新人教版选修2-1高中物理电容器 学案

电容器 学案【典型例题】【例 1】两块平行金属板带等量异号电荷，要使两板间的电压加倍，而板间的电场强度减半，可采用的办法有( ).A.两板的电量加倍，而距离变为原来的 4 倍B.两板的电量加倍，而距离变为原来的 2 倍C.两板的电量减半，而距离变为原来的 4 倍D.两板的电量减半，而距离变为原来的 2 倍【解析】由 E= dU知，当两板间电压 U 加倍，间距 d 变为原来的 4 倍时，板间的电场强度减半，又据 C=KdS4可知，d 变为原来的 4 倍时，电容变为原来的 41，由 U= CQ可知，Q 须为原来的 21，才能使两板间电压加倍.所以答案为 C。【例 2】一种静电除尘器，由两块距离为 1㎝的平行金属板 A、B 组成，如图所示，两板间接上 9×103V 的值流电压时，在两板间产生一个强电场，如果一粒尘埃，其质量为 1.0×10-5㎏,电荷量为 4.8×10－9C，试通过计算来比较尘埃所受的重力和电场力的大小，并说明除尘原理。【解析】尘埃所受的重力 G=mg=1.0×10-5×10=1.0×10-4N 两板间的场强 为 E=U/d=9×103/(1×10-2)=9×105(V/m),尘埃受到的电场力 F=qE=4.8×10-9×9×105=4.32×10-3N,F/G=43. 在实际应用中，尘埃所带的电荷来自被强电场电离的空气分子，空气分子被电离后成为电子和正离子，正离子被吸引到负极板上得到电子，又成为分子，而电离出的电子在向正极板运动过程中，遇上尘埃，而使尘埃带上负电，这样带负电的尘埃被吸附到到正极板上而被收集。【例 3】三块相同的金属平板 A、B、D 自上而下水平放置，间距分别为 和 ，如图所示，A、B 两板中心开孔，在 A 板的开孔上搁有一金属容器 P，P 与 A 板接触良好，其内盛有导电液体，A 板通过闭合的电键 S 与电压为 的电源正极相连，B 板与电源的负极相连并接地，容器 P 内的液体在底部小孔 O 处形成质量为 、带电量为 的液滴后自由下落，穿过 B 板的开孔 落在 D 板上，其电荷被 D 板吸附，液体随即蒸发，接着容器底部又形成相同的液滴自由下落，如此继续，整个装置放在真空中．用心 爱心 专心 （1）第 1 个液滴到达 D 板时的速度为多少？ （2）D 板最终达到多高的电势？ （3）设液滴的电量是 A 板所带电量的 倍（ ），A 板与 B 板构成的电容器的电容为 ， ， ， ，试计算 D 板最终的电势能． （4）如果电键 S 不是始终闭合，而只是在第一个液滴形成前闭合一下，随即打开，其他条件与（3）相同，在这种情况下...