--专题七--疑难诊断——有关电容器问题分析方法.ppt

(1) 电容器充电后断开电源类问题的分析： 电容器充电后断开电源，由于电荷不再移动，故电容器的电荷量 Q 保持不变。由公式 C ＝ ε r S 4π kd 和 C ＝ Q U 讨论 ε r 、 S 、 d 的变化如何 引起 C 、 U 的变化，此时电场强度 E ＝ U d ＝ Q Cd ＝ 4π kQ ε r S ，可见 ε r 、 S 的变化可引起 E 的变化，而 E 与 d 无关。 (2) 电容器充电后始终与电源相连类问题的分析： 平行板电容器充电后， 若保持与电源相连， 则电容器两极板间的 电势差等于电源的电动势且始终保持不变。由公式 C ＝ ε r S 4π kd 和 C ＝ Q U 以及 E ＝ U d 讨论 ε r 、 S 、 d 的变化如何引起 C 、 Q 、 E 的变化。 会发现当 U 不变时， E 只随 d 的变化而变，不随 S 的变化而变。 [ 例 1] 如图 7 － 5 所示，平行板电容器 A 、 B 板与电源正、负极相连，电容 器中有一固定点 P 。下列说法中正确 的是 ( ) 图 7 － 5 A ．闭合 K ，给电容器充电，然后断开 K ，并向下移动 A 板， P 点电场强度不变，如取 A 板电势为零，则 P 点电势升高 B ．闭合 K ，并向下移动 A 板， P 点电场强度不变，如取 A 板 电势为零， P 点电势降低 C ．闭合 K ，给电容器充电，然后断开 K ，并向上移动 B 板， P 点电场强度不变，如取 B 板电势为零，则 P 点电势升高 D ．闭合 K ，并向上移动 B 板， P 点电场强度减小，如取 B 板 电势为零， P 点电势降低 [ 解析 ] 断开 K 后，电容器两极板所带的电荷量 Q 一定，则根据 公式： C ＝ Q U ， E ＝ U d ， C ＝ ε r S 4 πkd 可得 E ＝ U d ＝ Q Cd ＝ 4π kQ ε r S ，电场强 度与两板间的距离 d 无关， 所以 P 点的电场强度不变， 如取 A 板 电势为零， 则由 U AP ＝ φ A － φ P ＝ E d AP 可得 φ P ＝－ Ed AP ， 向下移动 A 板， d AP 变小，可知 P 点电势升高，选项 A 正确。如取 B 板电 势为零，则由 U PB ＝ φ P － φ B ＝ Ed PB ，可得 φ P ＝ Ed PB ，向上移动 B 板， d PB 变小， P 点电势降低，选项 C 错误， K 一直闭合，则电 容器两板间电势差 U 不变。由 E ＝ U d 可知，当向下移动 A 板， d 变小，两板间电场强度 E 变大，故 P 点电场强度变大。如取 A 板 电势为零，则 U AP ＋ U PB ＝ U 不变，而由 U PB ＝ Ed PB 知 U PB 变大， 则 U AP 变小，所以由 U AP ＝ φ A － φ P ＝－ φ P 知 P 点电势升高，选 项 B 错误。 K 一直闭合，如取 B 点电势为零，由 E ＝ U d 可知，当向上 移动 B 板， d 变小，两板间场强 E 变大，故 P 点电场强度变大。由 于 U AP ＋ U PB ＝ U 不变，而由 U AP ＝ Ed AP 知 U AP 变大，则 U PB 变小， 所以由 U PB ＝ φ P － φ B ＝ φ P 知 P 点电势降低，选项 D 错误。故选 A 。