第3节 电容器 带电粒子在电场中的运动
知识点一| 电容器与电容
1.电容器
(1)组成:由两个彼此绝缘又相互靠近的导体组成。
(2)带电量: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)意义:表示电容器容纳电荷本领的物理量。
(2)定义式:C==。
(3)单位:法拉(F),1 F=106μF=1012pF。
3.平行板电容器
(1)影响因素:平行板电容器的电容与正对面积成正比,与电介质的相对介电常数成正比,与两极板间的距离成反比。
(2)决定式:C=,k为静电力常量.
(1)电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和。 (×)
(2)电容器的电容与电容器所带电荷量成反比。 (×)
(3)放电后电容器的电荷量为零,电容也为零。 (×)
[典例] (2018·江苏高考)如图所示,水平金属板A、B分别与电源两极相连,带电油滴处于静止状态。现将B板右端向下移动一小段距离,两金属板表面仍均为等势面,则该油滴( )
A.仍然保持静止 B.竖直向下运动
C.向左下方运动 D.向右下方运动
D [水平金属板间电场沿竖直方向,等势面为一组水平面。带电油滴处于静止状态,说明油滴受到的电场力方向竖直向上且Eq=mg。B板右端向下移动一小段距离,两极板间电压不变,则两极板间的等势面右端同样向下弯曲。电场线与等势面垂直,同样产生弯曲,且电场强度减小。竖直方向上Eyq<mg,水平方向上Exq向右,故油滴向右下方运动,故D项正确。]
平行板电容器动态分析问题
(1)分析思路
①先确定是Q还是U不变:电容器保持与电源连接,U不变;电容器充电后与电源断开,Q不变。
②用决定式C=确定电容器电容的变化。
③用定义式C=判定电容器所带电荷量Q或两极板间电压U的变化。
④用E=分析电容器极板间场强的变化。
(2)两类动态变化问题的比较
分类
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充电后与电池两极相连
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充电后与电池两极断开
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不变量
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U
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Q
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d变大
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C变小Q变小E变小
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C变小U变大E不变
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S变大
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C变大Q变大E不变
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C变大U变小E变小
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εr变大
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C变大Q变大E不变
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C变大U变小E变小
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考法 电容器的动态变化
1.(2018·北京高考)研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示。下列说法正确的是( )
A.实验前,只用带电玻璃棒与电容器a板接触,能使电容器带电
B.实验中,只将电容器b板向上平移,静电计指针的张角变小
C.实验中,只在极板间插入有机玻璃板,静电计指针的张角变大
D.实验中,只增加极板带电量,静电计指针的张角变大,表明电容增大