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江苏省沭阳如东中学高三物理学案(电势差与电场强度的关系电容电容器)班级学号姓名20121010【导学目标】1.知道匀强电场中电势差与电场强度的关系;2.理解有关电容器的基本概念;3.掌握电容器的两类动态分析.【知识梳理】
一、匀强电场中电势差与电场强度之间的关系1.在匀强电场中,沿场强方向的两点间的电势差等于;公式2.在匀强电场中,场强在数值上等于;公式
二、电容器、电容1.电容器1组成由两个彼此________又相互________的导体组成.2带电量每个极板所带电荷量的__________.3电容器的充电和放电充电使电容器带电的过程,充电后电容器两极板带上等量的____________,电容器中储存__________.放电使充电后的电容器失去电荷的过程,放电过程中__________转化为其他形式的能.2.电容1定义电容器所带的____________与电容器两极板间的电势差U的比值.2定义式____________,单位,符号.3物理意义表示电容器____________本领大小的物理量.3.平行板电容器1影响因素平行板电容器的电容与____________成正比,与介质的____________成正比,与________________成反比.2决定式C=____________,k为静电力常量.【基础训练】1.下面关于电容器及其电容的叙述正确的是 A A.任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体就组成了电容器,跟这两个导体是否带电无关B.电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和C.电容器的电容与电容器所带电荷量成反比D.一个电容器的电荷量增加ΔQ=
1.0×10-6C时,两板间电压升高10V,则电容器的电容无法确定2.根据电容器电容的定义式C=,可知 D A.电容器所带的电荷量Q越多,它的电容就越大,C与Q成正比B.电容器不带电时,其电容为零C.电容器两极板之间的电压U越高,它的电容就越小,C与U成反比D.以上说法均不对3.对于给定的电容器,描述其电容C、电荷量Q、电压U之间的相应关系的图象正确的是 4.某电容器上标有“25μF、450V”字样,下列对该电容器的说法中正确的是 A A.要使该电容器两极板之间电压增加1V,所需电荷量为
2.5×10-5CB.要使该电容器带电荷量1C,两极板之间需加电压
2.5×10-5VC.该电容器能够容纳的电荷量最多为
2.5×10-5CD.该电容器能够承受的最大电压为450V【典例剖析】例1.a、b、c、d是匀强电场中的四个点,它们正好是一个矩形的四个顶点.电场线与矩形所在平面平行.已知a点的电势为20V,b点的电势为24V,d点的电势为4V,如图所示,由此可知c点的电势为 A.4VB.8VC.12VD.24V例2.平行板电容器充电后,继续保持电容器的两极板与电源相连接在这种情况下,如果增大两极板间的距离d,那么,两极板间的电势差U、电容器所带的电量Q、两极板间的场强E各如何改变?平行板电容器充电后,切断与电源的连接在这种情况下,如果增大d,则U、Q、E各如何改变【针对训练】1.一平行板电容器两极板间距为d、极板面积为S,电容为,其中ε0是常量.对此电容器充电后断开电源.当增加两板间距时,电容器极板间 A.电场强度不变,电势差变大B.电场强度不变,电势差不变C.电场强度减小,电势差不变D.电场强度减小,电势差减小2.用控制变量法,可以研究影响平行板电容器电容的因素如图.设两极板正对面积为S,极板间的距离为d,静电计指针偏角为θ.实验中极板所带电荷量不变,若 A.保持S不变,增大d,则θ变大B.保持S不变,增大d,则θ变小C.保持d不变,减小S,则θ变小D.保持d不变,减小S,则θ不变3.一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地.两板间有一个正试探电荷固定在P点,如图所示,以C表示电容器的电容、E表示两板间的场强、φ表示P点的电势,W表示正电荷在P点的电势能,若正极板保持不动,将负极板缓慢向右平移一小段距离l0的过程中,各物理量与负极板移动距离x的关系图象中正确的是 C 4.如图所示,在一个匀强电场图中未画出中有一个四边形ABCD,其中,M为AD的中点,N为BC的中点.一个带正电的粒子从A点移动到B点,电场力做功为WAB=
2.0×10-9J;将该粒子从D点移动到C点,电场力做功为WDC=
4.0×l0-9J.则以下分析正确的是 AB A.若将该粒子从M点移动到N点,电场力做功为WMN=3.0×10-9JB.若粒子的电量为2×10-9C,则A、B之间的电势差为1VC.若A、B之间的距离为lcm,粒子的电量为2×10-7C,该电场的场强一定是E=1V/mD.若将该粒子从点M移动到N点,电场力做功WMN有可能大于
4.0×l0-9J5.如图所示,平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)连接,下极板接地一带电油滴位于容器中的P点且恰好处于平衡状态现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离 B A.带点油滴将沿竖直方向向上运动B.P点的电势将降低C.带点油滴的电势能将减少D.若电容器的电容减小,则极板带电量将增大6.给平行析电容器充电,断开电源后A极板带正电,B极板带负电板间一带电小球C用绝缘细线悬挂,如图所示小球静止时与竖直方向的夹角为θ,则AB A.若将B极板向右平移稍许,电容器的电容将减小B.若将B极板向下平移稍许,A、B两板间电势差将增大C.若将B板向上平移稍许,夹角θ将不变D.轻轻将细线剪,小球将做斜抛运动7.空间存在匀强电场,有一电荷量qq0,质量m的粒子从O点以速率v0射入电场,运动到A点时速率为2v0.现有另一电荷为-q、质量m的粒子以速率2v0仍从O点射入该电场,运动到B点时速率为3v0.若忽略重力的影响,则 AD A.在O、A、B三点中,B点电势最高B.在O、A、B三点中,A点电势最高C.OA间的电势差比BO间的电势差大D.OA间的电势差比BA间的电势差小8.如图所示,A、B、C是匀强电场中的三点它们的电势分别为φA=-5V、φB=9V、φC=2V
(1)现将电荷q=3×10-8C由B移到C,问电场力做多少功?
(2)试在图中画出过A、B、C点的三条等势线,并指明该匀强电场的方向9.如图,一平行板电容器的两个极板竖直放置,在两极板间有一带电小球,小球用一绝缘轻线悬挂于O点先给电容器缓慢充电,使两极板所带电荷量分别为﹢Q和﹣Q,此时悬线与竖直方向的夹角为π/6再给电容器缓慢充电,直到悬线和竖直方向的夹角增加到π/3,且小球与两极板不接触求第二次充电使电容器正极板增加的电荷量2Q13.一电场中的等势面是一簇互相平行的竖直平面,间隔均为d,各等势面的电势如图所示,现有一质量为m的带电小球,以速度v0射入电场,v0的方向与水平方向成45°角斜向上,要使带电小球做直线运动,已知U为正值求
(1)小球带何种电荷?电荷量q多大?
(2)在入射方向上的最大位移多大?—ABCθABC。