20xx教科版高中物理選修3-11-6電容器和電容-在線瀏覽
2025-01-21 06:53本頁(yè)面
【正文】 A 板稍微上移，靜電計(jì)指針張 角將變大 C ．若將玻璃板插入兩板之間，則靜電計(jì)指針張角變大 D ．若將 A 板拿走，則靜電計(jì)指針張角變?yōu)榱? 思路點(diǎn)撥： 1. 驗(yàn)電器與靜電計(jì) ( 1 ) 驗(yàn)電器是檢測(cè)物體是否帶電的儀器，其形狀可以不同，但工作原理都是相同的，即驗(yàn)電器帶電后，由于同性電荷相斥，帶電的金屬箔片會(huì)張開(kāi)一定的角度，從金屬箔片的張開(kāi)程度可以看出驗(yàn)電器的帶電情況．如圖甲為一種簡(jiǎn)易驗(yàn)電器，其中金屬球 A 與金屬箔片 C 用金屬桿相連， D 為起固定作用的金屬外殼， B 將金屬桿與外殼固定，并且絕緣體 B 將金屬桿與外殼絕緣． ( 2 ) 靜電計(jì)如圖乙所示是在驗(yàn)電器的基礎(chǔ)上改造而成的，也可以當(dāng)作驗(yàn)電器來(lái)使用．靜電計(jì)的工作原理是：當(dāng)靜電計(jì)的金屬桿與金屬外殼間有電勢(shì)差時(shí) ( 金屬針與外殼構(gòu)成一個(gè)電容器 ) ，由于靜電斥力的作用，指針偏轉(zhuǎn)，電勢(shì)差越大，指針的偏角也越大，指針偏轉(zhuǎn)的角度與刻度盤(pán)上的電勢(shì)差刻度相對(duì)應(yīng)，因此，靜電計(jì)可以測(cè)電壓． 2 ．平行板電容器動(dòng)態(tài)變化問(wèn)題的兩種分析方法 ( 1 ) 平行板電容器充電后，繼續(xù)與電源的兩極相連，因此兩極板間的電壓不變，當(dāng)電容器的 d 、 S 、 ε 變化時(shí)，將引起電容器的C 、 Q 、 E 的變化 ( U 不變 ) ． 即 C ＝εS4π kd∝εSd， Q ＝ UC ∝εSd， E ＝Ud∝1d. ( 2 ) 平行板電容器充電后，切斷與電源的連接，因此電容器所帶電量不變，當(dāng)電容器的 d 、 ε 、 S 變化時(shí)，將引起電容器的 C 、U 、 E 的變化 ( Q 不變 ) ． 即： C ＝εS4π kd∝εSd， U ＝QC∝dεS， E ＝4π kQεS∝1εS. 另外，還可以形象地分析：認(rèn)為一定量的電荷對(duì)應(yīng)著一定數(shù)目的電場(chǎng) 線，若電荷量不變，則電場(chǎng)線數(shù)目不變，當(dāng)兩板間距變化時(shí)，場(chǎng)強(qiáng)不變；當(dāng)兩板正對(duì)面積變化時(shí)，引起電場(chǎng)線的疏密程度發(fā)生了改變，如圖所示，電容器的電荷量不變，正對(duì)面積減小時(shí)，場(chǎng)強(qiáng)增大 . 解析： 電容器上所帶電荷量一定，由公式 C ＝ε r S4π kd，當(dāng) d 變大時(shí)， C 變?。儆?C ＝QU得 U 變大．當(dāng) A 板上移時(shí)，正對(duì)面積S 變小， C 也變小， U 變大，當(dāng)插入玻璃板時(shí)， C 變大， U 變小，當(dāng)將 A 板拿走時(shí)，相當(dāng)于使 d 變得更大， C 更小，故 U應(yīng)更大，故選 A 、 B 兩項(xiàng)． 答案 ： AB 反思領(lǐng)悟 ： 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 本題屬于電容器充電后與電源斷開(kāi)的情況，帶電荷量 Q 不變． ③ 靜電計(jì)是測(cè)量電勢(shì)差的儀器，不能用于測(cè)直流電路中兩點(diǎn)的電壓． 如圖 1 － 6 － 2 所示，兩塊平行帶電金屬板，帶正電的極板接地，兩板間 P 點(diǎn)處固定著一個(gè)負(fù)電荷 ( 電荷量很小 ) ．現(xiàn)讓兩 板保持距離不變而水平錯(cuò)開(kāi)一段距離，則 ( ) 圖 1 － 6 － 2 A ．兩板間電壓變大， P 點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)變大 B ．兩板間電壓變小， P 點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)變小 C ． P 點(diǎn)電勢(shì)變大，負(fù)電荷的電勢(shì)能變小 D ． P 點(diǎn)電勢(shì)變小，負(fù)電 荷的電勢(shì)能變大 解析： E ＝Ud＝Q / Cd＝Qε r S /4 π kdd＝4π kQε r S，由 S 減小，致使 E 變大；根據(jù)－ φ P ＝ Ed ， E p ＝ ( － q )( － φ P ) ，負(fù)電荷在此電場(chǎng)中具有的電勢(shì)能是正的． 答案 ： AD 電容器與力學(xué)的綜合問(wèn)題 【例 3 】 帶有等量異種電荷的兩塊等大的平行金屬板 M 、 N水平正對(duì)放置．兩板間有一帶電微粒以速度 v0沿直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)微粒運(yùn)動(dòng)到 P 點(diǎn)時(shí)，將 M 板迅速向上平移一小段距離，則此 后微粒的可能運(yùn)動(dòng)情況是 ( )
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