第04講電容器的電容1．理解電容器電容的物理意義，掌握平行板電容器有計(jì)算。2．掌握電容器的兩類動(dòng)態(tài)分析一、電容器和電容1.任何兩個(gè)彼此絕緣又相距很近的導(dǎo)體，都可以看成一個(gè)電容器。2.電容器的電容在數(shù)值上等于兩極板間每升高(或降低）單位電壓時(shí)增加（或減少）的電荷量。即，對(duì)任何電容器都適用。Q為電容器所帶的電荷量，是其中一個(gè)極板上所帶電荷量的絕對(duì)值。3.平行板電容器的電容與兩平行極板的正對(duì)面積S成正比，與電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)成正比，與極板間的距離d成反比，其表達(dá)式為。兩板間為真空時(shí)相對(duì)介電常數(shù)，其他任何電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)都大于1。4.適用于所有電容器；僅適用于平行板電容器。二、平行板電容器的兩類典型問題1.分析方法抓住不變量，分析變化量。(1)電容器電容的定義式：。(2)平行板電容器內(nèi)部是勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，有。(3)平行板電容器電容的決定式：。2.兩種典型題型(1)平行板電容器始終連接在電源兩端：電勢(shì)差U不變，由可知，C隨d、S、的變化而變化；由可知，Q隨d、S、的變化而變化；由可知，E隨d的變化而變化。(2)平行板電容器充電后，切斷與電源的連接：電荷量Q保持不變，由可知，C隨d、S、的變化而變化；由可知，U隨d、S、的變化而變化；由可知，E與d無關(guān)，只隨S、的變化而變化。考點(diǎn)一：電容器的電容【例1】根據(jù)電容器的電容的定義式，可知（）A．電容器帶電的電量Q越多，它的電容C就越大，C與Q成正比B．電容器不帶電時(shí)，其電容為零C．電容器兩極板之間的電壓U越高，它的電容C就越小，C與U成反比D．無論電容器的電壓如何變化（小于擊穿電壓且不為零），它所帶的電荷量Q與電壓U的比值恒定不變考點(diǎn)二：平行板電容器的動(dòng)態(tài)分析問題【例2】興趣小組利用圖示器材探究平行板電容器，保持正對(duì)面積S不變，緩慢增大兩極板間距離，描繪出電容器兩端電壓、電容器電容、極板帶電量、板間電場(chǎng)強(qiáng)度與的關(guān)系圖像，以下描述可能正確的是（）A. B. C. D.【例3】如圖，在干燥的冬天，手接觸房間的金屬門鎖時(shí)，會(huì)有一種被電擊的感覺，帶負(fù)電的手在緩慢靠近門鎖還未被電擊的過程中，門鎖（）A.近手端感應(yīng)出正電荷 B.電勢(shì)比手的電勢(shì)低C.與手之間場(chǎng)強(qiáng)逐漸增大 D.與手之間場(chǎng)強(qiáng)保持不變C正確，D錯(cuò)誤。1．（2021·重慶·高考真題）電容式加速傳感器常用于觸發(fā)汽車安全氣囊等系統(tǒng)，如圖所示。極板M、N組成的電容器視為平行板電容器，M固定，N可左右運(yùn)動(dòng)，通過測(cè)量電容器板間的電壓的變化來確定汽車的加速度。當(dāng)汽車減速時(shí)，極板M、N間的距離減小，若極板上的電荷量不變，則該電容器（）A．電容變小 B．極板間電壓變大C．極板間電場(chǎng)強(qiáng)度不變 D．極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度變小2．（2017·海南·高考真題）如圖，平行板電容器的兩極板豎直放置并分別與電源的正負(fù)極相連，一帶電小球經(jīng)絕緣輕繩懸掛于兩極板之間，處于靜止?fàn)顟B(tài)現(xiàn)保持右極板不動(dòng)，將左極板向左緩慢移動(dòng)關(guān)于小球所受的電場(chǎng)力大小F和繩子的拉力大小T，下列判斷正確的是A．F逐漸減小，T逐漸減小B．F逐漸增大，T逐漸減小C．F逐漸減小，T逐漸增大D．F逐漸增大，T逐漸增大3．（2014·海南·高考真題）如圖，一平行板電容器的兩極板與一電壓恒定的電源相連，極板水平放置，極板間距為d；在下極板上疊放一厚度為l的金屬板，其上部空間有一帶電粒子P靜止在電容器中．當(dāng)把金屬板從電容器中快速抽出后，粒子P開始運(yùn)動(dòng)．重力加速度為g．粒子運(yùn)動(dòng)的加速度為A． B． C． D．4．（2018·北京·高考真題）研究與平行板電容器電容有關(guān)因素的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，下列說法正確的是(

)A．實(shí)驗(yàn)前，只用帶電玻璃棒與電容器a板接觸，能使電容器帶電B．實(shí)驗(yàn)中，只將電容器b板向上平移，靜電計(jì)指針的張角變小C．實(shí)驗(yàn)中，只在極板間插入有機(jī)玻璃板，靜電計(jì)指針的張角變大D．實(shí)驗(yàn)中，只增加極板帶電量，靜電計(jì)指針的張角變大，表明電容增大5．（2016·天津·高考真題）如圖所示，平行板電容器帶有等量異種電荷，與靜電計(jì)相連，靜電計(jì)金屬外殼和電容器下級(jí)板都接地．在兩極板間有一固定在P點(diǎn)的點(diǎn)電荷，以E表示兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度，EP表示點(diǎn)電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能，θ表示靜電計(jì)指針的偏角．若保持下極板不動(dòng)，將上極板向下移動(dòng)一小段距離至圖中虛線位置，則（）A．θ增大，E增大 B．θ增大，EP不變C．θ減小，EP增大 D．θ減小，E不變6．（2022·湖北·高考真題）密立根油滴實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，兩塊水平放置的金屬板分別與電源的正負(fù)極相接，板間產(chǎn)生勻強(qiáng)電場(chǎng)。用一個(gè)噴霧器把密度相同的許多油滴從上板中間的小孔噴入電場(chǎng)，油滴從噴口噴出時(shí)由于摩擦而帶電。金屬板間電勢(shì)差為U時(shí)，電荷量為q、半徑為r的球狀油滴在板間保持靜止。若僅將金屬板間電勢(shì)差調(diào)整為2U，則在板間能保持靜止的球狀油滴所帶電荷量和半徑可以為（）A．q，r B．2q，r C．2q，2r D．4q，2r1.計(jì)算機(jī)鍵盤每個(gè)按鍵下有塊小金屬片，與該金屬片隔有一定空氣間隙的是另一塊小的固定金屬片，兩片金屬片組成一個(gè)小電容器。且電壓保持不變圖示鍵盤連著正在工作的計(jì)算機(jī)，按下“？”鍵過程中，按鍵金屬片間組成的電容器（）A.電容變小 B.金屬片間的場(chǎng)強(qiáng)變小C.電荷量增大 D.處于放電狀態(tài)2.如圖所示是由電源E、靈敏電流計(jì)G、滑動(dòng)變阻器R和平行板電容器C組成的電路，開關(guān)S閉合。在下列四個(gè)過程中，靈敏電流計(jì)中有方向由a到b電流的是（）A．在平行板電容器中插入電介質(zhì)B．減小平行板電容器兩極板間的距離C．減小平行板電容器兩極板的正對(duì)面積D．增大平行板電容器兩極板的正對(duì)面積。3.2022年4月11日晚，受強(qiáng)對(duì)流天氣影響，狂風(fēng)暴雨襲擊川渝地區(qū)，據(jù)氣象部門監(jiān)測(cè)，九龍坡區(qū)局地風(fēng)力已達(dá)10級(jí)。小李同學(xué)用所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)了一個(gè)電容式風(fēng)力傳感器。如圖所示，將電容器與靜電計(jì)組成回路，可動(dòng)電極在風(fēng)力作用下向右移動(dòng)，引起電容的變化，風(fēng)力越大，移動(dòng)距離越大（兩電極不接觸）。若極板上電荷量保持不變，在受到風(fēng)力作用時(shí)，則（）A．電容器電容變小 B．極板間電場(chǎng)強(qiáng)度變大C．極板間電壓變小 D．靜電計(jì)指針張角越大，風(fēng)力越大4.（2022·北京市延慶區(qū)高三下學(xué)期一模）在如圖裝置中，將開關(guān)S撥至1可以給電容器充電，撥至2可以讓電容器放電，通過電壓表、電流表的示數(shù)，可以觀察電容器充放電過程中電壓和電流的變化情況。則下列說法中正確的是（）A.充電過程中，電壓表、電流表示數(shù)逐漸增大B.放電過程中，電壓表、電流表示數(shù)逐漸減小C.充電過程中，電容器電容逐漸增大D.放電過程中，電流減小的越來越快5．隨著生活水平的提高，電子秤已經(jīng)成為日常生活中不可或缺的一部分，電子秤的種類也有很多，如圖所示是用平行板電容器制成的廚房用電子秤及其電路簡圖。稱重時(shí)，把物體放到電子秤面板上，壓力作用會(huì)導(dǎo)致平行板上層膜片電極下移。則放上物體后（）A．電容器的帶電量增大 B．電容器的電容變小C．極板間電場(chǎng)強(qiáng)度變小 D．極板間電場(chǎng)強(qiáng)度不變6．計(jì)算機(jī)鍵盤每個(gè)鍵下面都連有一塊小金屬片，與該金屬片隔有一定空氣間隙的另一塊固定的小金屬片組成一個(gè)可變電容器，如圖所示。當(dāng)連接電源不斷電，按下某個(gè)鍵時(shí)，與之相連的電子線路就給出該鍵相應(yīng)的信號(hào)。當(dāng)按下該鍵時(shí)，下列說法正確的是（）A．電容減小 B．極板間的電壓增大C．極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度變大 D．極板間的電量不變。7．如圖所示為智能門鎖通過指紋方式開鎖，是對(duì)電容式傳感器的運(yùn)用。電容式傳感器上有許多面積相同的小極板，當(dāng)手指貼在傳感器上時(shí)，手指的凸起、凹陷部分分別與這些小極板組成許多的小電容器。由于距離的不同，所產(chǎn)生電容器的電容不同。當(dāng)通過充電讓所有的小電容器達(dá)到相同電壓值后，斷開電路連接，讓所有的小電容器進(jìn)行放電，電容值小的電容器將很快結(jié)束放電。根據(jù)放電快慢的不同，就可以形成對(duì)應(yīng)的指紋圖像，與系統(tǒng)記錄的指紋圖像進(jìn)行匹配。根據(jù)以上信息，下列說法中正確的是（）A．手指凸起部分所形成的電容器儲(chǔ)存電荷的本領(lǐng)更小B．手指凹陷部分所形成的電容器儲(chǔ)存電荷的本領(lǐng)更小C．手指在同一位置輕按時(shí)所形成的電容器儲(chǔ)存電荷的本領(lǐng)更大D．手指在同一位置重按時(shí)所形成的電容器儲(chǔ)存電荷的本領(lǐng)更小8．利用如圖所示的電路分析平行板電容器的動(dòng)態(tài)變化，已知電源的內(nèi)阻可忽略不計(jì)，R為電阻箱，一帶正電的小球固定在電容器之間的O位置。則下列說法正確的是（）A．保持電鍵閉合，M板向下平移少許，小球的電勢(shì)能減少B．保持電鍵閉合，將電阻箱的阻值增大，靜電計(jì)的指針偏角減小C．?dāng)嚅_電鍵，M板向下平移少許，靜電計(jì)的指針偏角增大D．?dāng)嚅_電鍵，M板向左平移少許，小球的電勢(shì)能增大9．微信運(yùn)動(dòng)步數(shù)的測(cè)量是通過手機(jī)內(nèi)電容式加速度傳感器實(shí)現(xiàn)的。其原理如圖所示，R為定值電阻，M和N為電容器兩極板，M極板固定在手機(jī)上，N極板兩端與固定在手機(jī)上的兩輕彈簧連接。當(dāng)手機(jī)的加速度變化時(shí)，N極板只能按圖中標(biāo)識(shí)的“前后”方向運(yùn)動(dòng)。手機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)下列說法正確的是（）A．勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，電阻R中有電流B．由向前勻速突然減速時(shí)，電容器所帶電荷量增加C．由靜止突然向前加速時(shí)，電流由b向a流過電流表D．保持向后的勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，之間的電場(chǎng)強(qiáng)度持續(xù)減小10.(2022河