（江蘇專版）2022年高考物理總復(fù)習(xí) 第27講 電容器講義

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1、（江蘇專版）2022年高考物理總復(fù)習(xí) 第27講 電容器講義考情剖析考查內(nèi)容考綱要求考查年份考查詳情能力要求電容電容器13年T8選擇，考查電容器電容對(duì)電路的影響T15計(jì)算，以帶電粒子在勻強(qiáng)場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)為背景，計(jì)算粒子做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度分析綜合、推理、應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問(wèn)題14年T9選擇，考查霍爾效應(yīng)、電功率分析綜合、推理17年T4選擇，考查電容器的兩類(lèi)動(dòng)態(tài)變化分析綜合、推理弱項(xiàng)清單,1.電容器定義式及決定式；2電容器的動(dòng)態(tài)分析知識(shí)整合1電容器(1)構(gòu)成：兩個(gè)彼此_又互相靠近的_可構(gòu)成電容器(2)極板帶電荷量：_極板所帶電荷量的絕對(duì)值2電容器的充、放電(1)充電：使電容器帶電的過(guò)程，充電后電容器兩極

2、板帶上等量的_，電容器中儲(chǔ)存_(2)放電：使充電后的電容器失去電荷的過(guò)程，放電過(guò)程中_能轉(zhuǎn)化為_(kāi)能3電容(1)定義：電容器所帶的_與電容器兩極板間的_的比值(2)意義：表示電容器_的物理量(3)定義式：C_.(4)單位：_.4平行板電容器電容決定式：C_，_為兩板的正對(duì)面積，_為極板間的距離，其中_是介電常數(shù)方法技巧考點(diǎn)1兩個(gè)公式的理解1定義式C適用于一切電容器，采用比值定義法定義，電容C只由電容器本身決定，與兩板間的電壓U和電量Q均無(wú)關(guān)2決定式C只適用于平行板電容器，是平行板電容器電容的決定式，與絕緣物質(zhì)即電介質(zhì)的介電常數(shù)、兩板的正對(duì)面積和兩板間的距離有關(guān)【典型例題1】如圖為一只“極距變化型

3、電容式傳感器”部分構(gòu)件的示意圖，當(dāng)動(dòng)極板和定極板之間的距離d變化時(shí)，電容C便發(fā)生變化，通過(guò)測(cè)量電容C的變化就可知道兩極板之間距離d的變化情況在如圖選項(xiàng)中能正確反映電容C與距離d之間變化規(guī)律的是()ABCD考點(diǎn)2平行板電容器的動(dòng)態(tài)問(wèn)題分析1運(yùn)用電容器定義式和決定式分析電容器相關(guān)量變化的思路(1)確定不變量，分析是電壓不變還是所帶電荷量不變(2)用決定式C分析平行板電容器電容的變化(3)用定義式C分析電容器所帶電荷量或兩極板間電壓的變化(4)用E分析平行板電容器極板間勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的變化2兩類(lèi)動(dòng)態(tài)問(wèn)題分析比較(1)第一類(lèi)動(dòng)態(tài)變化：兩極板間電壓U恒定不變(2)第二類(lèi)動(dòng)態(tài)變化：電容器所帶電荷量Q恒定不變

4、【典型例題2】用控制變量法，可以研究影響平行板電容器的因素，如圖所示設(shè)兩極板正對(duì)面積為S，極板間的距離為d，靜電計(jì)指針偏角為.實(shí)驗(yàn)中，極板所帶電荷量不變，若() A保持S不變，增大d，則變大 B保持S不變，增大d，則變小 C保持d不變，減小S，則變小 D保持d不變，減小S，則不變1.靜電計(jì)是在驗(yàn)電器的基礎(chǔ)上制成的，用其指針張角的大小來(lái)定性顯示其金屬球與外殼之間的電勢(shì)差大小如圖所示，A、B是平行板電容器的兩個(gè)金屬板，G為靜電計(jì)開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)S閉合，靜電計(jì)指針張開(kāi)一定角度，為了使指針張開(kāi)的角度增大些，下列采取的措施可行的是() A斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S后，將A、B分開(kāi)些 B保持開(kāi)關(guān)S閉合，將A、B兩極板分開(kāi)些 C

5、保持開(kāi)關(guān)S閉合，將A、B兩極板靠近些 D保持開(kāi)關(guān)S閉合，將變阻器滑動(dòng)觸頭向右移動(dòng)【典型例題3】(多選)傳感器是一種采集信息的重要器件，如圖所示的是一種測(cè)定壓力的電容式傳感器，當(dāng)待測(cè)壓力F作用于可動(dòng)膜片電極上時(shí)，以下說(shuō)法中正確的是() A若F向上壓膜片電極，電路中有從a到b的電流 B若F向上壓膜片電極，電路中有從b到a的電流 C若F向上壓膜片電極，電路中不會(huì)出現(xiàn)電流 D若電流表有示數(shù)，則說(shuō)明壓力F發(fā)生變化【典型例題4】如圖所示，甲圖中電容器的兩個(gè)極板和電源的兩極相連，乙圖中電容器充電后斷開(kāi)電源在電容器的兩個(gè)極板間用相同的懸線分別吊起完全相同的小球，小球靜止時(shí)懸線和豎直方向的夾角均為，將兩圖中的右

6、極板向右平移時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()甲 乙 A甲圖中夾角減小，乙圖中夾角增大 B甲圖中夾角減小，乙圖中夾角不變 C甲圖中夾角不變，乙圖中夾角不變 D甲圖中夾角減小，乙圖中夾角減小2.(多選)如圖所示，兩塊平行帶電金屬板，帶正電的極板接地，兩板間P點(diǎn)處固定著一個(gè)負(fù)電荷(電荷量很小)現(xiàn)讓兩板保持距離不變而水平錯(cuò)開(kāi)一段距離，則() A兩板間電壓變大，P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)變大 B兩板間電壓變小，P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)變小 CP點(diǎn)電勢(shì)變大，負(fù)電荷的電勢(shì)能變小 DP點(diǎn)電勢(shì)變小，負(fù)電荷的電勢(shì)能變大當(dāng)堂檢測(cè)1.根據(jù)電容器電容的定義式C，可知() A電容器所帶的電荷量Q越多，它的電容就越大，C與Q成正比 B電容器不帶電時(shí)，其電容為零 C

7、電容器兩極板之間的電壓U越高，它的電容就越小，C與U成反比 D以上說(shuō)法均不對(duì)2(多選)美國(guó)物理學(xué)家密立根通過(guò)研究平行板間懸浮不動(dòng)的帶電油滴，比較準(zhǔn)確地測(cè)定了電子的電荷量如圖所示，平行板電容器兩極板M、N相距d，兩極板分別與電壓為U的恒定電源兩極連接，極板M帶正電現(xiàn)有一質(zhì)量為m的帶電油滴在極板中央處于靜止?fàn)顟B(tài)，且此時(shí)極板帶電荷量與油滴帶電荷量的比值為k，則()第2題圖 A油滴帶負(fù)電 B油滴帶電荷量為 C電容器的電容為 D將極板N向下緩慢移動(dòng)一小段距離，油滴將向上運(yùn)動(dòng)3如圖所示，用導(dǎo)線將靜電計(jì)與已經(jīng)充電的平行板電容器極板連接，保持B極板位置不動(dòng)，向右沿水平方向移動(dòng)A極板下列判斷正確的是()第3題圖

8、 A電容器電容減小 B兩極板間電壓不變 C靜電計(jì)指針偏角變大 D兩極板間電場(chǎng)強(qiáng)度不變4如圖所示，M、N是平行板電容器的兩個(gè)極板，R0為定值電阻，R1、R2為可調(diào)電阻，用絕緣細(xì)線將質(zhì)量為m、帶正電的小球懸于電容器內(nèi)部閉合開(kāi)關(guān)S，小球靜止時(shí)受到懸線的拉力為F.調(diào)節(jié)R1、R2，關(guān)于F的大小判斷正確的是()第4題圖 A保持R1不變，緩慢增大R2時(shí)，F(xiàn)將變大 B保持R1不變，緩慢增大R2時(shí)，F(xiàn)將變小 C保持R2不變，緩慢增大R1時(shí)，F(xiàn)將變大 D保持R2不變，緩慢增大R1時(shí)，F(xiàn)將變小5某電容式話筒的原理示意圖如圖所示，E為電源，R為電阻，薄片P和Q為兩相互絕緣的金屬極板當(dāng)對(duì)著話筒說(shuō)話時(shí)，P振動(dòng)而Q可視為不

9、動(dòng)，在P、Q間距增大過(guò)程中()第5題圖 AP、Q兩板構(gòu)成電容器的電容增大 BP板電荷量增大 CM點(diǎn)的電勢(shì)比N點(diǎn)低 DM點(diǎn)的電勢(shì)比N點(diǎn)高第27講電容器知識(shí)整合基礎(chǔ)自測(cè)1(1)絕緣導(dǎo)體(2)一個(gè)2. (1)異種電能(2)電其他形式的3.(1)電荷量Q電勢(shì)差U(2)容納電荷本領(lǐng)(3)(4)法拉4.Sdr方法技巧典型例題1A典型例題2A【解析】靜電計(jì)指針偏轉(zhuǎn)角反映電容器兩板間電壓的大小，根據(jù)電容的決定式C，保持S不變，增大d，電容C減小，再根據(jù)定義式C，知U增大，所以變大，故A正確，B錯(cuò)誤；保持d不變，減小S，電容減小，再根據(jù)定義式C，知U增大，所以變大故C、D錯(cuò)誤故選A.變式訓(xùn)練1A【解析】斷開(kāi)電鍵

10、，電容器帶電量不變，將AB分開(kāi)一些，則d增大，根據(jù)C知，電容減小，根據(jù)U知，電勢(shì)差增大，指針張角增大故A正確保持開(kāi)關(guān)閉合，電容器兩端的電勢(shì)差不變，則指針張角不變知，故B錯(cuò)誤保持開(kāi)關(guān)閉合，電容器兩端的電勢(shì)差不變，則指針張角不變故C錯(cuò)誤保持開(kāi)關(guān)閉合，電容器兩端的電勢(shì)差不變，變阻器僅僅充當(dāng)導(dǎo)線功能，滑動(dòng)觸頭滑動(dòng)不會(huì)影響指針張角，故D錯(cuò)誤故選A.典型例題3BD【解析】向上壓膜片，使得兩板間距離d減小，根據(jù)C知，電容增大，始終跟電源相連，兩板間電壓不變，根據(jù)C知，Q增大，電容器處于充電狀態(tài)，電路中有b到a的電流，所以B正確；若F變化，則距離d變化，電容C變化，導(dǎo)致Q變化，電路中有電流通過(guò)，電流表有示數(shù)，

11、所以D正確典型例題4B【解析】甲圖中的電容器和電源相連，所以電容器兩極板間的電壓不變，當(dāng)極板間的距離增大時(shí)，根據(jù)公式E可知，板間的電場(chǎng)強(qiáng)度減小，電場(chǎng)力減小，所以懸線和豎直方向的夾角將減小當(dāng)電容器充電后斷開(kāi)電源，電容器的極板所帶的電荷量不變；根據(jù)平行板電容器的電容公式C，極板間的電壓U，極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度E，當(dāng)兩個(gè)極板電荷量不變，距離改變時(shí)，場(chǎng)強(qiáng)與兩板間距離無(wú)關(guān)，故乙圖中夾角不變綜上分析，選項(xiàng)B正確變式訓(xùn)練2AD【解析】由S減小，致使C減小，E變大，由于Q不變，根據(jù)定義式可知U變大；根據(jù)PEd，Ep(q) P qEd，負(fù)電荷在此電場(chǎng)中具有的電勢(shì)能是正的當(dāng)堂檢測(cè)1D2AC【解析】由題意知油滴受到的電

12、場(chǎng)力方向豎直向上，又上極板帶正電，故油滴帶負(fù)電，設(shè)油滴帶電荷量為q，則極板帶電荷量為Qkq，由于qEmg，E，C，解得q，C，將極板N向下緩慢移動(dòng)一小段距離，U不變，d增大，則電場(chǎng)強(qiáng)度E減小，重力將大于電場(chǎng)力，油滴將向下運(yùn)動(dòng)，只有選項(xiàng)A、C正確3D【解析】A板右移，距離d減小，電容C變大；因?yàn)槌浜秒姷碾娙萜鲙щ姾闪恳欢ǎ鶕?jù)定義式C 可知U減小， 靜電計(jì)指針偏角變小；再由E，得E，由于Q與S都不變，故電場(chǎng)強(qiáng)度E不變；故ABC錯(cuò)誤，D正確4B【解析】據(jù)題圖可知電容器兩端電壓UMN即R0兩端電壓，而R0和R2是串聯(lián)關(guān)系，兩者電壓的和為電源的電動(dòng)勢(shì)，因此R2UR0UMN電場(chǎng)強(qiáng)度EF電F，A錯(cuò)誤，B正確；R2不變，緩慢增大R1時(shí)，R0兩端電壓不變，電容器兩端電壓不變，故F不變，C、D均錯(cuò)5D【解析】電容式話筒與電源串聯(lián)，其電壓保持不變，在P、Q間距增大的過(guò)程中，根據(jù)電容決定式C可知電容減??；又根據(jù)電容定義式C 可知電容器所帶電量減小，P板上電荷量減小，電容器放電，放電電流通過(guò)R的方向由M到N，則M點(diǎn)電勢(shì)高于N點(diǎn)，故B、A、C錯(cuò)誤，D正確