第3讲 电容器与电容 带电粒子在电场中的运动
考点1 电容器及其动态变化
1.两个公式的比较
公式
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C=
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C=
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公式
特点
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定义式,适用于一切电容器
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决定式,适用于平行板电容器
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意义
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对某电容器Q∝U,但=C不变,反映容纳电荷的本领
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C∝εr,C∝S,C∝,反映了影响电容大小的因素
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2.平行板电容器的动态分析思路
(1)确定不变量,分析是电压不变还是所带电荷量不变.
(2)根据决定式C=分析平行板电容器电容的变化.
(3)根据定义式C=分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化.
(4)根据E=分析电容器极板间场强的变化.
考向1 电容器带电量不变
1.(2019·安徽宿州一模)(多选)如图为某一机器人上的电容式位移传感器工作时的简化模型图.当被测物体在左右方向发生位移时,电介质板随之在电容器两极板之间移动,连接电容器的静电计会显示电容器电压的变化,进而能测出电容的变化,最后就能探测到物体位移的变化,若静电计上的指针偏角为θ,则被测物体( BC )
A.向左移动时,θ增大 B.向右移动时,θ增大
C.向左移动时,θ减小 D.向右移动时,θ减小
解析:由公式C=,可知当被测物体带动电介质板向左移动时,导致两极板间电介质增加,则电容C增大,由公式C=可知电荷量Q不变时,U减小,则θ减小,故A错误,C正确;由公式C=,可知当被测物体带动电介质板向右移动时,导致两极板间电介质减少,则电容C减小,由公式C=可知电荷量Q不变时,U增大,则θ增大,故B正确,D错误.
考向2 电容器电势差不变
2.(多选)如图所示,两块较大的金属板A、B相距为d,平行放置并与一电源相连,S闭合后,两板间恰好有一质量为m,带电量为q的油滴处于静止状态,以下说法正确的是( BC )
A.若将S断开,则油滴将做自由落体运动,G表中无电流
B.若将A向左平移一小段位移,则油滴仍然静止,G表中有b→a的电流
C.若将A向上平移一小段位移,则油滴向下加速运动,G表中有b→a的电流
D.若将A向下平移一小段位移,则油滴向上加速运动,G表中有b→a的电流
解析:将S断开,电容器电量不变,板间场强不变,故油滴仍处于静止状态,选项A错误;若S闭合,将A板左移,由E=可知,E不变,油滴仍静止,由C=可知正对面积减小时电容C变小,则电容器极板电量Q=CU变小,电容器放电,则有b→a的电流,故选项B正确;将A板上移,由E=可知,E变小,油滴应向下加速运动,由C=可知板间距离增大时电容C变小,电容器要放电,则有b→a的电流流过G,故选项C正确;当A板下移时,板间电场强度增大,油滴受的电场力增加,油滴向上加速运动,由C=可知板间距离减小时C增大,电容器要充电,则有a→b的电流流过G,故选项D错误.
考向3 两类问题综合应用