14-第九章-静电场二

第九章-静电场（二）第九章 静电场（六）电容器电容（1）电容器电容两个彼此绝缘而又互相靠近的导体以一定的方式组成一个电容器，电容器中的两个导体带等量异种电荷，带正电的导体称为电容器的正极，带负电的导体为负极。电容器充电后，在电容器中就有电场，电容器的两极之间有电势差，正极的电势高，负极的电势低、研究表明，电容器极板上的电量Q与两极间的电势差UAB成正比，这个比值就叫电容器的电容，电容用C表示，即：C=Q/UAB必须指出，电容器的电容与它是否带电或带电荷量的多少无关，它是由电容器本身所确定的。实验表明，电容器的电容决定于两个导体的形状、大小、相对位置和它们之间电介质的性质。（2）平板电容器的电容平板电容器是最简单的电容器，它是由两块相距很近、彼此绝缘的两块金属平板构成，这两块板互相平行地放置，如图所示。当平板电容器充电后，电容器的两板之间产生匀强电场，匀强等势面电场的电场线与极板垂直，等势面与极板平行。平板电容器的电容正比于极板的面积S，反比于两板之间的距离d，即典型例题：【例1-单选题】在静电场中，电子沿着电场线的方向从A点移到B点，则，（ ）。A.电场力做正功，4点电势高于B点电势B.电场力做负功，A点电势高于B点电势C.电场力做正功，A点电势低于B点电势D.电场力做负功，A点电势低于B点电势网校答案：B【例2-单选题】在图所示的电场中，（ ）。A.A点的电场强度大于B点的电场强度B.A点的电势小于B点的电势C.负电荷在A点的电势能小于它在B点的电势能D.把正电荷从B点移到A点时，电场力做正功网校答案：C【例3-单选题】两个正的点电荷q，q所产生的电场中，在有限区域内各点（电势零点选在无限远处）（ ）。A.场强都不为零，电势也都不为零B.场强都不为零，电势并非都不为零C.场强并非都不为零，电势都不为零D.场强并非都不为零，电势也并非都不为零网校答案：C【例5-单选题】如图所示，A。B是置于真空中竖直放置的两块平行的金属板，两板上加电压U，一个带负电的粒子以初速度v0由小孔水平地射入两板中，粒子刚好能到达B板。今把电源断开，使两板上电量保持不变，同时把两板之间的距离缩小一半，仍要使粒子刚好到达B板，则粒子的初速度应是（ ）。网校答案：C【例6-填空题】1ev=（ ）J。静电场中有A、B两点，电子从A点移到B点电场力对电子做功10ev，那么a粒子从A点移到B点，电场力对a粒子所做的功为（ ）ev（电子电荷量q=-1.610-19C，a粒子所带电荷量为q=3.210-19C） 。网校答案：1.610-19，-20【例7-填空题】如图所示，在方向沿水平向右的匀强电场中，A、B两点相距0.40m，B、E两点相距1.20m，BE与水平方向成60角、已知UAB=160V，则场强是（ ）V/m，UEB=（ ）V，把电荷量为310-6的点电荷从B沿路径BCDE移动到E，外力做功是（ ）J，电势能增加是（ ）J。网校答案：400，-240，7.2x10-4，7.2x10-4【例8-填空题】使一个电容为2.010-11F的平行板电容器充电到电势差为10v，电容器的电荷量为（ ）C。在不断开电源的情形下，把该电容器两板间距离减小一半，此时两板中间的场强是原来场强的（ ）倍。网校答案：2.010-10，2【例9-填空题】一个平板电容器的电容为C，接电源后电压为U，然后断开电源，再使它两板的距离增大一倍，则电容器的电荷量是（ ），电容是（ ），电压是（ ）。网校答案：CU，C/2，2U【例10-填空题】在水平放置的平板电容器中有一个质量为m、电荷量为q的粒子，处于平衡状态。把两极板上的电源反接，则粒子运动的加速度大小是（ ），方向（ ）。网校答案：2g，竖起向下【例11-计算题】如图所示，在水平放置的平板电容器中，以初速度。竖直向上抛出一个质量为m、电荷量为q的带电小球，问小球可以到达的最大高度是多少?网校答案及解析：解题思路总结：1.本章的主要内容基本概念：电场，电场强度，电势能，电势，电势差，电场线，等势面，电容器的电容。基本规律：库仑定律，电场力做功与电势能改变的关系，匀强电场中场强与电势差的关系。 2.电荷周围存在电场，电场的性质用电场强度和电势两个物理量描述，电场由产生电场的板电荷决定，因此电场中各点的电场强度和电势只与产生电场的电荷有关，而与检验电荷无关，电场强度描述了电场对电荷的作用力的性质，是矢量，电势描述了电场的能量的性质，是标量。读者应熟练地掌握点电荷的场强公式和电场强度的方向，了解点电荷的电势。3.电场线和等势面是描绘电场的几何方法，电场强度用电场线描绘，电势用等势面描绘。电场线与等势面垂直，沿电场线的方向电势降低，读者必须熟悉点电荷的电场线与等势面以及匀强电场的电场线和等势面。4.电场具有叠加性：电场的叠加性表现在电场强度和电势两方面。两个点电荷所产生的电场强度为每个点电荷单独存在时所产生的电场强度的矢量和，两个点电荷所产生的电势为每个点电荷产生的电势的代数和。在两个点电荷连线上各点的场强等于两个点电荷场强的代数和。5.电场力与重力性质相同，电场力做功与重力做功具有相同的特点，电场力对电荷的功与电荷运动的路径无关，只与电荷的始、末位置有关，当电场力为动力时，电场力对电荷做功，电场力的功等于电荷电势能的减小；当电场力为阻力时，电荷克服电场力做功，电荷克服电场力的功等于电荷电势能的增加因为电势沿着电场线的方向降低，所以当正电荷沿电场线方向运动时，电势能减少，电场力对电荷做功；当负电荷沿着电场线方向运动时，电势能增加，电荷克服电场力做功；当电荷沿垂直于电场线的方向（即在等势面上）运动时，电势能不变，电场力不做功。6.当电荷在电场中不受其他外力作用时，只有电场力对它做功，根据动能定理知，电场力的功等于电荷动能的增加量，即另一方面，根据电场力的功与电势能改变的关系知，电场力的功等于电势能的减少，因此上式表明，当电荷在不受其他外力作用下在电场中运动时，它的总能量（即动能与电势能之和）是守恒的。同理，当电荷在重力和电场力作用下运动时，只有重力和电场力做功，它的总能量（即动能、重力势能与电势能之和）是守恒的，因此有7.电容器的电荷量与两极板间的电势差成正比，两者的比值在数值上等于电容器的电容。电容器的电容是由电容器本身的性质所决定的，对于给定的电容器，它的电容是确定的，与它带电与否无关。平板电容器的电容与板的面积S成正比，与两板间的距离d成反比，如果在电容器中充满介质，可以增加电容。平板电容器中的电场是匀强电场，电场强度与电容、电荷量以及两极板间距离的关系为8.在静电学中经常出现一些与力学结合在一起的综合性习题。最常见的是研究带电粒子在平板电容器中的运动状态，当带电粒子静止在电容器中时，它所受的重力、