2018年高中物理 第一章 靜電場(chǎng) 1.11 電容器的動(dòng)態(tài)分析學(xué)案 新人教版選修3-1.doc
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電容器的動(dòng)態(tài)分析 一、考點(diǎn)突破: 知識(shí)點(diǎn) 考綱要求 題型 說(shuō)明 電容器的動(dòng)態(tài)分析 1. 理解電容器的兩種狀態(tài); 2. 會(huì)根據(jù)電容的定義式和決定式對(duì)兩種狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析。 選擇題、計(jì)算題 本知識(shí)點(diǎn)屬于高考重點(diǎn),考查方向主要是電容器的動(dòng)態(tài)分析,及以電容器中勻強(qiáng)電場(chǎng)為背景考查粒子的平衡問(wèn)題及能量問(wèn)題。 二、重難點(diǎn)提示: 重點(diǎn):會(huì)根據(jù)電容的定義式和決定式對(duì)兩種狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析。 難點(diǎn):電容串并聯(lián)中的動(dòng)態(tài)分析。 1. 平行板電容器的動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題常見(jiàn)的類(lèi)型 (1)電容器始終和電源連接,此時(shí)U恒定,則Q=CU∝C,而C=,兩板間場(chǎng)強(qiáng)E=; (2)電容器充電后與電源斷開(kāi),此時(shí)Q恒定,則U=,C∝,場(chǎng)強(qiáng)E=。 2. 運(yùn)用電容的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=分析電容器兩極板間電場(chǎng)強(qiáng)度的變化。 例題1 如圖所示,兩塊較大的金屬板A、B平行放置并與一電源相連,S閉合后,兩板間有一質(zhì)量為m、電荷量為q的油滴恰好處于靜止?fàn)顟B(tài),以下說(shuō)法中正確的是( ) A. 若將A板向上平移一小段位移,則油滴向下加速運(yùn)動(dòng),G中有b→a的電流 B. 若將A板向左平移一小段位移,則油滴仍然靜止,G中有b→a的電流 C. 若將S斷開(kāi),則油滴立即做自由落體運(yùn)動(dòng),G中無(wú)電流 D. 若將S斷開(kāi),再將A板向下平移一小段位移,則油滴向上加速運(yùn)動(dòng),G中有b→a的電流 思路分析:根據(jù)電路圖可知,A板帶負(fù)電,B板帶正電,原來(lái)油滴恰好處于靜止?fàn)顟B(tài),說(shuō)明油滴受到的豎直向上的電場(chǎng)力剛好與重力平衡;當(dāng)S閉合,若將A板向上平移一小段位移,則板間間距d變大,而兩板間電壓U此時(shí)不變,故板間場(chǎng)強(qiáng)E=變小,油滴所受合力方向向下,所以油滴向下加速運(yùn)動(dòng),而根據(jù)C=可知,電容C減小,故兩板所帶電荷量Q也減小,因此電容器放電,所以G中有b→a的電流,選項(xiàng)A正確;在S閉合的情況下,若將A板向左平移一小段位移,兩板間電壓U和板間間距d都不變,所以板間場(chǎng)強(qiáng)E不變,油滴受力平衡,仍然靜止,但是兩板的正對(duì)面積S減小了,根據(jù)C=可知,電容C減小,兩板所帶電荷量Q也減小,電容器放電,所以G中有b→a的電流,選項(xiàng)B正確;若將S斷開(kāi),兩板所帶電荷量保持不變,板間場(chǎng)強(qiáng)E也不變,油滴仍然靜止,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;若將S斷開(kāi),再將A板向下平移一小段位移,兩板所帶電荷量Q仍保持不變,兩板間間距d變小,根據(jù)C=,U=和E=,可得E=,顯然,兩板間場(chǎng)強(qiáng)E不變,所以油滴仍然靜止,G中無(wú)電流,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案:AB 例題2 如圖所示,水平放置的平行板電容器,兩板間距為d。帶負(fù)電的小球質(zhì)量為m,帶電量為q,從下極板N的小孔P處,以初速度v0射入,沿直線(xiàn)到達(dá)上極板M上的小孔Q,若重力加速度為g。則( ) A. 小球在M、N間運(yùn)動(dòng)的加速度不為零 B. M板電勢(shì)高于N板電勢(shì) C. 小球從P到Q,電勢(shì)能增加了mgd D. M、N間電勢(shì)差大小為 思路分析:A. 小球受重力,電場(chǎng)力,且兩者一定在一條直線(xiàn)上,若小球沿直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),則說(shuō)明重力與電場(chǎng)力平衡。否則小球合力與速度不在一條直線(xiàn)上,小球做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤。 B. 由重力和電場(chǎng)力平衡,可知電場(chǎng)力向上,由于小球帶負(fù)電,故電場(chǎng)線(xiàn)方向向下,M板帶正電,故M點(diǎn)電勢(shì)高于N點(diǎn)電勢(shì),故B正確。 C. 由于電場(chǎng)力與重力平衡,即F=mg,電場(chǎng)力方向向上,做正功,做功為:W=Fd=mgd,故電勢(shì)能減少mgd,故C錯(cuò)誤。 D. 由電場(chǎng)力做功W=qU=mgd,解得:,故D正確。 答案:BD。 【方法提煉】電容器的串、并聯(lián)規(guī)律 1. 電容器的并聯(lián): 2. 電容器的串聯(lián): 滿(mǎn)分訓(xùn)練:如圖所示,兩個(gè)相同的平行板電容器C1、C2用導(dǎo)線(xiàn)相連,開(kāi)始都不帶電,現(xiàn)將開(kāi)關(guān)S閉合給兩個(gè)電容器充電,待充電完畢后,電容器C1兩板間有一帶電微粒恰好處于平衡狀態(tài),再將開(kāi)關(guān)S斷開(kāi),把電容器C2兩板稍錯(cuò)開(kāi)一些(兩板間距離保持不變),重新平衡后,下列判斷正確的是( ?。? A. 電容器C1兩板間電壓減小 B. 電容器C2兩板間電壓增大 C. 帶電微粒將加速上升 D. 電容器C1所帶電荷量增大 思路分析:充電完畢后電容器C1、C2并聯(lián),兩端電壓相等,都等于電源電壓U,斷開(kāi)S后,電容器C2兩板稍錯(cuò)開(kāi)一些,即兩板正對(duì)面積S減小,根據(jù)C=知電容減小,又由C=可知,兩板間電壓U′增大,此時(shí)U′>U,則電容器C2又開(kāi)始給C1充電,直到兩電容器電壓再次相等,此時(shí)兩者兩端的電壓比原來(lái)的電壓都增大,故A錯(cuò)誤,B正確;電容器C1所帶電荷量增大,故D正確;電容器C1兩端的電壓增大,根據(jù)E=U/d可知,C1兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度增大,則帶電微粒受到的電場(chǎng)力增大,帶電微粒將加速向上運(yùn)動(dòng),故C正確。 答案:BCD- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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