电容的动态分析.ppt
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1、 电容器问题的电容器问题的动态分析动态分析一、对电容器电容的两个公式的理解一、对电容器电容的两个公式的理解任意电容器电容的定义式任意电容器电容的定义式任意电容器电容的定义式任意电容器电容的定义式(度量度量度量度量式式式式).).).).平行板电容器电容的决定式平行板电容器电容的决定式平行板电容器电容的决定式平行板电容器电容的决定式(函函函函数式数式数式数式).).).).对一个确定的电容器对一个确定的电容器对一个确定的电容器对一个确定的电容器,其电容已确定其电容已确定其电容已确定其电容已确定,不会随其带不会随其带不会随其带不会随其带电量和两板电压的改变而改变电量和两板电压的改变而改变电量和两板
2、电压的改变而改变电量和两板电压的改变而改变.平行板电容器电容的大小由平行板电容器电容的大小由平行板电容器电容的大小由平行板电容器电容的大小由、s s s s和和和和d d d d共同决定共同决定共同决定共同决定.构构建建和和谐谐社社会会比值法定义物理量一览表比值法定义物理量一览表比值法定义物理量一览表比值法定义物理量一览表物理量的定义式即度量式(普适)物理量的决定式即函数式(特殊)例例1 1如图是描述对给定的电容器的带电量如图是描述对给定的电容器的带电量Q Q、电、电压压U U、电容、电容C C之间相互关系的图象,其中正确的有之间相互关系的图象,其中正确的有()QCQOACUOBQUOCCOD
3、启示启示1:对物理公式的理解及表达式的物理意义不能:对物理公式的理解及表达式的物理意义不能从数学的角度来推理,应深刻的理解其内涵和外延。从数学的角度来推理,应深刻的理解其内涵和外延。启示启示2:了解电容器电容的决定因素时要区别电容的量度式:了解电容器电容的决定因素时要区别电容的量度式和决定式。电容器电容是反映电容器自身性质,当然决定和决定式。电容器电容是反映电容器自身性质,当然决定于电容器自身的极板距离、正对面积极板间介电材料等自于电容器自身的极板距离、正对面积极板间介电材料等自身因素,与电容器带电量、板间电压等外界因素无关。身因素,与电容器带电量、板间电压等外界因素无关。BCD变式变式1(2
4、010,北京高考,北京高考)用控制)用控制变变量法,可以研究量法,可以研究影响平行板影响平行板电电容器容器电电容的因素如容的因素如图图所示。所示。设设两极板正两极板正对对面面积为积为S,极板,极板间间的距离的距离为为d,静静电计电计指指针针偏角偏角为为。实验实验中,极板所中,极板所带电带电荷量不荷量不变变,若(,若()A.保持保持S不不变变,增大,增大d,则则变变大大B.保持保持S不不变变,增大,增大d,则则变变小小C.保持保持d不不变变,减小,减小S,则则变变小小D.保持保持d不不变变,减小,减小S,则则不不变变启示:通过静电计指针偏角大小来反映金属球与外壳之间启示:通过静电计指针偏角大小来
5、反映金属球与外壳之间电压大小,也就反映电容器两极板之间电压大小。若用电电压大小,也就反映电容器两极板之间电压大小。若用电压表替代静电计,则即使电容器带电,两极板间异种电荷压表替代静电计,则即使电容器带电,两极板间异种电荷也会通过电压表形成一个回路而放电也会通过电压表形成一个回路而放电。A二二 、平行板电容器的动态分析、平行板电容器的动态分析物理依据任意电容器电任意电容器电任意电容器电任意电容器电容的度量式容的度量式容的度量式容的度量式平行板电容器平行板电容器平行板电容器平行板电容器电容的决定式电容的决定式电容的决定式电容的决定式匀强电场场匀强电场场匀强电场场匀强电场场强的度量式强的度量式强的度
6、量式强的度量式匀强电场场匀强电场场匀强电场场匀强电场场强的决定式强的决定式强的决定式强的决定式1、动态分析平行板电容器中因为两板距离、动态分析平行板电容器中因为两板距离d或正或正对面积对面积s或介电质常数导致电容或介电质常数导致电容C、电量、电量Q、电压、电压U、电场强度电场强度E的变化。的变化。2、各物理量间的推理关系如下:、各物理量间的推理关系如下:第一类问题第一类问题:平行板电容器充电后,切断与电源的连接,平行板电容器充电后,切断与电源的连接,平行板电容器充电后,切断与电源的连接,平行板电容器充电后,切断与电源的连接,电容器的带电量电容器的带电量电容器的带电量电容器的带电量Q Q Q Q
7、保持不变。保持不变。保持不变。保持不变。第二类问题第二类问题:平行板电容器充电后,继续保持电容器两平行板电容器充电后,继续保持电容器两平行板电容器充电后,继续保持电容器两平行板电容器充电后,继续保持电容器两极板与电池两极相连接,两板间的电压极板与电池两极相连接,两板间的电压极板与电池两极相连接,两板间的电压极板与电池两极相连接,两板间的电压U U U U保持不变。保持不变。保持不变。保持不变。例例2 2给平行板电容器充电后断开开关,当两极给平行板电容器充电后断开开关,当两极板间的距离减小时:(板间的距离减小时:()A.A.电容器的电容电容器的电容C C变大变大 B.B.电容器极板的带电量电容器
8、极板的带电量Q Q变大变大 C.C.电容器两极间的电势差电容器两极间的电势差U U变大变大 D.D.电容器两极板间的电场强度电容器两极板间的电场强度E E不变不变A D A D、S S S S不变不变不变不变d d d d减小减小减小减小C C C C变大变大变大变大Q Q Q Q不变不变不变不变U U U U变小变小变小变小与与与与d d d d无无无无关关关关E E E E不变不变不变不变第一类问题第一类问题:Q不变不变KRE讨论平行板电容器的讨论平行板电容器的Q Q、U U、C C、E E的动态变化的动态变化,应该先看常量应该先看常量,后看变量后看变量,并且注意度量式和决并且注意度量式和
9、决定式物理意义的不同定式物理意义的不同.变式变式2.平行板电容器和电源、电阻、电键串联,组平行板电容器和电源、电阻、电键串联,组成如图所示的电路接通开关成如图所示的电路接通开关K,电源即给电容器充,电源即给电容器充电电()A.保持保持K接通,减小两极板间的距离,则两极板间接通,减小两极板间的距离,则两极板间电场的电场强度减小电场的电场强度减小B.保持保持K接通,在两极板间插入一块介质,则极板接通,在两极板间插入一块介质,则极板上的带电量不变上的带电量不变C.充电结束后断开充电结束后断开K,减小两极板间的距离,则两,减小两极板间的距离,则两极板间的电势差减小极板间的电势差减小D.充电结束后断开充
10、电结束后断开K,在两极板间插入一块介质,在两极板间插入一块介质,则极板上的电势差增大则极板上的电势差增大KRECD图图5 5 例例3如图如图5所示,两块平行正对的金属板与电所示,两块平行正对的金属板与电源相连,源相连,N板接地,在两板中的板接地,在两板中的P点固定一带正点固定一带正电的检验电荷,现保持下板不动,将上板平行向电的检验电荷,现保持下板不动,将上板平行向下缓慢移动,则在下缓慢移动,则在M板下移的过程中,该试探电板下移的过程中,该试探电荷的电势能变化情况是(荷的电势能变化情况是()A、不变、不变 B、变大、变大 C、变小、变小 D、无法确定、无法确定三、电容中的电势和电势能的变化问题。
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