《高考物理一輪復習 第九章 靜電場 第3講 勻強電場中電勢差與電場強度的關系 電容器課件》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高考物理一輪復習 第九章 靜電場 第3講 勻強電場中電勢差與電場強度的關系 電容器課件（20頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。
1、第3講勻強電場中電勢差與電場強度的關系電容器知識梳理知識梳理一、勻強電場中電勢差與電場強度的關系一、勻強電場中電勢差與電場強度的關系1.電勢差與電場強度的關系式電勢差與電場強度的關系式:U=Ed,其中d為勻強電場中兩點間沿電場線方向的距離。2.電場強度的方向和大小電場強度的方向和大小電場中,電場強度的方向是指電勢降落電勢降落最快的方向,在勻強電場中,電場強度在數(shù)值上等于沿電場方向每單位距離上降低的電勢。二、電容器二、電容器1.電容器電容器:兩個彼此絕緣又相互靠近絕緣又相互靠近的導體可構成一個電容器。2.電容器的充放電電容器的充放電(1)充電:把電容器接在電源上,電容器兩個極板分別帶上等量的異種
2、電荷的過程。充電后,兩極板間有電場存在,電容器儲存電荷。(2)放電:用導線將電容器兩極板接通后,極板上電荷通過導線中和的過程。放電后的兩極板間不再有電場,電場能轉化為其他形式的能量。3.電容器的電容電容器的電容(1)定義:電容器所帶的電荷量電荷量與電容器兩極板間的電勢差電勢差的比值。(2)意義:表示電容器容納電荷本領容納電荷本領的物理量。(3)定義式:C=。(4)單位:法拉(F)、微法(F)和皮法(pF)1F=10-6F1pF=10-12FQU4.平行板電容器平行板電容器(1)平行板電容器的電容C=。(2)帶電平行板電容器兩極板間的電場可認為是勻強電場,板間場強E=。r4 SkdUd1.a、b
3、、c、d是勻強電場中的四個點,它們正好是一個矩形的四個頂點。電場線與矩形所在平面平行。已知a點的電勢為20V,b點的電勢為24V,d點的電勢為4V,如圖所示。由此可知c點的電勢為()A.4VB.8VC.12VD.24VB答案答案B由公式U=Ed可知,在勻強電場中相互平行的兩線段端點所對應電勢差之比恰好等于兩線段長度之比。則由圖知abdc,且abcd為矩形,必有Uab/Udc=ab/dc=1/1,故(20-24)V=4V-c,則c=8V。2.如圖所示為測定液面高度h的電容式傳感器示意圖,E為電源,G為靈敏電流計,A為固定的導體芯,B為導體芯外面的一層絕緣物質,C為導電液體。已知靈敏電流計指針偏轉
4、方向與電流方向的關系為:電流從左邊接線柱流進電流計,指針向左偏。如果在導電液體的深度h發(fā)生變化時觀察到指針正向左偏轉,則()DA.導體芯A所帶電荷量在增加,液體的深度h在增大B.導體芯A所帶電荷量在減小,液體的深度h在增大C.導體芯A所帶電荷量在增加,液體的深度h在減小D.導體芯A所帶電荷量在減小,液體的深度h在減小答案答案D電流計指針向左偏轉,說明流過電流計G的電流由左向右,則導體芯A所帶電荷量在減小,因電源一直與電容器相連,電容器兩端電壓保持不變,由Q=CU可知,導體芯A與液體形成的電容器的電容減小,則液體的深度h在減小,故D正確。深化拓展深化拓展考點一考點一勻強電場中電場強度與電勢差的關
5、系勻強電場中電場強度與電勢差的關系考點二考點二電容器動態(tài)變化問題電容器動態(tài)變化問題考點一勻強電場中電場強度與電勢差的關系考點一勻強電場中電場強度與電勢差的關系1.公式E=反映了電場強度與電勢差之間的關系,電場強度的方向就是電場中電勢降低最快的方向。Ud2.公式中d可理解為電場中兩點所在等勢面之間的距離,由此可得出一個結論:在勻強電場中,兩長度相等且相互平行的線段的端點間的電勢差相等。如圖所示,AB、CD平行且長度相等,則UAB=UCD。3.勻強電場中的任一線段AB的中點C的電勢,C=,如圖所示。2AB1-1如圖所示,在平面直角坐標系中,有方向平行于坐標平面的勻強電場,其中坐標原點O處的電勢為0
6、V,點A處的電勢為6V,點B處的電勢為3V,則電場強度的大小為()A.200V/mB.200V/mC.100V/mD.100V/m33A答案答案A由勻強電場的特點得OA的中點C的電勢C=3V,C=B,即B、C在同一等勢面上,由電場線與等勢面的關系和幾何關系知:如圖所示,d=1.5cm,則E=V/m=200V/m,A正確。Ud231.5 101-2如圖所示,勻強電場方向平行于xOy平面,在xOy平面內有一個半徑為R=5m的圓,圓上有一個電荷量為q=+110-8C的試探電荷P,半徑OP與x軸正方向的夾角為(如圖),P沿圓周移動時,其電勢能Ep=2.510-5sin(J),則()A.x軸位于零勢面上
7、B.電場強度大小為500V/m,方向沿y軸正方向C.y軸位于零勢面上D.電場強度大小為500V/m,方向沿x軸正方向A答案答案A由Ep=2.510-5sin(J)知,試探電荷在x軸上時電勢能為0,x軸位于零勢面上,電場線沿y軸方向,當=90時,Ep90=2.510-5J=EqR,解得E=500V/m,方向沿y軸負方向,故B、C、D錯,A正確。考點二電容器動態(tài)變化問題考點二電容器動態(tài)變化問題1.區(qū)分兩種基本情況區(qū)分兩種基本情況(1)電容器始終與電源相連時,電容器兩極板間電勢差U保持不變。(2)電容器充電后與電源斷開時,電容器所帶電荷量Q保持不變。2.平行板電容器的動態(tài)分析方法平行板電容器的動態(tài)分
8、析方法(1)確定不變量,分析是電壓不變還是所帶電荷量不變。(2)用決定式C=分析平行板電容器電容的變化。(3)用定義式C=分析電容器所帶電荷量或兩極板間電壓的變化。(4)用E=分析電容器極板間電場強度的變化。r4 SkdQUUd2-1某電容式話筒的原理示意圖如圖所示,E為電源,R為電阻,薄片P和Q為兩金屬極板。對著話筒說話時,P振動而Q可視為不動。在P、Q間距增大過程中()A.P、Q構成的電容器的電容增大B.P上電荷量保持不變C.M點的電勢比N點的低D.M點的電勢比N點的高D答案答案D由C=可知P、Q間距離d增大時電容C減小,A項錯誤。電容器P、Q兩端電壓不變,由C=知,電容減小將放電,電荷量
9、減小,故B項也錯。放電時電流從M點經R到N點,說明M點電勢高于N點電勢,所以C項錯誤,D項正確。r4 SkdQU2-2一帶電小球懸掛在平行板電容器內部,閉合開關S,電容器充電后,懸線與豎直方向夾角為,如圖所示。下列方法中能使夾角減小的是()A.保持開關閉合,使兩極板靠近一些B.保持開關閉合,使滑動變阻器滑片向右移動C.保持開關閉合,使兩極板遠離一些D.打開開關,使兩極板靠近一些C答案答案C要使懸線夾角減小,就要減小小球在電容器中所受到的電場力,即要減小電容器內部電場強度。保持開關S閉合,即電容器兩端電壓不變,使兩極板靠近些,由E=知,電場強度增大,要增大;使兩極板遠離一些,就會使電場強度減小,夾角減小;調節(jié)滑動變阻器不能影響電容器兩極板間的電壓大小,因此A、B錯誤,C正確;若斷開開關S,電容器兩極板電荷量不變,使兩極板靠近一些,由C=,U=,E=知,E=,則E不變,即夾角不變,D錯誤。Udr4 SkdQCUdr4 kQ S
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