电容器

电磁学A 档L3近3年考频 5 次

常见题型：choice、fill、short

电容器 - 电场

考法聚焦

验电器指针偏转角反映电势差，考查学生能否在保持Q不变时，根据电容决定式分析极板间距、正对面积变化对U的影响。这要求辨析C、Q、U三者的动态关系，属于应用层，常见易错点是混淆充电后断开与始终接电源两种情景。
和直接给出充电电压U，要求计算电容器储存的电荷量，本质是代入公式Q=CU。这属于应用层，但学生需先识别出电容C是否已知或隐含，若题目未直接给出C，则需结合其他条件（如极板参数）先求C，体现公式与运算的组合。
以无线话筒振荡电路为背景，考查LC振荡电路中电场能与磁场能的转化。学生需根据图示的磁场方向和电场方向判断电流、电压的变化趋势，属于推理层。设问巧妙地将物理过程图像化，要求从图像中提取信息并推理出减小的物理量，区分度较高。
在平行板电容器的动态分析中，常与验电器或静电计组合，通过指针偏角变化反映U的变化。这要求学生建模：将指针偏角视为U的指示器，然后运用电容决定式和定义式进行推理。易错点在于忽略Q不变的前提，误用U与C的反比关系。
电容器充电过程的计算常与直流电路结合，中开关切换位置，要求学生理解充电完成后电容器电压等于电源电压，再计算电荷量。这属于应用层，但需注意单位换算（如μF与C的转换），以及是否考虑内阻影响（通常忽略）。

典型例题

例题 1

如图所示，平行板电容器与电源相连，充电后保持与电源连接。将两极板间距增大，则电容器的电容C、极板所带电荷量Q、两极板间电压U、场强E的变化情况是（）
A. C增大，Q增大，U不变，E增大
B. C减小，Q减小，U不变，E减小
C. C减小，Q不变，U增大，E增大
D. C增大，Q增大，U减小，E减小

解答

电容器始终与电源相连，因此两极板间电压U等于电源电压，增大极板间距d时U不变。平行板电容器电容C=εS/(4πkd)，d增大使C减小。电荷量Q与电容、电压的关系为Q=CU，U不变而C减小，故Q减小。场强E=U/d，U不变而d增大，故E减小。综上，C减小、Q减小、U不变、E减小，对应选项B。

解析：

电容器始终与电源相连，因此两极板间电压U保持不变。根据平行板电容器电容决定式C=εS/(4πkd)，当d增大时，C减小。由Q=CU可知，U不变，C减小，则Q减小。由E=U/d，U不变，d增大，则E减小。

要点：

明确电容器连接状态：与电源相连则U不变
熟练运用电容决定式C=εS/(4πkd)和定义式C=Q/U
掌握场强与电压、距离的关系E=U/d

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