1、2012高考物理二轮复习教案：母题系列精品教案高考题千变万化，但万变不离其宗。千变万化的新颖高考题都可以看作是由母题衍生而来。研究母题，掌握母题解法，使学生触类旁通，举一反三，可使学生从题海中跳出来，轻松备考，事半功倍。母题七十、电容器【方法归纳】电容是表征电容器本身储存电荷本领高低的物理量。电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值叫做电容器的电容C=Q/U.。平行板电容器的电容：C=。解决电容器动态问题要关键掌握两点：一是电容器充电后与电源断开极板上带电量不变的，二是与电源相接电容器极板间电压不变的。例70.（2011天津理综第5题）板间距为的平行板板电容器所带电荷量为时，两极板
2、间电势差为，板间场强为现将电容器所带电荷量变为，板间距变为，其他条件不变，这时两极板间电势差，板间场强为，下列说法正确的是A. B. C. D. 【解析】：由板间距为的平形板电容器所带电荷量为时，两极板间电势差为，板间场强为，可知板间距为的平形板电容器电容量C=Q/；板间场强为=/d。根据平行板电容器电容量决定式，将电容器板间距变为，其电容量为2C。电容器所带电荷量变为，其电势差=/2C=，板间场强=/()=2/d=2，所以选项C正确。【答案】：C【点评】此题考查平行板电容器、电容量定义、电容量决定式及其相关知识点。衍生题1.（2010北京理综）用控制变量法，可以研究影响平行板电容器的因素（如
3、图）。设两极板正对面积为S，极板间的距离为，静电计指针偏角为q。实验中，极板所带电荷量不变，若A. 保持S不变，增大d，则q 变大B. 保持S不变，增大d，则q 变小C. 保持d不变，增大S，则q 变小D. 保持d不变，增大S，则q 不变【解析】由平行板电容器电容量的决定式知，保持S不变，增大d，电容量C减小，由C=Q/U可知电容器两极板之间电压增大，静电计指针偏角q 变大，选项A正确B错误；保持d不变，减小S，电容量C减小，由C=Q/U可知电容器两极板之间电压增大，静电计指针偏角q 变大，选项CD错误。【答案】A【点评】对于多因素问题，通常采用控制变量法进行研究。衍生题2（2010安徽理综）
4、如图所示，M、N是平行板电容器的两个极板，R0为定值电阻，R1、R2为可调电阻，用绝缘细线将质量为m、带正电的小球悬于电容器内部。闭合电键S，小球静止时受到悬线的拉力为F。调节R1、R2，关于F的大小判断正确的是A保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变大B保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变小C保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变大D保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变小【解析】保持R1不变，缓慢增大R2时，由于R0和R2串联与电源构成闭合电路，R0两端的电压减小，即平行板电容器的两个极板之间的电压U减小，带电小球受到的电场力F电=qE=qU/d减小, 悬线的拉力为F=将减小，选项B正确A错误。
5、保持R2不变，缓慢增大R1时，R0两端的电压不变，F电不变，悬线的拉力为F不变，选项CD错误。【答案】B【点评】对于动态电容电路分析时，要注意与电容器串联的电阻由于没有电流通过，电压为零。衍生题3.（2012河南商丘模拟）带有等量异种电荷的平行金属板M、N水平放置，两个电荷P和Q以相同的速率分别从极板M边缘和两板中间沿水平方向进入板间电场，恰好从极板N边缘射出电场，如图所示。若不考虑电荷的重力和它们之间的相互作用，下列说法正确的是A两电荷的电荷量可能相等 B两电荷在电场中运动的时间相等C两电荷在电场中运动的加速度相等 D两电荷离开电场时的动能相等【解析】：由两个电荷P和Q以相同的速率分别从极板
6、M边缘和两板中间沿水平方向进入板间电场，恰好从极板N边缘射出电场可知，两电荷在电场中运动的时间相等，电荷P电荷量大于Q，选项A错误B正确；电荷P加速度大于Q，选项C错误；电荷P离开电场时沿电场方向的分速度大于Q，电荷P离开电场时的动能大于Q，选项D正确。【答案】BD衍生题4（2009年天津卷第5题）如图所示，带等量异号电荷的两平行金属板在真空中水平放置，M、N为板间同一电场线上的两点，一带电粒子（不计重力）以速度vM经过M点在电场线上向下运动，且未与下板接触，一段时间后，粒子以速度vN折回N点。则A.粒子受电场力的方向一定由M指向NB.粒子在M点的速度一定比在N点的大C.粒子在M点的电势能一定
7、比在N点的大D.电场中M点的电势一定高于N点的电势【解析】由于带电粒子未与下板接触，可知粒子向下做的是减速运动，故电场力向上，A错；粒子由M到N电场力做负功电势能增加，动能减少，速度增加，故B对C错；由于粒子和两极板所带电荷的电性未知，故不能判断M、N点电势的高低，C错。答案：B衍生题5、（2009年福建卷第15题）如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地。一带电油滴位于容器中的P点且恰好处于平衡状态。现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离A.带点油滴将沿竖直方向向上运动 B.P点的电势将降低C.带点油滴的电势将减少 D.若电容器的电容减小，则极板带电量
8、将增大【解析】电容器两端电压U不变，由公式，场强变小，电场力变小，带点油滴将沿竖直方向向下运动，A错； P到下极板距离d不变，而强场E减小，由公式U=Ed知P与正极板的电势差变小，又因为下极板电势不变，所以P点的电势变小，B对；由于电场力向上，而电场方向向下，可以推断油滴带负电，又P点的电势降低，所以油滴的电势能增大，C错；图中电容器两端电压U不变,电容C减小时由公式Q=CU，带电量减小，D错。答案B衍生题6、（2009年浙江卷第23题）如图所示，相距为d的平行金属板A、B竖直放置，在两板之间水平放置一绝缘平板。有一质量m、电荷量q(q0)的小物块在与金属板A相距l处静止。若某一时刻在金属板A
9、、B间加一电压UAB，小物块与金属板只发生了一次碰撞，碰撞后电荷量变为q，并以与碰前大小相等的速度反方向弹回。已知小物块与绝缘平板间的动摩擦因数为，若不计小物块几何量对电场的影响和碰撞时间。则（1）小物块与金属板A碰撞前瞬间的速度大小是多少？（2）小物块碰撞后经过多长时间停止运动？停在何位置？【解析】本题考查电场中的动力学问题（1）加电压后，B极板电势高于A板，小物块在电场力作用与摩擦力共同作用下向A板做匀加速直线运动。电场强度为 小物块所受的电场力与摩擦力方向相反，则合外力为 故小物块运动的加速度为 设小物块与A板相碰时的速度为v1，由 解得 （2）小物块与A板相碰后以v1大小相等的速度反弹
10、，因为电荷量及电性改变，电场力大小与方向发生变化，摩擦力的方向发生改变，小物块所受的合外力大小 为 加速度大小为 设小物块碰后到停止的时间为 t，注意到末速度为零，有 解得 设小物块碰后停止时距离为，注意到末速度为零，有 则 或距离B板为 衍生题7（2006全国理综卷第25题）有个演示实验，在上下面都是金属板的玻璃盒内，放了许多用锡箔纸揉成的小球，当上下板间加上电压后，小球就上下不停地跳动。现取以下简化模型进行定量研究。如图所示，电容量为C的平行板电容器的极板A和B水平放置，相距为d,与电动势为、内阻可不计的电源相连。设两板之间只有一个质量为m的导电小球，小球可视为质点。已知：若小球与极板发生
11、碰撞，则碰撞后小球的速度立即变为零，带电状态也立即改变，改变后，小球所带电荷符号与该极板相同，电量为极板电量的倍（1。不计带电小球对极板间匀强电场的影响。重力加速度为g。（）欲使小球能够不断地在两板间上下往返运动，电动势至少应大于多少？（）设上述条件已满足，在较长的时间间隔T内小球做了很多次往返运动。求在T时间内小球往返运动的次数以及通过电源的总电量。解：（1）用Q表示极板电荷量的大小，q表示碰后小球电荷量的大小。要使小球能不停地往返运动，小球所受的向上的电场力至少应大于重力，则qmg其中 q=Q又有Q=C由以上三式有 （2）当小球带正电时，小球所受电场力与重力方向相同，向下做加速运动。以a1表示其加速度，t1表示从A板到B板所用的时间，则有q+mg=ma1郝双制作d=a1t12当小球带负电时，小球所受电场力与重力方向相反，向上做加速运动，以a2表示其加速度，t2表示从B板到A板所用的时间，则有q mg=ma2d=a2t22小球往返一次共用时间为（t1+t2），故小球在T时间内往返的次数n=郝双制作.精品资料。欢迎使用。高考资源网w。w-w*k&s%5￥u高考资源网w。w-w*k&s%5￥u
