高中物理 演示实验1：电容器的电容的决定因素素材 新人教版选修3-1

演示 1. 电容器关于电容器，有两个重要公式： ① 和 ②，这两个公式的区别是：1． 意义不同：前者是定义式，后者是决定式。2． 数学关系不同：在①式中，不能说，电容 C 与带电量 Q 成正比，与两板间的电压成反比，而是量度的方法。在②式中，电容 C 与两板正对面积 S 成正比，与两板间的距离 d 成反比。3． 使用条件不同：①式适用于一切电容器，②式只适用于平行板电容器。本文重点谈谈②式导出过程与应用过程在逻辑顺序上的不同。如教科书所说，用实验导出②式的过程分为 3 步：第 1 步：保持极板上的电量 Q 不变，两极板的距离 d 也不变，改变两极板的正对面积 S，通过静电计指针的变化得知两极板间电势差 U 的变化，根据①式，由电势差 U 的变化判断电容 C 的变化。得到：当 S 增大 1 倍时，U 减小倍，C 增大 1 倍，从而得出电容 C 与两板正对面积 S 成正比这个关系。第 2 步：保持极板上的电量 Q 不变，改变两极板的正对面积 S 也不变，改变两极板的距离 d，通过静电计指针的变化得知两极板间电势差 U 的变化，根据①式，由电势差 U 的变化判断电容 C 的变化。得到：当 d 增大 1 倍时，U 增大 1 倍, C 减小倍，从而得出电容 C 与两板间距离 d 成反比这个关系。第 3 步：保持 Q、S、d 都不变，在两极板间插入电解质，例如有机玻璃板，通过静电计指针的变化得知两极板间电势差 U 的变化，根据①式，由电势差 U 的变化判断电容 C 的变化得出两极板间插入电解质后对电容器 C 的影响。通过大量的实验结合理论的分析，才得出②式。在我们用②式做题时，其思维程序则与导出时不同。举例如下：例 1．水平放置的平行板电容器与一电池相连，在电容器的两板间有一带正电的质点处于静止状态，现将电容器两板间的距离增大，则 DＡ．电容变大，质点向上运动Ｂ．电容变大，质点向下运动Ｃ．电容变小，质点保持静止Ｄ．电容变小，质点向下运动解析：根据电容器的电容公式，当电容器两板间的距离 d 增大时，电容 C 变小。根据，电池电压 U 不变，则电场 E 变小，根据电场力公式，电场力 F 变小，原来质点受电场力与重力平衡，现质点受电场力小于重力，合力向下，所以质点线下运动选 D。例 2．两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置，构成一平行板电容器，与它相连接的电路如图所示，接通开关 K，电源即给电容器充电.A 保持 K 接通，减小两极板间的...