1、第3讲：电容器的动态分析制作人：张光明电容器中两个结论结论一：与电源相连的电容器电压不变 因为U电容器=E电动势因为E电动势不变所以U电容器不变结论二：与电源断开的电容器，极板电量Q不变。- - - - - - +因为电容器无法充电、放电，所以极板的电量跑不掉。电容器的三大公式问：电容器有哪三大公式？答：UQC dSC dUE 定义式决定式场强与电压的关系电容器中的一个重要推论与电源断开的电容器，当距离变大2倍时， 极板的场强怎样改变？距离增大2倍问：电容器的哪个物理量不变？答：电量Q不变，因为与电源断开了。因为 ，根据 知：因为 ，根据 知：因为 ； ，根据 知：UQC dSC dUE 21
2、C21C2U2d2d2UE不变电容器中的一个推论与电源断开的电容器，当距离减小2倍时，极板的场强怎样改变？距离减小2倍问：电容器的哪个物理量不变？答：电量Q不变，因为与电源断开了因为 ，根据 知因为 ，根据 知因为 和 根据 知：UQC dSC dUE 2C2C21U21d21U21dE不变如图：孤立的带电电容器中间插入一块陶瓷，则电容C、电压U、场强E怎样改变？陶瓷问：哪个物理量不变？答：电量Q不变。问：插入陶瓷，电容C怎样改变？答：变大。C变大，根据 知：因为U变小，d不变，根据 知：UQC dUE U变小E变小开关s闭合时，液滴静止在电容器之间。现将开关s断开，两板间的距离变为原来的2倍
3、，则液滴怎样运动？液滴问：开关断开时，电容器的哪个物理量不变？答：电量Q不变。d是原来的2倍，根据 知：C是原来的 ，根据 知：d是原来的2倍， U是原来的2倍，根据 知：E不变，则电场力F不变，所以仍然静止。C是原来的 UQC dSC dUE 2121E不变U是原来的2倍如图：带电液滴悬浮在极板之间，若将极板之间的距离变为原来的2倍，则液滴怎样运动？问：电容器的哪个物理量不变？答：电压U不变，因为与电源相连。问：怎样判断场强的变化？答：直接根据 来判断因为U不变，d增大，所以E减小。问：液滴怎样运动？答：因为E减小，所以F减小，所以向下加速dUE mgFa如图：带电液滴悬浮在极板之间，则液滴
4、带什么电？问：怎样判断液滴所受电场力F的方向？答：根据二力平衡判断。 mgF因为重力mg向下，所以电场力F向上。问：怎样判断极板的场强方向？答：根据极板的极性。 【正极正极板】 【负极负极板】+- - - - - -+-电场线问：液滴带什么电？答：由上面的分析可知：因为电场力F向上，因为场强E向下，所以液滴带负电FE开始小球静止在平行板电容器之间，与竖直方向的夹角为，当A板向右移动时。则：夹角怎样改变？AB问：小球受几个力？答：三个力。重力、电场力、绳子的拉力mgF拉F电问：电容器的哪个物理量不变？答：电容器的电压U不变，因为与电源相连。问：A板向右移动，距离d怎样改变？答：距离d变小问：电容
5、器的场强E变大还是变小？答：因为U不变，d变小，直接根据 知：E变大，所以电场力F变大，所以偏角变大dUE E变大开始小球静止在平行板电容器之间，与竖直方向的夹角为，开关始终断开。当A板向右移动时，则夹角怎样改变？AB问：小球受几个力？答：三个力。重力、电场力、绳子的拉力mgF拉F电问：电容器的哪个物理量不变？答：电容器的电量Q不变，因为与电源断开问：A板向右移动，距离d怎样改变？答：距离d变小d变小，根据 知：Q不变，C变大，根据 知：因为U变小、d变小，根据 知：E不变，所以电场力F不变，所以偏角不变。dSC UQC dUE C变大U变小E不变质量为m的小球静止在平行板电容器之间，与竖直方
6、向的夹角为，极板的电量为Q。求：电容器的电容C？AB问：小球受几个力？答：三个力。重力、电场力、绳子的拉力mgF电F拉三力平衡，所以三个力可以平移成一个三角形。 式代入式求U，然后代入式，得：mgF拉F电电mgF tan电dUqqEFUQC mgdQqCtan由三角形得：mgtan电F试一试，求一求小球静止在平行板电容器之间，与竖直方向的夹角为30，极板的电量为Q。后来给极板充电，小球与竖直方向的夹角变为60，求：充电后极板的电量Q=？3060充电三力平衡，所以三个力可以平移成一个三角形。 mgF拉F电电mgFtandUqqEF电mgdCqQ tanUQC Qtan30tan60tanQQq、
7、m、g、d、C相同3333如图：平行板电容器倾斜放置，带电液滴沿水平方向向右通过电容器。问：小球做什么运动？v问：电场力是什么方向？答：垂直于极板。问：垂直于极板向上还是向下？答：只能垂直于极板向上由图可知：小球做减速运动，做匀减速运动。mgFv如图：带电尘埃静止在极板之间，若将两板错开一些，则尘埃怎样运动？尘埃问：电容器的电压U变吗？答：不变，因为电容器与电源相连。问：电容器的距离d变吗？答：不变。U不变，d不变，根据 知：E不变，根据 知：所以尘埃仍然静止E不变F不变dUE qEF 如图：带电尘埃静止在极板之间，若将两板错开一些。则在两板错开的过程中，电流方向怎么样？问：电容器的电压U变吗？答：U不变，因为电容器与电源相连。问：错开是什么意思？答：正对面积S减小 S减小，根据 知：C减小，U不变，根据 知：Q减小，所以电容器放电dSC UQC C减小Q减小电容器相当于电源
