例析平行板電容器問題的求解

何春森

靜電場問題是高考的必考內(nèi)容之一，其中平行板電容器的動態(tài)分析問題往往是考查的熱點。現(xiàn)就平行板電容器問題的求解進行探究，希望對同學(xué)們的學(xué)習(xí)有所幫助。

一、求解平行板電容器問題需要用到的主要知識點

1.電容器

帶電荷量：電容器的一個極板所帶電荷量的絕對值。

充電：使電容器帶電的過程，充電后電容器兩極板分別帶上等量異種電荷，電容器中儲存電場能。

放電：使充電后的電容器失去電荷的過程，放電過程中電場能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。

額定電壓：電容器長期正常工作的最大電壓。

擊穿電壓：把電容器的電介質(zhì)擊穿，使電容器損壞的極限電壓。

2.電容

定義：電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極板間的電勢差U的比值。定義式為

物理意義：表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量。

單位：法拉

3.平行板電容器

平行板電容器的電容與極板的正對面積成正比，與介質(zhì)的相對介電常數(shù)成正比，與兩極板間的距離成反比。

（l）平行板電容器電容的決定式為

（2）兩個重要特點：①電容器與電源并聯(lián)時，電容器兩端電壓U不變。②電容器充電后與外界斷路時，電容器的帶電荷量不變。

（3）常用的相關(guān)公式：

（4）靜電計測出的是電容器兩端的電壓U，且靜電計的偏角與電壓U成正比。

二、平行板電容器問題的求解

例1 如圖1所示，平行板電容器與電動勢為E的直流電源（內(nèi)阻不計）連接，下極板接地。一帶電油滴位于容器中的P點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一小段距離，則（）。……