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本頁面
【正文】 A 板稍微上移，靜電計指針張 角將變大 C ．若將玻璃板插入兩板之間，則靜電計指針張角變大 D ．若將 A 板拿走，則靜電計指針張角變?yōu)榱? 思路點撥： 1. 驗電器與靜電計 ( 1 ) 驗電器是檢測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，即驗電器帶電后，由于同性電荷相斥，帶電的金屬箔片會張開一定的角度，從金屬箔片的張開程度可以看出驗電器的帶電情況．如圖甲為一種簡易驗電器，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 ) 靜電計如圖乙所示是在驗電器的基礎(chǔ)上改造而成的，也可以當(dāng)作驗電器來使用．靜電計的工作原理是：當(dāng)靜電計的金屬桿與金屬外殼間有電勢差時 ( 金屬針與外殼構(gòu)成一個電容器 ) ，由于靜電斥力的作用，指針偏轉(zhuǎn)，電勢差越大，指針的偏角也越大，指針偏轉(zhuǎn)的角度與刻度盤上的電勢差刻度相對應(yīng)，因此，靜電計可以測電壓． 2 ．平行板電容器動態(tài)變化問題的兩種分析方法 ( 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，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，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)為一定量的電荷對應(yīng)著一定數(shù)目的電場 線，若電荷量不變，則電場線數(shù)目不變，當(dāng)兩板間距變化時，場強(qiáng)不變；當(dāng)兩板正對面積變化時，引起電場線的疏密程度發(fā)生了改變，如圖所示，電容器的電荷量不變，正對面積減小時，場強(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， C 變?。儆?C ＝QU得 U 變大．當(dāng) A 板上移時，正對面積S 變小， C 也變小， U 變大，當(dāng)插入玻璃板時， C 變大， U 變小，當(dāng)將 A 板拿走時，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． 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，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的情況，帶電荷量 Q 不變． ③ 靜電計是測量電勢差的儀器，不能用于測直流電路中兩點的電壓． 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 點處固定著一個負(fù)電荷 ( 電荷量很小 ) ．現(xiàn)讓兩 板保持距離不變而水平錯開一段距離，則 ( ) 圖 1 － 6 － 2 A ．兩板間電壓變大， P 點場強(qiáng)變大 B ．兩板間電壓變小， P 點場強(qiáng)變小 C ． P 點電勢變大，負(fù)電荷的電勢能變小 D ． P 點電勢變小，負(fù)電 荷的電勢能變大 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)電荷在此電場中具有的電勢能是正的． 答案 ： AD 電容器與力學(xué)的綜合問題 【例 3 】 帶有等量異種電荷的兩塊等大的平行金屬板 M 、 N水平正對放置．兩板間有一帶電微粒以速度 v0沿直線運動，當(dāng)微粒運動到 P 點時，將 M 板迅速向上平移一小段距離，則此 后微粒的可能運動情況是 ( )
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