电容器动态分析问题

　　电容器，是＂装电的容器＂，类似＂水桶＂，是一种容纳电荷的电子元件。高中讲的是平行板电容器，分析电容器问题时常用到平行板电容器的三个公式：
　　1.C=Q/U（定义式）
　　2.C=ξᵣS/4πkd（决定式）
　　2.E=U/d（电场强度）
　　推导公式：E=4πkQ/ξᵣS（与板距d无关）
　　一.电量不变
　　电容器充电后与电源断开时，电容器所带电荷量Q保持不变． （因为电子无路可走）
　　例：用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素。设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ。实验中，极板所带电荷量不变，若（）。
　　A.保持S不变，增大d，则θ变大
　　B.保持S不变，增大d，则θ变小
　　C.保持d不变，减小S，则θ变小
　　D.保持d不变，减小S，则θ不变
　　例：一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在两极板间有一正电荷(电量很小)固定在P点，如图所示，
　　以E表示两极板间的场强，U表示电容器的电压，W表示正电荷在P点的电势能。若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置，则(AC)
　　A．U变小，E不变 B．E变大，W变大
　　C．U变小，W不变 D．U不变，W不变
　　【变式】上板接地，情况有什么不同？
　　二.电压不变
　　与电源连接，电压保持不变。
　　例：两块大小、形状完全相同的金属板平行放置，构成一平行板电容器，与它相连的电路如图1所示。接通开关S，电源即给电容器充电，下列选项中正确的是（ ）
　　A.保持S接通，减小两极板间的距离，则两极板间的电场强度减小；
　　B.保持S接通，在两极板间插入一块介质，则极板上的电量增大；
　　C.断开S，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小；
　　D.断开S，在两极板间插入一块介质，则两极板间的电势差增大。例：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(B)
　　A．带电油滴将沿竖直方向向上运动
　　B．P点的电势将降低
　　C．带电油滴的电势能将减少
　　D．电容器的电容减小，极板带电量将增大
　　【变式】上板接地，情况有什么不同？
　　三.插入金属板（相当板距减小）
　　例：如图所示，
　　一平行板电容器的两极板与一电压恒定的电源相连，极板水平放置，极板间距为d，在下极板上叠放一厚度为l的金属板，其上部空间有一带电粒子P静止在电容器中，当把金属板从电容器中快速抽出后，粒子P开始运动，重力加速度为g。粒子运动加速度为?
　　例：如图所示，
　　把一个平行板电容器接在电压U＝10V的电源上，现进行下列四步动作:①合上开关S；②在两板中央插入厚度为d/2的金属板；③打开开关S；④抽出金属板。则此时电容器两板间电势差为（）。
　　A.0
　　B.10V
　　C.5V
　　D.20V
　　四.与二极管连接（只允许充电，不许放电，或者反之）
　　例：如图所示，
　　平行板电容器AB两极板水平放置，A在上方，B在下方，现将其和二极管串联接在电源上，已知A和电源正极相连，二极管具有单向导电性，一带电小球沿AB 中心水平射入，打在B极板上的N点，小球的重力不能忽略，现通过上下移动A板来改变两极板AB间距（两极板仍平行），则下列说法正确的是（ ）
　　A．若小球带正电，当A B间距增大时，小球打在N的右侧
　　B．若小球带正电，当A B间距减小时，小球打在N的左侧
　　C．若小球带负电，当A B间距减小时，小球可能打在N的右侧
　　D．若小球带负电，当A B间距增大时，小球可能打在N的左侧
　　五.电容器的串并联
　　例：如图所示，
　　两平行板电容器的上极板（均带正电）通过导线相连，下极板均接地，平行板电容器A中静止一带电油滴，下列说法正确的是（AC）
　　A.将平行板电容器A两极板错开一些，油滴将向上运动
　　B.将平行板电容器A两极板错开一些，电容器B上的电荷量不变
　　C.增大平行板电容器A两极板间的距离，电容器B两极板间的电势差增大
　　D.减小平行板电容器A两极板间的距离，油滴将向下运动
　　电容器串联：各电容器的电量相等，总电容1/C=1/C₁+1/C₂+……
　　电容器并联：各电容器的电压相等，总电容C=C₁+C₂+……
　　例：如图所示，
　　的两个平行板电容器水平放置，A板用导线与M板相连，B板和N板都接地.让A板带电后，在两个电容器间分别有P、Q两个带电油滴都处于静止状态.AB间电容为C1，电压为U1，带电量为Q1，MN间电容为C2，电压为U2，带电量为Q2若将B板稍向下移，下列说法正确的是（）
　　A.P向下动，Q向上动
　　B.U1减小，U2增大
　　C.Q1减小，Q2增大
　　D.C1减小，C2增大