高中物理選修3-1第1部分 第一章《靜電場(chǎng)》第6、7節(jié)《電容器和電容 靜電的應(yīng)用及危害》教科

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歡迎進(jìn)入物理課堂 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(shí)點(diǎn)一 知識(shí)點(diǎn)二 知識(shí)點(diǎn)三 考向一 考向三 隨堂基礎(chǔ)鞏固 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練 考向二 3 平行板電容器的電容與兩板的正對(duì)面積S 板間距離d 板間電介質(zhì)有關(guān) 4 靜電的應(yīng)用 靜電屏蔽 靜電噴漆 靜電除塵 靜電復(fù)印等 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 自學(xué)教材 1 電容器 1 定義 由兩個(gè)彼此又互相的導(dǎo)體組成 2 平行板電容器 結(jié)構(gòu) 由兩塊的平行金屬板組成 帶電特點(diǎn) 兩板帶電荷 分布在兩板相對(duì)的內(nèi)側(cè) 某一極板所帶電荷量的規(guī)定為電容器的帶電荷量 絕緣 靠近 彼此絕緣 等量異種 絕對(duì)值 3 電容器的充 放電過(guò)程 充電 指使電容器帶電的過(guò)程 充電電流流向 充電后兩極板帶等量異種電荷 放電 指使充電后的電容器失去電荷的過(guò)程 放電電流流向 充 放電過(guò)程中的能量變化 電容器充電后 電容器中就儲(chǔ)存了電能 將電容器兩極連接 異種電荷通過(guò)放電中和 儲(chǔ)存的電能就釋放出來(lái) 轉(zhuǎn)化為其他形式的能量 例如發(fā)光 發(fā)熱等 正極板 負(fù)極板 儲(chǔ)存電荷 C V 10 6 10 12 重點(diǎn)詮釋 1 電容器的充 放電過(guò)程 圖1 6 1 1 對(duì)電容C Q U 以下說(shuō)法正確的是 A 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C 電容器的電容越大 所帶電荷量就越多D 對(duì)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 解析 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Q和兩極間的電壓無(wú)關(guān) 所以D對(duì) 答案 D 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) 1 方法 采取法 在電容器帶電荷量Q不變的情況下 只改變電容器的極板正對(duì)面積S 板間距離d 板間電介質(zhì)的介電常數(shù) 中的一個(gè)量 2 靜電計(jì)電勢(shì)差的意義 由于靜電計(jì)的金屬球與其中一個(gè)極板相連 兩者電勢(shì)相等 靜電計(jì)的金屬外殼與另一個(gè)極板相連 或同時(shí)接地 兩者電勢(shì)相等 所以靜電計(jì)的電勢(shì)差實(shí)質(zhì)上也反映了的電勢(shì)差的大小 控制變量 電容器兩極板間 2 常用電容器 1 分類(lèi) 按電介質(zhì)分 電容器 電容器 陶瓷電容器 電容器等 按是否可變分 電容器 電容器等 云母 紙質(zhì) 電解 可變 固定 2 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(guò)某一限度 超過(guò)這個(gè)限度 電介質(zhì)將被 電容器損壞 這個(gè)極限電壓稱(chēng)為擊穿電壓 額定電壓 電容器能夠工作時(shí)的電壓 電容器外殼上標(biāo)的電壓即是額定電壓 這個(gè)值比擊穿電壓低 擊穿 長(zhǎng)期正常 重點(diǎn)詮釋 2 2012 福州高二檢測(cè) 如圖1 6 2所示的實(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B接地 若極板B向上移動(dòng)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 A 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C 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 兩極板間的電壓變大 圖1 6 2 答案 D 1 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(shí)帶上同種電荷 彼此 并在作用下飛向作為電極的工件 2 激光打印機(jī)的工作原理 利用正 負(fù)電荷互相 自學(xué)教材 排斥 電場(chǎng)力 吸引 2 靜電的危害 1 雷雨云的雷鳴閃電給人類(lèi)造成巨大損失 2 靜電火花點(diǎn)燃易燃物質(zhì)引起和火災(zāi) 3 靜電放電引起電子設(shè)備的故障 造成干擾 4 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 5 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(huì)產(chǎn)生危害 爆炸 電磁 3 靜電危害的防止 1 盡快導(dǎo)走多余電荷 避免靜電積累 2 調(diào)節(jié)空氣的 3 在易燃 易爆氣體和粉塵聚集的場(chǎng)所保持良好的 通風(fēng) 濕度 重點(diǎn)詮釋 1 靜電的產(chǎn)生過(guò)程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(huì)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 毛織物等物體上就不會(huì)流失而形成靜電 并聚集起來(lái) 當(dāng)達(dá)到一定的電壓時(shí)就產(chǎn)生放電現(xiàn)象 產(chǎn)生火花并發(fā)出聲響 2 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(chǎng)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(chǎng)力 有可能被 撕 開(kāi) 這個(gè)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(chǎng)作用下加速運(yùn)動(dòng) 高速運(yùn)動(dòng)的離子撞擊氣體分子 使更多的分子電離 這時(shí)空氣成為導(dǎo)體 于是產(chǎn)生了放電現(xiàn)象 3 專(zhuān)門(mén)用來(lái)運(yùn)輸柴油 汽油的油罐車(chē) 在它的尾部都裝有一條拖在地上的鐵鏈 對(duì)鐵鏈的作用 下列說(shuō)法正確的是 A 讓鐵鏈與路面摩擦產(chǎn)生靜電 使油罐車(chē)積累一定的靜電荷B 讓鐵鏈發(fā)出聲音 以引起其他車(chē)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)入大地 從而避免了火花放電 解析 在運(yùn)輸柴油 汽油時(shí) 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(chē)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就能避免靜電的積累 所以只有C正確 答案 C 答案 150 F4 5 10 4C150 F 對(duì)于 1000pF 220V 的云母電容器 下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是 A 所帶電荷量總是2 2 10 7CB 所帶電荷量是1 0 10 7C時(shí) 兩極間電壓是100VC 每當(dāng)兩極間電壓增加10V時(shí) 所帶電荷量增加1 0 10 8CD 使它所帶電荷量增加 Q 兩極間電壓隨之增加 U 且 Q U 1 0 10 9F 答案 A 例2 如圖1 6 3所示 平行板電容器與電壓為U的直流電源 內(nèi)阻不計(jì) 連接 下極板接地 開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)一帶電油滴位于電容器中的P點(diǎn)且恰好處于平衡狀態(tài) 現(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向上移動(dòng)一小段距離 則 A 帶電油滴將沿豎直方向向上運(yùn)動(dòng)B P點(diǎn)的電勢(shì)將降低C 帶電油滴的電勢(shì)能將不變D 電容器的電容減小 極板帶電量增大 圖1 6 3 審題指導(dǎo) 解答本題時(shí)應(yīng)注意以下三點(diǎn) 1 電容器始終與電源相連 2 板間距與場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系 3 板間距與電容大小的關(guān)系 解析 電容器與電源相連 當(dāng)上極板上移時(shí) 板間距離d增大 場(chǎng)強(qiáng)E U d減小 電場(chǎng)力減小 帶電油滴將向下運(yùn)動(dòng) A錯(cuò) 由U Ed知 P與下極板電勢(shì)差減小 P點(diǎn)電勢(shì)降低 B對(duì) 由Ep q 以及粒子帶負(fù)電可判斷 電勢(shì)能增加 C錯(cuò) 由C Q U知C減小 U不變 Q將減小 D錯(cuò) 答案 B 討論平行板電容器的相關(guān)問(wèn)題時(shí) 首先要確定是保持電勢(shì)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(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)差的關(guān)系進(jìn)行討論 若開(kāi)關(guān)S接通一段時(shí)間后再斷開(kāi) 然后將上極板豎直向上移動(dòng)一小段距離 則上述四個(gè)選項(xiàng)中正確的選項(xiàng)是 解析 開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)后 電容器上的電量保持不變 板間距d增大 電容器的電容減小 D錯(cuò)誤 由Q CU可知 板間電壓增大 又因電量一定時(shí) 板間電場(chǎng)強(qiáng)度與距離無(wú)關(guān) E不變 故帶電油滴靜止不動(dòng) A錯(cuò)誤 由U Ed可知 P與下極板間的電勢(shì)差不變 p不變 由Ep q p可知 帶電油滴具有的電勢(shì)能不變 C正確 B錯(cuò)誤 答案 C 例3 2011 廣東高考 如圖1 6 4為靜電除塵器除塵機(jī)理的示意圖 塵埃在電場(chǎng)中通過(guò)某種機(jī)制帶電 在電場(chǎng)力的作用下向集塵極遷移并沉積 以達(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B 電場(chǎng)方向由集塵極指向放電極C 帶電塵埃所受電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)方向相同D 同一位置帶電荷量越多的塵埃所受電場(chǎng)力越大 圖1 6 4 審題指導(dǎo) 解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn) 1 電場(chǎng)的方向一定由高電勢(shì)端指向低電勢(shì)端 2 塵埃吸附電子后帶負(fù)電 解析 集塵極與電源的正極相連帶正電 放電極帶負(fù)電 塵埃在電場(chǎng)力作用下向集塵極遷移 說(shuō)明塵埃帶負(fù)電荷 A項(xiàng)錯(cuò)誤 電場(chǎng)方向由集塵極指向放電極 B項(xiàng)正確 帶電塵埃帶負(fù)電 因此所受電場(chǎng)力方向與電場(chǎng)方向相反 C項(xiàng)錯(cuò)誤 同一位置電場(chǎng)強(qiáng)度一定 由F qE可知 塵埃電荷量越多 所受電場(chǎng)力越大 D項(xiàng)正確 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)微粒在電場(chǎng)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(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵 2 強(qiáng)電場(chǎng)電離空氣后 電子在電場(chǎng)力作用下向高電勢(shì)運(yùn)動(dòng) 從而使微粒吸附電子而帶負(fù)電 點(diǎn)擊下圖片進(jìn)入 隨堂基礎(chǔ)鞏固 點(diǎn)擊下圖片進(jìn)入 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全