高考物理 第1部分 第一章 第6、7節(jié) 電容器和電容 靜電的應(yīng)用及危害課件 新人教版選修31

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1、第一章第 6、7節(jié)理解教材新知把握熱點(diǎn)考向應(yīng)用創(chuàng)新演練知識點(diǎn)一知識點(diǎn)一知識點(diǎn)二知識點(diǎn)二知識點(diǎn)三知識點(diǎn)三考向一考向三隨堂基礎(chǔ)鞏固隨堂基礎(chǔ)鞏固課時跟蹤訓(xùn)練課時跟蹤訓(xùn)練考向二3平行板電容器的電容與兩板的正對面平行板電容器的電容與兩板的正對面 積積S、板間距離、板間距離d、板間電介質(zhì)有關(guān)。、板間電介質(zhì)有關(guān)。4靜電的應(yīng)用：靜電屏蔽、靜電噴漆、靜電的應(yīng)用：靜電屏蔽、靜電噴漆、 靜電除塵、靜電復(fù)印等。靜電除塵、靜電復(fù)印等。靜電的危害：雷鳴閃電、火花放電、靜電的危害：雷鳴閃電、火花放電、靜電放電引起的電磁干擾等。靜電放電引起的電磁干擾等。自學(xué)教材自學(xué)教材 1電容器電容器 (1)定義：由兩個彼此定義：由兩個彼此

2、 又互相又互相 的導(dǎo)體組成。的導(dǎo)體組成。 (2)平行板電容器：平行板電容器： 結(jié)構(gòu)：由兩塊結(jié)構(gòu)：由兩塊 的平行金屬板組成。的平行金屬板組成。 帶電特點(diǎn)：兩板帶帶電特點(diǎn)：兩板帶 電荷，分布在兩板相對的電荷，分布在兩板相對的內(nèi)側(cè)。某一極板所帶電荷量的內(nèi)側(cè)。某一極板所帶電荷量的 規(guī)定為電容器的帶電規(guī)定為電容器的帶電荷量。荷量。絕緣絕緣靠近靠近彼此絕緣彼此絕緣等量異種等量異種絕對值絕對值 (3)電容器的充、放電過程：電容器的充、放電過程： 充電：指使電容器帶電的過程，充電電流流向充電：指使電容器帶電的過程，充電電流流向 ，充電后兩極板帶等量異種電荷。，充電后兩極板帶等量異種電荷。 放電：指使充電后的電

3、容器失去電荷的過程，放電放電：指使充電后的電容器失去電荷的過程，放電電流流向電流流向 。 充、放電過程中的能量變化。充、放電過程中的能量變化。 電容器充電后，電容器中就儲存了電能。將電容器兩電容器充電后，電容器中就儲存了電能。將電容器兩極連接，異種電荷通過放電中和，儲存的電能就釋放出來，極連接，異種電荷通過放電中和，儲存的電能就釋放出來，轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，例如發(fā)光、發(fā)熱等。轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，例如發(fā)光、發(fā)熱等。正極板正極板負(fù)極板負(fù)極板儲存電荷儲存電荷C/V1061012重點(diǎn)詮釋重點(diǎn)詮釋1電容器的充、放電過程電容器的充、放電過程充電過程充電過程放電過程放電過程電流流向電流流向極板電量極板電

4、量增加增加減小減小板間電場板間電場增強(qiáng)增強(qiáng)減弱減弱結(jié)果結(jié)果板間電壓與電源相同，兩板間電壓與電源相同，兩極板帶等量異種電荷極板帶等量異種電荷板間電壓為零，極板間電壓為零，極板電荷中和板電荷中和圖圖1611對電容對電容CQ/U，以下說法正確的是，以下說法正確的是 ()A電容器充電荷量越大，電容增加越大電容器充電荷量越大，電容增加越大B電容器的電容跟它兩極所加電壓成反比電容器的電容跟它兩極所加電壓成反比C電容器的電容越大，所帶電荷量就越多電容器的電容越大，所帶電荷量就越多D對于確定的電容器，它所充的電荷量跟它兩極板間對于確定的電容器，它所充的電荷量跟它兩極板間所加電壓的比值保持不變所加電壓的比值保持

5、不變解析：解析：電容器的電容是由電容器本身的因素決定的，與電電容器的電容是由電容器本身的因素決定的，與電容器的帶電荷量容器的帶電荷量Q和兩極間的電壓無關(guān)。所以和兩極間的電壓無關(guān)。所以D對。對。答案：答案：D 自學(xué)教材自學(xué)教材 1實(shí)驗(yàn)探究：平行板電容器的電容與哪些因素有關(guān)？實(shí)驗(yàn)探究：平行板電容器的電容與哪些因素有關(guān)？ (1)方法：采取方法：采取 法，在電容器帶電荷量法，在電容器帶電荷量Q不變不變的情況下，只改變電容器的極板正對面積的情況下，只改變電容器的極板正對面積S、板間距離、板間距離d、板、板間電介質(zhì)的介電常數(shù)間電介質(zhì)的介電常數(shù)中的一個量。中的一個量。 (2)靜電計(jì)電勢差的意義：由于靜電計(jì)的

6、金屬球與其中一靜電計(jì)電勢差的意義：由于靜電計(jì)的金屬球與其中一個極板相連，兩者電勢相等，靜電計(jì)的金屬外殼與另一個極個極板相連，兩者電勢相等，靜電計(jì)的金屬外殼與另一個極板相連板相連(或同時接地或同時接地)，兩者電勢相等。所以靜電計(jì)的電勢差實(shí)，兩者電勢相等。所以靜電計(jì)的電勢差實(shí)質(zhì)上也反映了質(zhì)上也反映了 的電勢差的大小。的電勢差的大小?？刂谱兞靠刂谱兞侩娙萜鲀蓸O板間電容器兩極板間 2常用電容器常用電容器 (1)分類：分類： 按電介質(zhì)分：按電介質(zhì)分： 電容器、電容器、 電容器、陶瓷電電容器、陶瓷電容器、容器、 電容器等。電容器等。 按是否可變分：按是否可變分： 電容器、電容器、 電容器等。電容器等。云母

7、云母紙質(zhì)紙質(zhì)電解電解可變可變固定固定 (2)電容器的額定電壓和擊穿電壓：電容器的額定電壓和擊穿電壓： 擊穿電壓：加在電容器兩極板上的電壓不能超過某擊穿電壓：加在電容器兩極板上的電壓不能超過某一限度，超過這個限度，電介質(zhì)將被一限度，超過這個限度，電介質(zhì)將被 ，電容器損壞，電容器損壞，這個極限電壓稱為擊穿電壓。這個極限電壓稱為擊穿電壓。 額定電壓：電容器能夠額定電壓：電容器能夠 工作時的電壓。電工作時的電壓。電容器外殼上標(biāo)的電壓即是額定電壓，這個值比擊穿電壓低。容器外殼上標(biāo)的電壓即是額定電壓，這個值比擊穿電壓低。擊穿擊穿長期正常長期正常 重點(diǎn)詮釋重點(diǎn)詮釋2(2012福州高二檢測福州高二檢測)如圖如

8、圖162所所示的實(shí)驗(yàn)裝置中，平行板電容器的極板示的實(shí)驗(yàn)裝置中，平行板電容器的極板A與一靈敏的靜電計(jì)相接，極板與一靈敏的靜電計(jì)相接，極板B接地。接地。若極板若極板B向上移動一點(diǎn)，由觀察到的靜電計(jì)指針變化作向上移動一點(diǎn)，由觀察到的靜電計(jì)指針變化作出平行板電容器電容變小的結(jié)論的依據(jù)是出平行板電容器電容變小的結(jié)論的依據(jù)是 ()A兩極板間的電壓不變，極板上的電荷量變小兩極板間的電壓不變，極板上的電荷量變小B兩極板間的電壓不變，極板上的電荷量變大兩極板間的電壓不變，極板上的電荷量變大C極板上的電荷量幾乎不變，兩極板間的電壓變小極板上的電荷量幾乎不變，兩極板間的電壓變小D極板上的電荷量幾乎不變，兩極板間的電

9、壓變大極板上的電荷量幾乎不變，兩極板間的電壓變大圖圖162答案：答案：D 1靜電的應(yīng)用靜電的應(yīng)用 (1)靜電噴涂的工作原理：使精細(xì)的油漆液滴飛離噴嘴時靜電噴涂的工作原理：使精細(xì)的油漆液滴飛離噴嘴時帶上同種電荷，彼此帶上同種電荷，彼此 ，并在，并在 作用下飛向作為電作用下飛向作為電極的工件。極的工件。 (2)激光打印機(jī)的工作原理：利用正、負(fù)電荷互相激光打印機(jī)的工作原理：利用正、負(fù)電荷互相 。自學(xué)教材自學(xué)教材排斥排斥電場力電場力吸引吸引 2靜電的危害靜電的危害 (1)雷雨云的雷鳴閃電給人類造成巨大損失。雷雨云的雷鳴閃電給人類造成巨大損失。 (2)靜電火花點(diǎn)燃易燃物質(zhì)引起靜電火花點(diǎn)燃易燃物質(zhì)引起 和

10、火災(zāi)。和火災(zāi)。 (3)靜電放電引起電子設(shè)備的故障，造成靜電放電引起電子設(shè)備的故障，造成 干擾。干擾。 (4)靜電放電擊穿集成電路和精密的電子元件，或促靜電放電擊穿集成電路和精密的電子元件，或促使元件老化，降低生產(chǎn)成品率。使元件老化，降低生產(chǎn)成品率。 (5)靜電在工業(yè)中如電子工業(yè)、膠片和塑料工業(yè)、造紙靜電在工業(yè)中如電子工業(yè)、膠片和塑料工業(yè)、造紙印刷工業(yè)、紡織工業(yè)中等都會產(chǎn)生危害。印刷工業(yè)、紡織工業(yè)中等都會產(chǎn)生危害。爆炸爆炸電磁電磁 3靜電危害的防止靜電危害的防止 (1)盡快導(dǎo)走多余電荷，避免靜電積累。盡快導(dǎo)走多余電荷，避免靜電積累。 (2)調(diào)節(jié)空氣的調(diào)節(jié)空氣的 。 (3)在易燃、易爆氣體和粉塵聚

11、集的場所保持良好的在易燃、易爆氣體和粉塵聚集的場所保持良好的 。通風(fēng)通風(fēng)濕度濕度重點(diǎn)詮釋重點(diǎn)詮釋 1靜電的產(chǎn)生過程靜電的產(chǎn)生過程 兩種不同的物體相互摩擦可以起電，甚至干燥的空兩種不同的物體相互摩擦可以起電，甚至干燥的空氣與衣物摩擦也會起電。摩擦起的電在能導(dǎo)電的物體上氣與衣物摩擦也會起電。摩擦起的電在能導(dǎo)電的物體上可迅速流失，而在不導(dǎo)電的絕緣體如化纖、毛織物等物可迅速流失，而在不導(dǎo)電的絕緣體如化纖、毛織物等物體上就不會流失而形成靜電，并聚集起來，當(dāng)達(dá)到一定體上就不會流失而形成靜電，并聚集起來，當(dāng)達(dá)到一定的電壓時就產(chǎn)生放電現(xiàn)象，產(chǎn)生火花并發(fā)出聲響。的電壓時就產(chǎn)生放電現(xiàn)象，產(chǎn)生火花并發(fā)出聲響。 2放

12、電現(xiàn)象產(chǎn)生的原因放電現(xiàn)象產(chǎn)生的原因 通常情況下空氣是不導(dǎo)電的，但是如果電場特別強(qiáng)，氣通常情況下空氣是不導(dǎo)電的，但是如果電場特別強(qiáng)，氣體分子中的正、負(fù)電荷受到方向相反的強(qiáng)電場力，有可能被體分子中的正、負(fù)電荷受到方向相反的強(qiáng)電場力，有可能被“撕撕”開，這個現(xiàn)象叫做空氣的電離，電離后空氣中存在著負(fù)開，這個現(xiàn)象叫做空氣的電離，電離后空氣中存在著負(fù)離子、正離子和自由離子，這些離子在強(qiáng)電場作用下加速運(yùn)離子、正離子和自由離子，這些離子在強(qiáng)電場作用下加速運(yùn)動，高速運(yùn)動的離子撞擊氣體分子，使更多的分子電離，這動，高速運(yùn)動的離子撞擊氣體分子，使更多的分子電離，這時空氣成為導(dǎo)體，于是產(chǎn)生了放電現(xiàn)象。時空氣成為導(dǎo)體，

13、于是產(chǎn)生了放電現(xiàn)象。3專門用來運(yùn)輸柴油、汽油的油罐車，在它的尾部都裝專門用來運(yùn)輸柴油、汽油的油罐車，在它的尾部都裝有一條拖在地上的鐵鏈，對鐵鏈的作用，下列說法正有一條拖在地上的鐵鏈，對鐵鏈的作用，下列說法正確的是確的是 ()A讓鐵鏈與路面摩擦產(chǎn)生靜電，使油罐車積累一定讓鐵鏈與路面摩擦產(chǎn)生靜電，使油罐車積累一定的靜電荷的靜電荷B讓鐵鏈發(fā)出聲音，以引起其他車輛的注意讓鐵鏈發(fā)出聲音，以引起其他車輛的注意C由于罐體與油摩擦產(chǎn)生了靜電，罐體上的靜電被鐵由于罐體與油摩擦產(chǎn)生了靜電，罐體上的靜電被鐵鏈導(dǎo)入大地，從而避免了火花放電鏈導(dǎo)入大地，從而避免了火花放電D由于罐體與油摩擦產(chǎn)生了靜電，鐵鏈將油的靜電導(dǎo)由于

14、罐體與油摩擦產(chǎn)生了靜電，鐵鏈將油的靜電導(dǎo)入大地，從而避免了火花放電入大地，從而避免了火花放電解析：解析：在運(yùn)輸柴油、汽油時，由于上下左右顛簸搖擺，在運(yùn)輸柴油、汽油時，由于上下左右顛簸搖擺，造成油和油罐的摩擦而產(chǎn)生靜電，汽車輪胎導(dǎo)電性能不造成油和油罐的摩擦而產(chǎn)生靜電，汽車輪胎導(dǎo)電性能不好，難以把靜電導(dǎo)入大地，所以用一條拖在地上的鐵鏈好，難以把靜電導(dǎo)入大地，所以用一條拖在地上的鐵鏈就能避免靜電的積累。所以只有就能避免靜電的積累。所以只有C正確。正確。答案：答案：C答案答案150 F4.5104 C150 F對于對于“1 000 pF,220 V”的云母電容器，下列說法中錯誤的的云母電容器，下列說法

15、中錯誤的是是 ()A所帶電荷量總是所帶電荷量總是2.2107 CB所帶電荷量是所帶電荷量是1.0107 C時，兩極間電壓是時，兩極間電壓是100 VC每當(dāng)兩極間電壓增加每當(dāng)兩極間電壓增加10 V時，所帶電荷量增加時，所帶電荷量增加1.0108 CD使它所帶電荷量增加使它所帶電荷量增加Q，兩極間電壓隨之增加，兩極間電壓隨之增加U，且且Q/U1.0109 F答案：答案：A 例例2如圖如圖163所示，平所示，平行板電容器與電壓為行板電容器與電壓為U的直流電的直流電源源(內(nèi)阻不計(jì)內(nèi)阻不計(jì))連接，下極板接地，連接，下極板接地，開關(guān)開關(guān)S閉合時一帶電油滴位于電閉合時一帶電油滴位于電容器中的容器中的P點(diǎn)且恰

16、好處于平衡狀態(tài)。現(xiàn)將平行板電容器的點(diǎn)且恰好處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向上移動一小段距離，則上極板豎直向上移動一小段距離，則 () A帶電油滴將沿豎直方向向上運(yùn)動帶電油滴將沿豎直方向向上運(yùn)動 BP點(diǎn)的電勢將降低點(diǎn)的電勢將降低 C帶電油滴的電勢能將不變帶電油滴的電勢能將不變 D電容器的電容減小，極板帶電量增大電容器的電容減小，極板帶電量增大圖圖163審題指導(dǎo)審題指導(dǎo)解答本題時應(yīng)注意以下三點(diǎn)：解答本題時應(yīng)注意以下三點(diǎn)：(1)電容器始終與電源相連。電容器始終與電源相連。(2)板間距與場強(qiáng)的關(guān)系。板間距與場強(qiáng)的關(guān)系。(3)板間距與電容大小的關(guān)系。板間距與電容大小的關(guān)系。 解析解析電容器與

17、電源相連，當(dāng)上極板上移時，板間距電容器與電源相連，當(dāng)上極板上移時，板間距離離d增大，場強(qiáng)增大，場強(qiáng)EU/d減小，電場力減小，帶電油滴將向下減小，電場力減小，帶電油滴將向下運(yùn)動，運(yùn)動，A錯；由錯；由UEd知，知，P與下極板電勢差減小，與下極板電勢差減小，P點(diǎn)電勢點(diǎn)電勢降低，降低，B對；由對；由Epq以及粒子帶負(fù)電可判斷，電勢能增加，以及粒子帶負(fù)電可判斷，電勢能增加，C錯；由錯；由CQ/U知知C減小，減小，U不變，不變，Q將減小，將減小，D錯。錯。答案答案B 討論平行板電容器的相關(guān)問題時，首先要確定是保討論平行板電容器的相關(guān)問題時，首先要確定是保持電勢差一定還是電荷量一定，然后根據(jù)電容器的結(jié)構(gòu)持電

18、勢差一定還是電荷量一定，然后根據(jù)電容器的結(jié)構(gòu)變化確定其電容的變化，再根據(jù)電容的定義式和場強(qiáng)與變化確定其電容的變化，再根據(jù)電容的定義式和場強(qiáng)與電勢差的關(guān)系進(jìn)行討論。電勢差的關(guān)系進(jìn)行討論。若開關(guān)若開關(guān)S接通一段時間后再斷開，然后將上極板豎直向上移接通一段時間后再斷開，然后將上極板豎直向上移動一小段距離，則上述四個選項(xiàng)中正確的選項(xiàng)是動一小段距離，則上述四個選項(xiàng)中正確的選項(xiàng)是_。解析：解析：開關(guān)開關(guān)S斷開后，電容器上的電量保持不變，板間距斷開后，電容器上的電量保持不變，板間距d增增大，電容器的電容減小，大，電容器的電容減小，D錯誤。由錯誤。由QCU可知，板間電壓可知，板間電壓增大，又因電量一定時，板間

19、電場強(qiáng)度與距離無關(guān)，增大，又因電量一定時，板間電場強(qiáng)度與距離無關(guān)，E不變，不變，故帶電油滴靜止不動，故帶電油滴靜止不動，A錯誤，由錯誤，由UEd可知，可知，P與下極板與下極板間的電勢差不變，間的電勢差不變，p不變，由不變，由Epqp可知，帶電油滴具有可知，帶電油滴具有的電勢能不變，的電勢能不變，C正確，正確，B錯誤。錯誤。答案：答案：C 例例3(2011廣東高考廣東高考)如圖如圖164為靜電除塵器除塵機(jī)理的示意圖。塵埃為靜電除塵器除塵機(jī)理的示意圖。塵埃在電場中通過某種機(jī)制帶電，在電場在電場中通過某種機(jī)制帶電，在電場力的作用下向集塵極遷移并沉積，以力的作用下向集塵極遷移并沉積，以達(dá)到除塵的目的。

20、下列表述正確的是達(dá)到除塵的目的。下列表述正確的是 () A到達(dá)集塵極的塵埃帶正電荷到達(dá)集塵極的塵埃帶正電荷 B電場方向由集塵極指向放電極電場方向由集塵極指向放電極 C帶電塵埃所受電場力的方向與電場方向相同帶電塵埃所受電場力的方向與電場方向相同 D同一位置帶電荷量越多的塵埃所受電場力越大同一位置帶電荷量越多的塵埃所受電場力越大圖圖164審題指導(dǎo)審題指導(dǎo)解答本題時應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：解答本題時應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：(1)電場的方向一定由高電勢端指向低電勢端。電場的方向一定由高電勢端指向低電勢端。(2)塵埃吸附電子后帶負(fù)電。塵埃吸附電子后帶負(fù)電。 解析解析集塵極與電源的正極相連帶正電，放電極帶集塵極與電源的正

21、極相連帶正電，放電極帶負(fù)電，塵埃在電場力作用下向集塵極遷移，說明塵埃帶負(fù)負(fù)電，塵埃在電場力作用下向集塵極遷移，說明塵埃帶負(fù)電荷，電荷，A項(xiàng)錯誤；電場方向由集塵極指向放電極，項(xiàng)錯誤；電場方向由集塵極指向放電極，B項(xiàng)正項(xiàng)正確；帶電塵埃帶負(fù)電，因此所受電場力方向與電場方向相確；帶電塵埃帶負(fù)電，因此所受電場力方向與電場方向相反，反，C項(xiàng)錯誤；同一位置電場強(qiáng)度一定，由項(xiàng)錯誤；同一位置電場強(qiáng)度一定，由FqE可知，可知，塵埃電荷量越多，所受電場力越大，塵埃電荷量越多，所受電場力越大，D項(xiàng)正確。項(xiàng)正確。答案答案BD (1)靜電現(xiàn)象應(yīng)用的基本原理大部分是讓帶電的物質(zhì)靜電現(xiàn)象應(yīng)用的基本原理大部分是讓帶電的物質(zhì)微粒在電場力作用下奔向并吸附到異性電極或帶電體上，微粒在電場力作用下奔向并吸附到異性電極或帶電體上，理解這一原理是解決這類問題的關(guān)鍵。理解這一原理是解決這類問題的關(guān)鍵。 (2)強(qiáng)電場電離空氣后，電子在電場力作用下向高電強(qiáng)電場電離空氣后，電子在電場力作用下向高電勢運(yùn)動，從而使微粒吸附電子而帶負(fù)電。勢運(yùn)動，從而使微粒吸附電子而帶負(fù)電。