮复习4静电防止与应用5电场能的性质6电场线与等势面静电场（8/9）7静电场图像8电容器9带电粒子运动静电场—电容器相关知识：1.电容器：结构：两个彼此绝缘又相距很近的导体；定义：电容器所带电荷量Q与两极板间的电势差U的比值；2.电容：现象：S（正对面积）↓→U↑→C↓；d（极板距离）↑→U↑→C↓；εr（相对介电常数）↑→U↓→C↑；3.平行板电容器：作用：存储电荷(存储电能)；工作过程（充放电）：AVRC12ε定义式：C=Q/U；物理意义：电容器带电本领；接1：充电；接2：放电；单位：F（法拉）；1F=106μF=1012pF击穿电压：电介质被击穿，电容器损坏；额定电压：正常工作的最大电压；电容决定式：C=εrS4πkd+++++-----静电计+++---相关知识：4.平行板电容器电容决定式解释：5.电容器串、并联：UA：UB=dA：dBEA：EB=SB：SA=UA：UB+++++-----+++++-----+++++-----+++++-----CA：CB=UB：UA=SA：SBCA：CB=UB：UA=dB：dAC2C1UU2U1串联C1C2U并联U1=Q1/C1U2=Q2/C2U=U1+U2Q1=Q2=QC1C11C21=+电容器串联电容C减小，耐压值变大；Q1=U1·C1Q2=U2·C2Q=Q1+Q2U1=U2=U电容器并联电容C增大，耐压值取小值；C=C1+C2静电场—电容器【例题1】（1）如图所示，电容器充电后电键k保持闭合，则：①若使S↓、d↑及εr↑，电容器电容C、极板上电量Q、板间电场E分别如何变化？②现使B板向下移一段距离，若B板接地，φP怎么变？若A板接地，φP怎么变？总结：1.开关闭合电容器两板电压U不变，开关断开电容器带电量Q不变；注意配套公式的使用；2.某点电势的高低是指该点到接地点的电势差，注意下标运算。静电场—电容器闭合：U不变+++---PCεkBAS↓→C↓→Q↓；U、d不变→E不变；d↑→C↓→Q↓；U不变、d↑→E↓；

εr↑→C↑→Q↑；U、d不变→E不变；若B板接地：d↑→E↓→UAP↓φP=UPB=U-UAPφP↑若A板接地：d↑→E↓→UAP↓φP=UPA=-UAPφP↑（2）如图所示，电容器充电后电键k保持断开，则：①若使S↓、d↑及εr↑，电容器电容C、两板间电压U、板间电场E分别如何变化？②现使B板向下移一段距离，若B板接地，φP怎么变？若A板接地，φP怎么变？+++---PCεkBA断开：Q不变S↓→C↓→U↑→E↑；d↑→C↓→U↑；E不变；

εr↑→C↑→U↓→E↓；若B板接地：E不变φP=UPB=EdPBφP↑若A板接地：E不变φP=UPA=-EdAPφP不变E===εrS4πkQUdQCd总结：1.

题1考查的是电容器两极的U不变，核心表达式是功能关系的使用，注意重力做功的变化；2.

题2考查的也是电容器两极的U不变，核心内容是力的运算，注意竖直方向仍然处于平衡状态。静电场—电容器BPAεkMNddACDmg·2d=qUh=2dh=2dh<2dh>2d（2）如图所示，水平放置平行金属板A、B分别与电源两极相连，带电液滴P在金属板A、B间保持静止，现设法使P固定，再使两金属板a、b分别绕中心点O、O′垂直于纸面的轴顺时针转相同的小角度θ，然后释放P；求：P在A、B两极板内的运动性质；BPAεkOO′d′dE=U/dE′=U/d′E′=E/cosθPFGPF′GqE′cosθ=mgqE=mg水平向右匀加速运动a=gtanθ总结：1.题1考查的是电容器的电荷量Q不变，核心表达式是功能关系的使用，注意分析正负功增量大小的比较；2.

题2考查的也是电容器的电荷量Q不变，核心内容是力的运算，注意场强不变。静电场—电容器BPAεkMNddAB（2）如图所示，水平放置平行金属板A、B分别与电源两极断开，带电液滴P在金属板A、B间保持静止，现设法使P固定，再使两金属板a、b分别绕中心点O、O′垂直于纸面的轴顺时针转相同的小角度θ，然后释放P；求：P在A、B两极板内的运动性质；BPAεkOO′d′d斜向下匀加速运动a=2gsin(θ/2)mg·2d=qEdqE=2mg且E不变比较mg(2d+⊿h)、qE(d+⊿h′)大小PFGPFGqE=mgF合=2mgsin(θ/2)E===εrS4πkQUdQCdE不变E===εrS4πkQUdQCd【例题4】（1）在两极板间相距为d的平行板电容器中，①插入一块厚为d/2的金属大平板（此板与两极板平行），其电容变为原来的多少倍？②如果插入一块厚为d/2相对介电常数为εr的电介质大平板，则又会如何？总结：1.电容器插入金属板理解为d减小引起电容C增大；若Q不变，E不变；若U不变，Q增加，E增大；2.电容器插入电介质可产生极化电荷，导致电介质内部场强减小，从而引起电容C增大。（2）如图所示，两块金属极板a和c在竖直平面内水平放置，相互隔开，板a和c接在电源两端。闭合开关，一带负电微粒P以某一初速度水平射入板a和c之间，落在板c上的Q点。①断开开关，平行地插入金属板b，带电微粒P在同样的入射位置以同样的初速度水平射入板b和c之间，则微粒落在何处？②若闭合开关，微粒落在何处？静电场—电容器C==QUQEdC′=2Cd′=d/2E′=EεrE′=0+++++-----+++++-----E′≠0+++++---+++-----U′=+=2εrU(1+εr)Ed2Ed2εr1+εr2εrC′=CcPaεkbQC==QUεrS4πkdE==εrS4πkQUd①断开开关：E不变，受力不变；Q不变微粒落在Q点②闭合开关：U不变E增大，a变化；微粒可能落在Q点的右侧，可能射出极板或打在b板；例题1例题2例题3例题4静电场—电容器【例题1】（1）如图所示，电容器充电后电键k保持闭合，则：①若使S↓、d↑及εr↑，电容器电容C、极板上电量Q、板间电场E分别如何变化？②现使B板向下移一断距离，若B板接地，φP怎么变？若A板接地，φP怎么变？（2）如图所示，电容器充电后电键k保持断开，则：①若使S↓、d↑及εr↑，电容器电容C、两板间电压U、板间电场E分别如何变化？②现使B板向下移一断距离，若B板接地，φP怎么变？若A板接地，φP怎么变？闭合：U不变S↓→C↓→Q↓；U、d不变→E不变；d↑→C↓→Q↓；U不变、d↑→E↓；

εr↑→C↑→Q↑；U、d不变→E不变；+++---PCεkBA若B板接地：d↑→E↓→UAP↓φP=UPB=U-UAPφP↑若A板接地：d↑→E↓→UAP↓φP=UPA=-UAPφP↑+++---PCεkBA断开：Q不变S↓→C↓→U↑→E↑；d↑→C↓→U↑；E不变；

εr↑→C↑→U↓→E↓；若B板接地：E不变φP=UPB=EdPBφP↑若A板接地：E不变φP=UPA=-EdAPφP不变E===εrS4πkQUdQCdE′=Eεr例题1例题2例题3例题4静电场—电容器【例题2】（1）如图所示，A、B为平行金属板，两板相距为d，分别与电源两极相连，两板各有一小孔M和N，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，到达N孔时速度恰好为零，然后沿原路返回，保持两极板间的电压不变，则()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（2）如图所示，水平放置平行金属板A、B分别与电源两极相连，带电液滴P在金属板A、B间保持静止，现设法使P固定，再使两金属板a、b分别绕中心点O、O′垂直于纸面的轴顺时针转相同的小角度θ，然后释放P；求：P在A、B两极板内的运动性质；BPAεkMNddACDmg·2d=qUh=2dh=2dh<2dh>2dBPAεkOO′d′dE=U/dE′=U/d′E′=E/cosθPFGPF′GqE′cosθ=mgqE=mg水平向右匀加速运动a=gtanθ例题1例题2例题3例题4静电场—电容器【例题3】（1）如图所示，A、B为平行金属板，两板相距为d，分别与电源两极断开，两板各有一小孔M和N，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，到达N孔时速度恰好为零，然后沿原路返回，保持两极板间的电压不变，则()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（2）如图所示，水平放置平行金属板A、B分别与电源两极断开，带电液滴P在金属板A、B间保持静止，现设法使P固定，再使两金属板a、b分别绕中心点O、O′垂直于纸面的轴顺时针转相同的小角度θ，然后释放P；求：P在A、B两极板内的运动性质；BPAεkMNddABmg·2d=qEdBPAεkOO′d′dPFGqE=mg斜向下匀加速运动a=2gsin(θ/2)E=2g且E不变比较mg(2d+⊿h)、qE(d+⊿h′)大小E===εrS4πkQUdQCdPFGF合=2mgsin(θ/2)E不变E===εrS4πkQUdQCd例题1例题2例题3例题4静电场—电容器【例题4】（1）在两极板间相距为d的平行板电容器中，①插入一块厚为d/2的金属大平板（此板与两极板平行），其电容变为原来的多少倍？②如果插入一块厚为d/2相对介电常数为εr的电介质大平板，则又会如何？（2）如图所示，两块金属极板a和c水平放置，相互隔开，板a和c接在电源两端。闭合开关，一带负电微粒P以某一初速度水平射入板a和c之间，落在板c上的Q点。①断开开关，平行地插入金属板b，带电微粒P在同样的入射位置以同样的初速度水平射入板b和c之间，则微粒落在何处？②若闭合开关，微粒又落在何处？C==QUQEdC′=2Cd′=d/2E′=EεrE′=0+++++-----+++++-----E′≠0+++++---