平行板电容器课件

081平行板电容器的两极板

——高中物理难题100题

平行板电容器的两极板A、B分别跟电池的正负极相连,在两极板间放一块厚度均匀的金属板,板面跟极板平行(如图).设电池的电动势为E,极板A和金属板的上表面C之间的电势差为E1.

(1)在图上画出A、B、C、D四个表面上电荷的正负号;

(2)求金属板的上、下两表面之间的电势差;

(3)求金属板下表面D和极板B之间的电势差.

【答案】（1）如图

（2）0

（3）E-E1

【解析】(1)与电源正极连接的A极板表面上电荷为正，与电源负极连接的B极板表面上电荷为负，金属板感应电荷，C极板表面上电荷为负，D极板表面上电荷为正。

（2）电场中的导体是等势体。

（3）E=UAC+UDB，其中UAC=E1，所以UDB=E-E1.

【故事】笔者1964年高考，这题好像做错了。最拿手的物理高考好像不满意。第一志愿清华大学没有录取，有幸考取了南开大学物理系。成为终生搞物理的开始。物理物理，理想事业一致。

类似的题目：

平行板电容器两极板分别与电源正负极相连, 两板间介质为空气, 如图所示, 用介电常数大于1的另一种电介质充满两极板的空间, 则

[ ]

A. 电容器的电压不变,带电量不变

B. 电容器的电容增大, 两板间场强不变

C. 电容器的电荷量增多, 电压增大

D. 电容器的电荷量增多, 两板间场强变大

【答案】B

【解析】因为电容器与电源连接，所以电容器两板间电压不变，插入电介质后，根据公式dSCk4，电容增大，根据公式CUQ,所以带电量增大。电场强度dUE不变。

电容器 平行板电容器的教案示例

一、教学目标

1．掌握平行板电容器的电容；

2．掌握影响平行板电容器电容的因素；

3．认识一些常用电容器；

4．结合匀强电场有关知识，研究平行板电容器极板间电场及电场源关系。

二、重点、难点分析

1．平行板电容器的电容和影响电容的因素是教学中的重点。

2．学生不常接触电容器，缺少实际知识，在接受本节课讲授内容时有一定困难，如何帮助学生在理解基础上分析解决问题是教学中的难点。

三、教具

静电计，带绝缘支架的导体圆板（两个），起电机，电介质板（泡沫塑料板），示教用各种电容器。验电器（一个），验电球。

四、主要教学过程

（一）引入新课

由上节课问题，靠近带电物体A的导体（B接地）上带有感应电荷。整个装置具有储存电荷的功能。我们称这种装置为电容器。

（二）教学过程设计

1．电容器

（1）构成：任何两个彼此绝缘、相互靠近的导体可组成一个电容器，贮藏电量和能量。两个导体称为电容的两极。

欲使电容器储存电荷，首先应对电容充电，充电后还能放电。

（2）充放电

①充电：使电容器两极带异号电荷的过程。

实验1

利用起电机对相对放置的平行金属板构成的电容器充电。

把金属板与起电机断开，用验电球C与A板接触后再与验电器金属球D接触，金属箔逐渐张开。可知A 板上带有电荷。然后，放掉C上多余电荷，让C与B接触后再与D接触，可见原来张开的金属箔逐渐闭合，可知A、B带异号电荷。

分析：起电机两极带电荷后，电势在带正电荷一极较高，负电荷一极较低，与电容器两极接触时，由于起电机两极与电容器两极不等势，将发生电荷定向移动，引起电荷重新分布，直至起电机两极与电容器两极达到静电平衡状态为止。这时电容器两极与起电机两极分别等势，从而电容器两极间电势差等于起电机两极电势差。同样，也可用电源（电池）对电容器充电，与正极相连的电容器极板带正电荷，与负极相连带负电荷。

②放电：使电容器两极失去所带电荷。

可用导线直接连接电容器两极，让两极板上正负电荷发生中和。

平行板电容器动态分析专题 版权hqa所有 仅供交流

平行板电容器动态分析专题

一、 理论支持

① UQC(定义式) ② kdsCr4 （决定式 适用于平行板电容器）

③ dUE （适用于匀强电场） ④ qEp qWU （适用于任何电场）

及其它相关知识。

二、 两个基本情况与两个常见问题

Ⅰ 两个基本情况

① 电容器两板电势差不变（常表现为与电源连接）；

② 电容器带电荷量保持不变（充电后断开）。

Ⅱ 两个常见问题

① 针对电场强度（电场力的性质），设计有关力的问题。如，平衡与非平衡问题；

② 针对电势（电场能的性质），设计有关能的问题。如，电势升降与电势能变化问题。

三、 情况Ⅰ-----电容器两板电势差不变,板间距离d增大（设下板向下移）

F↓可分析相关的平衡问题与非平衡问题

E↓→

)(不变Ud UQCkdsCr4

四、情况Ⅱ 电容器带电荷量保持不变，板间距离d增大（设下板向下移）

E不变

d↑

(Q不变)

C↓ U↑ E? A BxCC→ 对应正电荷的电势能减小，负电荷的电势能增大

C↓ Q↓ A BxC情形Ⅰ 情形Ⅱ

kdsCr4 UQC dEU E=Ud=CQd=Qdkdsr4 F↓可分析相关的平衡问题与非平衡问题 ExUCCB

ExUCCB kdsCr4 UQC

C不变，

Ep不变

百度文库 - 让每个人平等地提升自我

1

平行板电容器的动态分析问题

平行板电容器是最常见的一种电容器，其结构可以发生变化，因此电容也跟着随之变化。

当我们改变电容器的某个结构时，电容器的电容也随之变化。从而导致电容器中间的电场强度也会发生变化。这就引出一种问题，电容器的动态分析问题。

电容器的动态分析问题总体上来说大概分为两类：电压不变的问题和电荷量不变的问题。一般情况下，题目中的说法是：电压不变（电容器始终接在电源上）电荷量不变（电容器充电完成后，断开电源）

如果根据问题的难度再细分：

层次1：仅仅分析电容和电荷量（电压）的变化

层次2：分析电容和电荷量（电压）的变化，再加上电场强度的变化，而电场强度的变化有两个方法进行比较（U不变的问题中：E=U/d，Q不变的问题中，Q与E成正比(前提是S不变)）

层次3：E的变化会导致容器中某点电势的变化（或者电荷在某点电势能的变化）

层次4：E的变化会导致容器中液滴所受电场力的变化，进而会产生加速度，根据牛顿第二定律计算加速度；或者容器中国液滴的平衡状态发生变化，从而分析细线角度的变化。

【此题问题本质上只重在分析电场强度的变化问题，因为所需要分析的是力的问题】

动态分析问题的处理方法：

1. 先分析清楚题目给出的是U不变还是Q不变的类型

2. 找出题目中发生变化的参量，然后分析C的变化（注意正反比关系），Q的变化（U的变化）Q的变化会产生瞬间的充电和放电电流（会判断电流方向）

3. 再分析E的变化

4. 如果是平衡问题或者动力学问题需要进行受力分析，写平衡方程或者牛顿第二定律。

典型例题剖析

例1：★★【2016 新课标I】一平行板电容器两极板之间充满云母介质，接在恒压直流电源上。若将云母介质移出，则电容器（ ）

A. 极板上的电荷量变大，极板间电场强度变大

B. 极板上的电荷量变小，极板间电场强度变大 百度文库 - 让每个人平等地提升自我