电场强度与电势差的关系 电容器及其电容
※【课前基础预诊】
1.( )如图所示,先接通S 使电容器充电,然后断开S ,当增大两极板间距离时,电容器所带电量Q 、电容C 、两板间电势差U 、电容器两极板间场强的变化情况是:
A .Q 变小,C 不变,U 不变,E 变小
B .Q 变小,
C 变小,U 不变,E 不变
C .Q 不变,C 变小,U 变大,E 不变
D .Q 不变,C 变小,U 变小,
E 变小
2.( )如图所示,一个由电池、电阻R 和平行板电容器组成的串联电路,在增大电容器两极板间距离的过程中
A .电阻R 中没有电流
B .电容器的电容变小
C .电阻R 中有从a 流向b 的电流
D .电阻R 中有从b 流向a 的电流 ※【知识规律再现】
一、电场强度与电势差的关系
匀强电场中电势差与场强的关系是U=________,或者E=_________,公式中的d是沿场强方向的____________.
二、电容
1.电容器:两个彼此___________,而又互相靠近的____________,就组成一个电容器.
2.电容
(1)定义:电容器每个极板所带_________Q与电容器两极板间的电势差U的_______,叫做电容器的电容.
(2)定义式:___________________________.
(3)物理意义:它表示电容器容纳_______的本领,在数值上等于使两极间的电势差为1V时电容器需要带的_____________.
(4)单位:法(F).
1法(F)=___________微法(μF)=_________皮法(pF) .
3.平行板电容器
(1)决定式:____________.
(2)物理意义:平行板电容器的电容只由其结构决定,而与其是否带电和两极板间是否有电势差___________.
(3)E、d、U间的关系:设两极间的电场强度为E,两极间的距离为d,两极间的电势差为U,则E=_______________.
(4)两种特例:
①保持两板与电源相连,则电容器两极板间电压不变.当d增大时,E减小;当d减小时,E增大.
②充电后断开电源,则电容器每个极板所带_________不变.当d增大(或减小)时,E的大小和方向均不变.
※【考点互动突破】
1.关于公式E=U/d的理解
例1 在一匀强电场中有M、N、P三点,它们的连线组成一个直角三角形,如图所示.MN=4cm,MP=5cm当把电荷量为-2×10-9C的点电荷从M点移至N点时,电场力做功为8×10-9J,而从M点移至P点时,电场力做功也为8×10-9J.则电场强度E的大小为多少?电场的方向怎样?
2.电容器电容的定义式的理解
例2平行板电容器所带的电荷量为Q=4×10-8C,电容器两板间的电压为U=2V,则该电容器的电容为;如果将其放电,使其所带电荷量为原来的一半,则两板间的电压为,两板间电场强度变为原来的倍,此时平行板电容器的电容为。
&变式如图电路中,A、B为两块竖直放置的金属板,G是一只静电计,开
关S合上时,静电计张开一个角度,下述情况中可使指针张角增大的是
A、合上S,使A、B两板靠近一些
B、合上S,使A、B正对面积错开一些
C、断开S,使A、B间距增大一些
D、断开S,使A、B正对面积错开一些
例3一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地。
两板间有一个正电荷固定在P 点,如图所示,以E 表示两板间的场强,U 表示电容器两板间的电压,W 表示正电荷在P
点的
电势能,若保持负极板不动,将正极板向下移到图示的虚线位置则:
A 、U 变小,E 不变
B 、E 变小,W 不变
C 、U 变小,W 不变
D 、U 不变,W 不变
3.带电粒子在电容中的运动
例4.如图所示,平行板电容器电容为C ,电荷量Q ,极板长为l ,极板间距离为d ,极板与水平面成α夹角,现有一质量为m 的带电液滴沿两极板的中线从P 点由静止出发到达Q 点,P 、Q 两点都恰在电容器的边缘处,忽略边缘效应,
求:
(1)液滴的电荷量
(2)液滴到达Q 点时的速度大小
※【纠错感悟到位】
请同学们反思自己易错点、薄弱点等,并自选题目进行针对性自我强化纠错:
优化知能训练
(单选)( )1.一个电容器带电量为Q 时,两极板间的电势差为U ,若使其带电量增加4×10-7
C ,电势差则增加20V ,则它的电容是
A .1×10-7F
B .2×10-8F
C .4×10-8F
D .8×10-8F
(单选) ( )2.如图所示,平行板电容器的电容为C ,带电量为Q ,板间距离为d ,今在两板的中点2d 处放一电荷q ,则它所受电场力的大小为
A .k 22d Qq
B .k 24d Qq
C .Cd Qq
D .Cd Qq 2
(单选) ( )3.如图所示,有一个平行板电容器与静电计连接,板间原为空气,使电容器带电后,张开一个角度,现撤去电源,然后向两极间缓缓插入一块介质板,则
A .角度θ将变大
B .角度θ将变小
C .角度θ将不变
D .角度θ将先变小再变大
(多选) ( )4.平行板电容器的电容
A .跟两极板间的距离成正比
B .跟充满极板间的介质的介电常数成正比
C .跟两极板的正对面积成正比
D .跟加在两极板间的电压成正比
(多选) ( )5.如图所示,是描述对给定的电容器充电时电量Q 、电压U 、电容C 之间相互关系的图象,其中正确的是
(多选) ( )6.对于水平放置的平行板电容器
A .将两极板的间距加大,电容将增大
B .将两极板平行错开,使正对面积减小,电容将减小
C .在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的陶瓷板,电容将增大
D .在下板的内表面上放置一面积和极板相等,厚度小于极板间距的铝板,电容将增大
(多选) ( )7.两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置,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K ,电源即给电容器充电。
A .保持K 接通,减小两极板间的距离,则两极板间电场强度减小
B .保持K 接通,在两极板间插入一块介质,则极板上的电量增大
C .断开K ,减小两极板间的距离,则两极板间的电势差减小
D .断开K ,在两极板间插入一块介质,则两极板间的电势差增大
8.如图所示,水平放置的两平行金属板A 、B 相距为d ,电容为C ,开始时两极板均不带电,A 板接地且中央有一小孔,现将带电液一滴一滴地从小孔上方h 高处无初速地滴下,设每滴液滴的质量为m ,电荷量为q ,落到B 板后电荷全部传给B 板。
(1)第几滴液滴将在A 、B 间做匀速直线运动?
(2)能够到达B 板的液滴不会超过多少滴?
9.如图所示,相距为d 的两平行金属板M 、N 与电池相连后,其间形成匀强电场,一带正电粒子从M 极板边缘垂直于电场方向射入,并打在N 极板的正中央,不计重力,现欲把N 极板远离
M 极板平移,使原来射入的粒子能够射出电场,就下列两种情况求出N 极板至少移
动的距离。
(1)电健S 闭合;
(2)把闭合的电健S 打开。
10.如图所示的装置中,平行板电容中有一质量为m,带电量为q的小球,用长L的细线拴住后在电场中处于平衡位置,此时线与竖直方向的夹角为α,两板间的距离为d,求:
(1)小球带何种电荷?
(2)两板间的电势差是多少?
(3)把线拉成竖直向下的位置,放平后小球到达平衡位置时的速度为多大?
电场强度与电势差的关系电容器及其电容
参考答案
【课前基础预测】
1.C 2.BC
【知识规律再现】
一、电场强度与电势差的关系
EdU/d距离
二、电容
1.绝缘导体
2.电荷量比值C=Q/U(=ΔQ/ΔU)电荷电荷量1×106 1×1012
3.C=εS/4πkd无关U/d
4.电荷量
【考点互动突破】
例1:100N/M ;例2: 2×10-8C 、1V 、1/2 、2×10-8C 变式: C 、D 例3: AC 例4 (1)q Q m gdC α
cos =(2)mglsin α= 1mv 2
【优化知能训练】
1.B 2.C 3.B 4.B 、C 5.B 、C 、D 6.B 、C 、D7.B 、C
8.(1)n =2q mgCd +1(2) n '=++2)
(q d h mgC 1
9.(1)d 。
(2)3d 。
10.(1)小球带负电(2)U =mgd tg α/q (3)v =ααcos /)cos 1(2-gL。