静电屏蔽和电容器

第3课静电屏蔽和电容器一、静电屏蔽1.静电感应金属导体放在外电场e之外，导体内的自由电子通过电场的力向方向移动，在导体的两端产生等量的异种电荷。导体内的自由电子被外电场力重新分配的现象称为静电感应。在带电体末端诱导异种电荷，在带电体末端诱导同一电荷。电场中带电粒子引起的力分析。静电感应可以从以下两个角度理解：根据同种电荷相排斥、异种电荷相吸；也可以从电势的角度解释，导体的电子总是在电势较高的方向运动。范例1。如图所示，a、b是两个带有绝缘支架的金属球，它们本来都没有充电，而是相互接触。现在，使带负电荷的橡胶条C接近A(C不与A接触)，然后分离A、b，再移除C。对于a，b的充电，以下判断是正确的(a)A.a表示正电，b表示负电，b表示负电，b表示正电C.a，b都不充电D. a，b都带正电荷2.静电平衡(1)静电平衡静电感应后导体两端出现等量的感应电荷。导体内部感应电荷产生与原始电场相反的附加电场e附着。电子附件越大，与原电场大小相同，导体内耦合电场强度为零，自由电子方向移动停止，导体处于静电平衡状态。(2)静电平衡状态下导体的特性内部电场强度到处为零，电场线在导体内部中断。导体内部的电场强度是外部电场和感应电荷产生的两种电场的叠加结果。整体导体为等电位体，表面为等电位面。导体曲面上两点之间的电位差为零。如果导体上两点的电势不相等，则两点有电位差是因为电荷指向方向表面所有点的场强方向垂直于点表面。(否则，电场强度沿导体表面有质量，因为导体上的电荷不是平衡状态)净电荷分布在导体的外表面，越尖锐的位置，电荷的密度越高，下陷的位置几乎没有电荷，内部也没有净电荷。曲率半径小的地方面电荷密度高，电场强是避雷针的原理。3.尖端放电(1)空气电离：导体的尖端电荷密度高，电场强，带电粒子通过强电场作用激烈地撞击空气分子，分离分子正负电荷的现象。(2)尖端放电：电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子因吸引而跑到尖端，与尖端的电荷中和，这就像导体在尖端失去电荷的现象。范例2 .静电平衡状态下的球形金属导体(a)A.导体内部没有净电荷。b .导体内部任意两点之间的电位差不一定为零C.导体内部的场强不一定总是为零。在导体表面上，电场线可以与导体表面成任意角度放置4.静电屏蔽(1)定义：如果将一个电器存放在封闭的金属外壳中，即使外壳外有电场，外壳内的电场强度也保持为零，因此外部电场不会影响外壳内的仪器的现象。(2)静电屏蔽的两种情况和本质导体的内部不受外部电场的影响。接地的密封导体外壳内部电场对外壳外部空间没有影响。本质：在两种情况下，屏蔽的本质都是不受电场影响，使特定空间的场强为零的静电感应。范例3 .长为l的导体棒最初没有电荷，将带电量q的点电荷放置在导体棒左端的r上，如图所示，导体棒达到静电平衡时，杆的感应电荷在杆内中点产生的场强大小为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _范例2 .将挂在细线上的带正电荷的小球a放在未充电的金属空心球c内(不接触球)，另一个挂在细线上的带负电荷的小球b接近c，如图所示(b)A.a向左偏离垂直，b向右偏离垂直B.a的位置保持不变，b从垂直方向向右偏离C.如果a从左侧垂直偏移，则b的位置保持不变D.a和b的位置不变二、电容器1.电容器(1)定义：两个相互绝缘、相互靠近的导体构成可容纳电荷的电容器。(2)充放电过程：充电：充电电容器的过程，充电后电容器的两个板具有相同量的异种电荷，充电过程实质上是电源在静电的阴极上逐渐将正电荷移动到阳极板的过程，由于正极和负极板之间存在电位差，电源必须克服电场的力来完成工作，电源所做的这一部分以电流的形式存储在电容器中，因此在电容器中存储电场的能量。放电：使充电电容器失去电荷的过程，在放电过程中电场可以转换成其他形式的能量。充电过程放电过程表示意思特价(1)电流的方向是逆时针，强度是从大到小(2)通过面板增加电量(3)两个极之间的电压增加(4)提高两极之间的场强(5)充电过程从电源获得电能作为电场能量(1)电流的方向由电容器阳极板流出，强度从大到小(2)电容器的电荷减少(3)两个极之间的电压降(4)两极之间的场强减小(5)放电过程可以从电场转换为其他形式的能量(例如内部能量)3.电容器(1)定义：电容器具有的电荷数量(表示一个平板具有的电荷的绝对值)与电容器两极之间电压的比率。(2)公式：单位：para；(3)物理意义：反映电容器持有电荷的能力的物理量，与电容器是否电荷无关。(4)限制：电容器的电容与大小无关，由电容器本身的情况决定，确定的电容器是恒定电容器，无论电容器是否充电。注意：众所周知，对于确定的电容器，与成比例，比例不变；对于不同的电容器，在相同的情况下，越大，电容器就越大，这是反映电荷持有能力的物理量。二、平行板电容器电容1.决定因素：板间距离成反比的区域，板对介质的介电常数。公式：公式是静电常数。3.与比较(1)公式是电容器的定义，适用于所有电容器。确定的电容器的电容已经确定，不会随着皮带功率的变化而变化，电容器的大小取决于电容器本身的因素，用于表示电容器可以容纳电荷容量的物理量。(2)公式是平行板电容器的结晶式，仅适用于平行板电容器。电容随同一元素的变化而变化。三、平行板电容器的动态分析1.平行板电容器变化的两种模式(1)电容器两极板电位差保持不变(连接到电源)。(2)电容器的皮带功率保持不变(从电源上卸下)。讨论的物理依据主要有三个。(1)平行板电容器的电容和板距、正大面积、电介质介电常数之间的关系。(2)平行板电容器内部是均匀电场，(3)电容器具有的电源平行板电容器动态分析的基本步骤分析了(1)中一定程度上恒定的前提。一种是电容器的两个板之间的电位差保持不变(连接到电源)。二是保持电容器所具有的电荷不变(从电源上卸下)。(2)使用晶型判断电容的变化趋势。(3)以定义方式判断，中要变化的量的变化趋势。(4)场强变化(通常用于不变的时间)或(通常用于不变的时间)分析。(因为)(5)通过分析电场中点电荷的力的变化进一步分析其运动状态。例如，合力为零时，带电体就处于静止或均匀直线运动状态。如果合力方向与初始速度方向位于同一条直线上，则填充的身体将加速或减速(如果初始速度为0，则加速)。合力恒定，方向与初始速度方向垂直时，带电体进行平抛运动等。(6)选择瓣膜为0电位，计算场中的点的电场，判断其变化时，从该点到0电位板的垂直距离，当该点垂直方向与0电位板相同时，取“”，反之取“”。从该点决定点电荷的电电势的点进一步判断场两点之间的电势差。范例1。关于电容器和电容，以下哪项(c)是正确的A.电容器越大，电荷就越多B.如果电容器没有电荷，则电容为零C.对于确定的电容器，电容与充电情况无关，它是设置值D.与所知道的成正比，成反比范例2 .有电量为210-3C的平行金属板电容器，据悉两个平板之间的电位差为2V，如果以410-3C增加电容器的载流量，则电容器的电容器为(b)A.1103F B. 110-3F C. 210-3F D. 2103F示例3 1平行板电容器两板间距、板面积、电容，其中是常数。给该电容器充电后，断开电源。增加两个板的间距会使电容器板之间(a)A.电场强度不变，电位差变大，b .电场强度不变，电位差不变C.场强减小，电位差不变d .场强减小，电位差减小示例4如图所示，电子开始从静止状态移动到板，到达板时速度为，两个板之间的电压保持不变(CD)A.增加两个平板之间的距离时增加B.减少两个平板之间的距离时增加C.变更两个薄板之间的距离时，它们不会变更D.增加两个板之间的距离会增加电子在两个板之间移动的时间示例5平行板电容器两个极之间的距离、电压、场强大小以及板所产生的电荷，分别用d、u、e和q表示，然后说明是正确的(AD)A.如果您将d变更为两倍而不变更u，e会变更为原来的一半B.如果不更改e，将d更改为原来的一半，则u将变为原来的两倍C.如果不更改d，将q更改为原来的一半，则u将更改为原来的一半D.如果不更改d，将q更改为原来的一半，则e变为原来的一半范例6 .如图示，平行板电容器两个板分别与电池正负极相切，两个板之间的带电水滴完全静止，下一个板插入固定厚度的金属板中，则插入期间以下选项是正确的(d)A.电容器的皮带负载不会变更B.电路将有顺时针方向的短电流C.带电的水滴仍然会停止。D.带电的水滴将进行加速运动。操作：1.如图所示，平行板电容器的两个板与水平地面成角度，两个板继续连接到流动电源。如果充电粒子可以沿图表中显示的水平线准确地通过电容器，则在此过程中会发生粒子(BD)A.受到的重力和电场力的平衡B.势能逐渐增加动能逐渐增加。D.均匀变速直线运动2、利用控制变量法，可以研究影响平行板电容器的因素(图)。两个平板在区域s上为正，平板之间的距离d，电位计指针偏转为。实验中平板使用的电流量保持不变(a)A.保持s相等，增加d，就会变大，保持B. s相等，增加d，就会变小C.如果不改