人教2023年高考物理一轮复习(全国版) 第8章 第3讲　电容器　实验：观察电容器的充、放电现象　带电粒子在电场中的直线运动.docx

第3讲　电容器　实验：观察电容器的充、放电现象
带电粒子在电场中的直线运动
目标要求　1.了解电容器的充电、放电过程，会计算电容器充、放电电荷量.2.了解影响平行板电容器电容大小的因素，能利用公式判断平行板电容器电容的变化.3.利用动力学、功能观点分析带电粒子在电场中的直线运动．
考点一　电容器及平行板电容器的动态分析
1．电容器
(1)组成：由两个彼此绝缘又相距很近的导体组成．
(2)带电荷量：一个极板所带电荷量的绝对值．
(3)电容器的充、放电：
①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．
②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．
2．电容
(1)定义：电容器所带的电荷量与电容器两极板之间的电势差之比．
(2)定义式：C＝.
(3)单位：法拉(F)、微法(μF)、皮法(pF).1 F＝106 μF＝1012 pF.
(4)意义：表示电容器容纳电荷本领的高低．
(5)决定因素：由电容器本身物理条件(大小、形状、极板相对位置及电介质)决定，与电容器是否带电及电压无关．
3．平行板电容器的电容
(1)决定因素：正对面积、相对介电常数、两板间的距离．
(2)决定式：C＝.
1．电容器的电荷量等于两个极板所带电荷量绝对值的和．(　×　)
2．电容器的电容与电容器所带电荷量成正比，与电压成反比．(　×　)
3．放电后电容器的电荷量为零，电容也为零．(　×　)
1．两类典型问题
(1)电容器始终与恒压电源相连，电容器两极板间的电势差U保持不变．
(2)电容器充电后与电源断开，电容器两极板所带的电荷量Q保持不变．
2．动态分析思路
(1)U不变
①根据C＝＝先分析电容的变化，再分析Q的变化．
②根据E＝分析场强的变化．
③根据UAB＝E·d分析某点电势变化．
(2)Q不变
①根据C＝＝先分析电容的变化，再分析U的变化．
②根据E＝＝分析场强变化．
考向1　两极板间电势差不变
例1　(多选)如图所示，电容式麦克风的振动膜是利用超薄金属或镀金的塑料薄膜制成的，它与基板构成电容器，并与电阻、电池构成闭合回路．麦克风正常工作时，振动膜随声波左右振动．下列说法正确的是(　　)
A．振动膜向右运动时，电容器的板间电场强度不变
B．振动膜向右运动时，a点的电势比b点的电势高
C．振动膜向左运动时，电阻上有从a到b的电流
D．振动膜向左运动时，振动膜所带的电荷量减小
答案　BD
解析　振动膜向右振动时电容器两极板的距离变小，根据E＝，电容器板间的电场强度变大，根据
C＝电容增大，根据C＝，在U不变的情况下，Q增大，电容器充电，R中电流方向向下，即有从a到b的电流，a点的电势比b点的电势高，A错误，B正确；振动膜向左振动时电容器两极板的距离变大，根据C＝，电容减小，根据C＝知，在U不变的情况下，Q减小，电容器放电，R中电流方向向上，即有从b到a 的电流， C错误，D正确．
例2　如图所示，两块较大的金属板A、B相距为d，水平放置并与一电源相连．以下说法正确的是(　　)
A．若S保持闭合，将上板A向上平移一小段位移，G 中有a→b的电流
B．若S保持闭合，将下板B向下平移一小段位移，G 中有b→a的电流
C．若S保持断开，将上板A向上平移一小段位移，G中有a→b的电流
D．若S保持断开，将下板B向下平移一小段位移，G中有b→a的电流
答案　B
解析　若S保持闭合，将上板A向上平移一小段距离，极板间距变大，根据电容的决定式C＝ 知，电容C减小，而电容器的电压不变，电容器所带电量为Q＝CU，可知Q将减小，电容器要放电，电路中形成逆时针方向的电流，所以G中有b→a的电流，故A错误．若将下板B向下平移一小段，板间距离增大，根据电容的决定式C＝知，电容C减小，而电容器的电压不变，则电容器所带电量Q＝CU将减小，电容器要放电，电路中形成逆时针方向的电流，所以G中有b→a的电流，故B正确；S保持断开，将上板A向上平移一小段位移或将下板B向下平移一小段距离，电容器所带电量不变，G中无电流通过．故C、D错误．
考向2　两极板带电荷量不变
例3　(多选)如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源连接，下极板接地，静电计所带电荷量很少，可忽略，开关闭合，稳定时一带电的油滴静止于两极板间的P点，若断开开关K，将平行板电容器的上极板竖直向下平移一小段距离，则下列说法正确的是(　　)
A．静电计指针的张角变小
B．P点电势升高
C．带电油滴向上运动
D．带电油滴的电势能不变
答案　AD
解析　将平行板电容器的上极板竖直向下平移一小段距离，极