2012届高考一轮复习学案：6.4电容器　静电现象的应用

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1、第4课时　电容器　静电现象的应用基础知识归纳1.静电感应现象导体放入电场后，导体内部自由电荷在　电场力　作用下做　定向移动　，使导体两端出现　等量　的正、负电荷的现象.2.静电平衡(1)状态：导体中(包括表面)　没有电荷定向移动　.(2)条件：导体　内部场强处处为零　.(3)导体处于静电平衡状态的特点：①导体表面上任何一点的场强方向跟该点外表面　垂直　；②电荷只分布在导体　外表面　；③整个导体是一个等势体，导体表面是一个等势面.3.静电屏蔽导体球壳内(或金属网罩内)达到静电平衡后，　内部场强处处为零　，　不受外部电场的影响　

2、，这种现象叫　静电屏蔽　.4.尖端放电导体尖端的电荷密度很大，附近场强很强，能使周围气体分子　电离　，与尖端电荷电性相反的离子在电场力作用下奔向尖端，与尖端电荷　中和　，这相当于导体尖端失去电荷，这一现象叫尖端放电.如高压线周围的“光晕”就是尖端放电现象，所以高压设备尽量做得光滑，防止尖端放电，而避雷针则是利用尖端放电的实例.5.电容器(1)两块互相靠近又彼此绝缘的导体组成的电子元件.(2)电容器的带电量：　一个极板　所带电荷量的　绝对值　.(3)电容器的充、放电：使电容器带电的过程叫做　充电　，使电容器失去电荷的过程叫做　

3、放电　.6.电容(1)定义：电容器所带电荷量与两极板间电势差的比值叫电容，定义式为.(2)单位：　法拉　，符号F，换算关系为　1F＝106μF＝1012pF　.(3)物理意义：电容是描述电容器储存电荷本领大小的物理量，可与卡车的载重量类比.7.平行板电容器的电容电容C与平行板正对面积S成　正比　，与电介质的介电常数εr成　正比　，与两极板的距离d成　反比　，即C＝.重点难点突破一、处理平行板电容器内部E、U、Q变化问题的基本思路1.首先要区分两种基本情况；(1)电容器始终与电源相连时，电容器两极板电势差U保持不变；(2)电容

4、器充电后与电源断开时，电容器所带电荷量Q保持不变.2.赖以进行讨论的物理依据有三个：(1)平行板电容器电容的决定式C＝；(2)平行板电容器内部为匀强电场，所以场强E＝；(3)电容器所带电荷量Q＝CU.二、带电粒子在平行板电容器内运动和平衡的分析方法带电粒子在平行板电容器中的运动与平衡问题属力学问题，处理方法是：先作受力分析和运动状态分析，再结合平衡条件、牛顿运动定律、功能观点进行分析和求解.三、电容器在直流电路中的处理方法电容器是一个储存电荷的元件，在直流电路中，当电容器充放电时，电路中有充放电电流，一旦达到稳定状态，电容器

5、在电路中相当于一个阻值无限大的元件，在电容器处看做断路，简化电路时可去掉它，简化后若要求电容器所带电荷量时，可以在相应的位置补上.典例精析1.平行板电容器内部E、U、Q的关系【例1】一平行板电容器电容为C，两极板间距为d，接到一电压一定的电源上，电容器的带电量为Q，电容器与电源始终保持连接.把两极板距离变为，则电容器的电容为　　　，两极板电压为　　　　，电容器带电荷量为　　　，两极板的场强为　　　　.【解析】由于电容器始终接在电源上，因此两极板间电压保持不变，由C＝，有C∝，即＝，所以C′＝2C由公式Q＝CU，U不变，则Q∝

6、C＝＝2，即Q′＝2Q由E＝，U一定，则E∝＝＝2，E′＝2E＝2＝【答案】2C；U；2Q；【思维提升】若上题中平行板电容器充电后，切断与电源的连接，电容器d、S、εr变化，将引起电容器C、Q、U、E怎样变化？可根据切断电源后Q不变，再由以下几式讨论C、U、E的变化.C＝∝U＝＝＝∝E＝＝＝＝∝【拓展1】一平行板电容器充电后S与电源断开，负极板接地，在两极间有一正电荷(电荷量很小)固定在P点，如图所示.以U表示两极板间的电压，E表示两极板间的场强，ε表示该正电荷在P点的电势能，若保持负极板不动，而将正极板移至图中虚线所示位置

7、，则(AC)A.U变小，ε不变B.E变大，ε不变C.U变小，E不变D.U不变，ε不变【解析】根据充电后与电源断开，Q不变和C＝，有d↓，C↑，又U＝，即C↑，U↓因E＝＝＝＝所以E不变，P点到极板的距离不变，则P点下极板的电势差不变，P点的电势φP不变，P点电势能ε＝φP·q不变，所以A、C选项正确.2.带电粒子在平行板电容器内运动和平衡的分析【例2】如图所示，在空气中水平放置的两块金属板，板间距离d＝5.0mm，电源电压U＝150V.当开关S断开，金属板不带电时，极板中的油滴匀速下落，速度为v0，然后闭合S，则油滴匀速上升

8、，其速度大小也是v0，已测得油滴的直径D＝1.10×10－6m，油滴密度ρ＝1.05×103kg/m3.已知油滴运动时所受空气阻力与油滴速度成正比，不计空气浮力，元电荷e＝1.6×10－19C，求油滴的带电荷量.【解析】油滴匀速下降，受竖直向下的重力mg和向上的空气阻力Ff而平衡，有mg＝