平行闆電容器大小影響因素?建模背景電容器是一種容納電荷的器件,在電子電路應用非常廣泛由兩個彼此絕緣又相互靠近的導體組成充電後電容器兩極闆帶上等量的異種電荷,儲存電場能,相當于一個移動電源所帶電量是一個極闆所帶電荷量的絕對值,這一點學生是容易錯認為是兩闆帶電量絕對值之和容納電量的本領大小由電容器本身結構決定,用物理量電容C表示,與有無電荷Q和電壓、電荷量大小無關,即對定義式C=Q/U及C=△Q/△U 幾個量的關系和決定式C=εrS/4πkd,中影響電容因素理解不透,還要靈活選取電容的兩個公式分析電容的變化,及應用E=U/d分析闆間電場強度的變化情況從而,特别是還要準确判斷保持平行闆電容器的Q一定和U一定的兩類動态問題中的電勢和電勢能的變化尤其困難,我來為大家科普一下關于平行闆電容器大小影響因素?以下内容希望對你有幫助!
建模背景
電容器是一種容納電荷的器件,在電子電路應用非常廣泛。由兩個彼此絕緣又相互靠近的導體組成。充電後電容器兩極闆帶上等量的異種電荷,儲存電場能,相當于一個移動電源。所帶電量是一個極闆所帶電荷量的絕對值,這一點學生是容易錯認為是兩闆帶電量絕對值之和。容納電量的本領大小由電容器本身結構決定,用物理量電容C表示,與有無電荷Q和電壓、電荷量大小無關,即對定義式C=Q/U及C=△Q/△U 幾個量的關系和決定式C=εrS/4πkd,中影響電容因素理解不透,還要靈活選取電容的兩個公式分析電容的變化,及應用E=U/d分析闆間電場強度的變化情況從而,特别是還要準确判斷保持平行闆電容器的Q一定和U一定的兩類動态問題中的電勢和電勢能的變化尤其困難。
基礎模型:平行闆電容器動态分析的兩類題型
【例】:如圖所示,P點有一帶電粒子處于靜止狀态
1.電容器始終與電源相連,即保持U恒定不變
強調:(1)電勢φ變化的判斷方法與步驟:
舉例說明:結合某點電勢的正負和與零電勢間的電勢差絕對值大小的變化的幾種情況
(2)帶電粒子在P點的電勢能Ep變化的方法與步驟:
方法1:利用電勢能的定義式Ep=qφ判斷。注意電荷電荷量和電勢一定要帶入正、負,還要結合電勢φ的絕對值變化,來得到電勢能Ep的正負和絕對值變化,從而得到電勢能Ep的變化情況。
利用定義式正負帶電粒子在電場中某點的電勢能随該點電勢的變化的各種情況,此法較繁且易錯
方法2:利用電場力做功來判斷電勢能變化。
利用等效思想來判斷正負帶電粒子在電場中某點的電勢能随電勢變化的情況,此法簡單易懂
2.電容器充完電後與電源斷開,Q恒定不變
此類情況的電勢變化和帶電粒子在P點的電勢能變化的判斷方法與步驟完全同上
例題精講
【例】如圖所示,平行闆電容器與電動勢為E的直流電源(内阻不計)連接,下極闆接地。一帶電油滴位于容器中的P點且恰好處于平衡狀态。現将平行闆電容器的上極闆豎直向上移動一小段距離( )
A.帶電油滴将沿豎直方向向上運動 B.P點的電勢将降低
C.帶電油滴的電勢能将減少
D.電容器的電容減小,極闆帶電量将增大
【解析】電容器上極闆接電源正極,則闆間場強方向豎直向下。由于帶電油滴在P點恰好處于平衡狀态,則受力分析如圖則油滴帶負電。上極闆上移,闆間距離d變大,闆間電壓E不變,因場強E場=E/d,知場強E場變小,油滴向下運動,A選項錯誤。P點電勢等于P點與下極闆間電勢差,由U=E場d知,U變小,則P點電勢降低,故B選項正确,電勢能Ep=qφ,負電荷在電勢低的地方電勢能大,則帶電油滴的電勢能将增加,故C選項錯誤。電容C=εrS/4πkd,,d增大,則C減小,由Q=CU=CE,知Q減小,所以D選項錯誤。
所以選B。
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