1.电容器

1.电容器

1.电容器
1.电容器
3.平行板电容器电容的决定因素
●提出问题：影响平行板电容器的电容大小可能有哪些因素？
●猜想假设：
●实验验证：
●得出结论：
介质的种类
平板的距离
平板的面积
平板的材料
器材
原理
现象
下面关于电容器及其电容的叙述正确的是(　　)
A 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
B 电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和
C 电容器的电容与电容器所带电荷量成反比
D 一个电容器的电荷量增加ΔQ＝1.0×10－6C时，两极间电压升高10V，则电容器的电容无法确定
当堂训练
解析：电容器既然是储存电荷的容器，它里面有无电荷不影响其储存电荷的能力，A正确；电容器所带的电荷量指任一极板电荷量的绝对值，B错；电容器的电容由电容器结构决定，不随带电量的变化而变化，C错， 可求电容器的电容，D错．
当堂训练
答案：A
点评：①将C＝Q/U， 与E＝F/q、E＝ 对比，弄清哪是定义式，哪是决定式．
②由 可推得C＝ ，有时应用很方便．
当堂训练
有一充电的平行板电容器，两板间电压为3V，现使它的电荷量减少3×10－4C，于是电容器两极板间电压降为原来的 ，此电容器的电容是________μF，电容器原来的带电荷量是________C，若电容器极板上的电荷量全部放掉，电容器的电容是________μF.
当堂训练
答案：150　4.5×10－4C　150
解析：(1)电容器两极板间电势差的变化量为

(2)电容器原来的电荷量为Q，则
Q＝CU＝1.5×10－4×3C＝4.5×10－4C
(3)电容器的电容是由本身决定的，与是否带电无关，所以电容器放掉全部电荷后，电容仍然是150μF.
当堂训练
如图所示，电路中，A、B为两块竖直放置的金属板，G是一只静电计，开关S合上后，静电计指针张开一个角度，下述哪些做法可使指针张角增大 (　　)
A．使A、B两板靠近一些
B．使A、B两板正对面积错开一些
C．断开S后，使B板向右平移拉开一些
D．断开S后，使A、B正对面积错开一些
当堂训练
解析：图中静电计的金属杆接A极，外壳和B板均接地，静电计显示的是A、B两极板间的电压，指针张角越大，表示两板间的电压越高．当合上S后，A、B两板与电源两极相连，板间电压等于电源电压不变，静电计指针张角不变；当断开S后，板间距离增大，正对面积减小，都将使A、B两板间的电容变小，而电容器电荷量不变，由C＝Q/U可知，板间电压U增大，从而静电计指针张角增大，答案应选CD.
答案：CD
当堂训练
点评：①在判断电容器相关物理量的变化时，首先要弄清哪些量是不变的，然后根据不变量和相关公式推断其他待分析量的变化情况．
②若电容器充电后与电源断开，则带电荷量Q不变；若电容器始终与电源相连，则电压U不变．
③分析电容器物理量变化常用的公式有：
④静电计是测量电势差的仪器，不能用于测直流电路中两点的电压．静电张角大，说明极板间电势差大．
当堂训练
(2009·福建仙游现代中学高二检测)下图的电路中C是平行板电容器，在S先触1后又扳到2，这时将平行板的板间距拉大一点，下列说法正确的是 (　　)
当堂训练
A．平行板电容器两板的电势差不变
B．平行板电容器两板的电势差变小
C．平行板电容器两板的电势差增大
D．平行板电容器两板间的电场强度不变
答案：CD
当堂训练
如图所示，两平行金属板水平放置并接到电源上，一个带电微粒P位于两板间，恰好平衡．现用外力将P固定住，然后固定导线各接点，使两板均转过α角，如图虚线所示，再撤去外力，则P在两板间(　　)
当堂训练
A．保持静止
B．水平向左做直线运动
C．向右下方运动
D．不知α角的值，无法
确定P的运动状态
解析：设原来两板间距为d，电势差为U，则qE＝mg.当板转过α角时两板间距d′＝dcosα， 此时电场力F′＝qE′＝qE/cosα，其方向斜向上，其竖直分力F′y＝F′cosα＝qE＝mg，故竖直方向上合力为零，则P水平向左做匀加速直线运动．

答案：B
点评：平行板电容器内场强为匀强电场，其场强 ，当两极板接电源时其电压恒为电源电动势．
当堂训练
如图所示，有一平行板电容器，电容为C，A板接地，中间开一小孔，通过这一小孔连续地向电容器射入电子，电子射入小孔的速度为v0，单位时间内射入的电子数为n，电子质量为m，电荷量为e，电容器原来不带电，电子射到B板时均留在B板上，求电容器两极板能达到的最大电势差和从开始射入电子到电容器两极板电势差达到最大所用的时间？
当堂训练
答案：
解析：设最大电势差为U，由动能定理：
，

此时电容器带的电荷量：
当堂训练
传感器在自动控制中有着广泛的应用，右图是一种测定液面高度的电容式传感器的示意图，A为固定的导体芯，B为导体外面的一层绝缘物质，外部为导电液体，从指示器显示的电容C大小的变化，就能反映液面的升降情况．二者关系正确的是(　　)
A．C增大表示h增大
B．C增大表示h减小
C．C减小表示h减小
D．C减小表示h增大
当堂训练
解析：导体芯A和导电液体是电容器的两极，当液面的高度h发生变化时，极板间的正对面积S发生变化：h增大，S增大；h减小，S减小．根据平行板电容器电容的决定式C＝
可知，S增大时，电容C增大；S减小时，电容C减小，所以选项A和C正确．
答案：AC
点评：本题考查电容器的构成及平行板电容器电容大小的影响因素，准确分析高度h变化时对应的正对面积S的变化情况是解决问题的关键．
当堂训练
如图所示，计算机键盘的每一个键下面都连一块金属片，与该金属片隔有一定空隙的是另一块小的固定的金属片．这两片金属组成一小电容器．该电容器的电容C可用公式C＝εS/d计算，式中常量ε＝9×10－12F/m，S表示金属片的正对面积，d表示两金属片间的距离．当键被按下时，此小电容器的电容发生变化，与之相连的电子线路就能检测出是哪个键被按下了，从而给出相应的信号．设每个金属片的正对面积为50mm2，键未按下时两金属片的距离为0.6mm.如果电容变化0.25pF，电子线路恰能检测出必要的信号，则键至少需要被按下________．
当堂训练
电容式键盘
当堂训练
答案：0.15mm
解析： ＝7.5×10－13F
当键被按下Δd时，电容增加ΔC＝0.25pF，
当堂训练