選修3-1第一章第8節(jié)電容器的電容-資料下載頁(yè)
2025-01-07 09:54本頁(yè)面
【正文】 kd . 3．方法：找不變量與變化量之間的公式來(lái)決定要比較的量 的變化關(guān)系．如下表： 【 例 4】 如圖 1－ 8－ 4 所示，一平行板電容器跟一電源相 接，當(dāng)開(kāi)關(guān) S 閉合時(shí)，平行板電容器極板 A、 B 間的一帶電液 滴恰好靜止．若將兩板間距離增大為原來(lái)的兩倍，那么液滴的 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何變化？若先將 S 斷開(kāi)，再將兩板間距離增大為原 來(lái)的兩倍，液滴的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)又將如何變化？ 圖 1－ 8－ 4 思路點(diǎn)撥： 帶電液滴靜止時(shí)，所受的靜電力和重力平衡， 液滴帶負(fù)電，由于液滴所受重力不變，液滴運(yùn)動(dòng)狀態(tài)隨靜電力 的變化而變化，由于 F＝ qE，因此只要分析出場(chǎng)強(qiáng) E 的變化情 況即可． 解： S 閉合時(shí)， U 不變， d ↑ ， E ↓ ，即 E ′ ＝Ud ′＝U2 d＝E2，合外力 F ＝ mg －12qE ＝12mg ＝ ma ，所以 a ＝g2，方向向下．液滴將向下做初速度為零，加速度為g2的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)． S 斷開(kāi)，電容器的電荷量保持不變，當(dāng) d ′ ＝ 2 d 時(shí)，由公式 E ∝QεS可知，E 不變， E ′ ＝ E ，因此，液滴受力情況不變，仍處于靜止?fàn)顟B(tài)． 思維總結(jié)： 平行板電容器動(dòng)態(tài)分析的基本思路： (1)在判斷電容器相關(guān)物理量的變化時(shí)，首先要弄清哪些量 是不變的，然后根據(jù)不變量和相關(guān)公式推斷其他待分析量的變 化情況． (2)若電容器充電后與電源斷開(kāi)，則帶電荷量 Q 不變；若電 容器始終與電源相連，則電壓 U 不變． 【 觸類(lèi)旁通 】 4． (雙選 )平行板電容器的兩極板 A、 B 接于電池兩極，一 帶正電小球懸掛在電容器內(nèi)部．閉合開(kāi)關(guān) S，電容器充電，這 ) 時(shí)懸線(xiàn)偏離豎直方向的夾角為 θ，如圖 1－ 8－ 5 所示，則 ( A．保持開(kāi)關(guān) S 閉合，帶正電的 A 板向 B 板靠近，則 θ增大 B．保持開(kāi)關(guān) S 閉合，帶正電的 A 板向 B 板靠近，則 θ不變 C．開(kāi)關(guān) S 斷開(kāi)，帶正電的 A 板向 B 板靠近，則 θ增 大 圖 1－ 8－ 5 D．開(kāi)關(guān) S 斷開(kāi)，帶正電的 A 板向 B 板靠近，則 θ不變 答案： AD 解析： 懸線(xiàn)偏離豎直方向的夾角 θ 的大小由帶電小球受的電場(chǎng)力和重力兩因素決定．因重力不變，故電場(chǎng)力增大時(shí) θ 就增大．保持開(kāi)關(guān) S 閉合，即保持電容器兩極板間電壓 U 不變．由于 A 、 B 板靠近， d 變小，極板間電場(chǎng)強(qiáng)度 E ＝Ud就增大，因而帶電小球受電場(chǎng)力 F ＝ qE ＝ qUd增大，則 θ 增大；若斷開(kāi)開(kāi)關(guān) S ，即表明電容器極板上的電荷量 Q 不變．當(dāng) A 、 B 板靠近后， E＝Ud＝QCd＝4π kQεS. 由此可知場(chǎng)強(qiáng)不變，帶電小球受電場(chǎng)力不變，則 θ 不變．
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