静电现象与电容器

1、精选优质文档-倾情为你奉上第 五 讲 ：静 电 现 象 与 电 容 器 的 电 容静电现象的应用知识点一、经典平衡状态下导体的特点 1、处于静电平衡状态的导体，内部的电场处处为零。 2、处于静电平衡状态的导体，其外部表面附近任何一点的场强方向必与该点的表面垂直。 3、处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，它的表面是个等势面。知识点二、静电平衡时，导体上的电荷分布特点 1、处于静电平衡状态的导体内部没有净电荷，净电荷只分布在导体的外表面上。 2、静电平衡时，净电荷在导体表面的分布往往是不均匀的，越尖锐的地方，净电荷分布的密度越大，外部附近的 场强也越大，凹陷的位置几乎没有电荷。知识点三、静电平衡

2、的两种情况 1、导体外部的电场影响不到导体内部。 2、接地导体的内部电场影响不到导体外部。知识点四、处理静电平衡的“观点” 1、远近观：“远近观”是指处于静电平衡状态的导体，离场电荷较近和较远的两端将感应出等量的异种电荷，而 导体的中间部分可认为无感应电荷产生 2、整体观：“整体观”是指把两个或多个原来彼此绝缘的导体接触或用导线连接时，就可把它们看作是一个大导 体，再用“远近观”判断它们的带电情况典型例题例1、下图中P是一个带电体，N是一个不带电的金属空腔，在哪些情况下，放在绝缘板上的小纸屑(图中S)不会被吸引( )例2、一个不带电的空心金属球，在它的球心处放一个正电荷，其电场分布是下图中的哪

3、一个( )例3、4如图所示，把原来不带电的金属壳B的外表面接地，将一带正电的小球A从小孔中放入球壳内，但不与B发生接触，达到静电平衡后，则( )AB的空腔内电场强度为零BB不带电CB的外表面带正电DB的内表面带负电电容器和电容1电容器（1）任何两个彼此绝缘而又相距很近的导体都可以构成电容器（2） 把电容器的两个极板分别与电池的两极相连，两个极板就会带上等量异种电荷这一过程叫电容器的充电其中任意一块板所带的电荷量的绝对值叫做电容器的带电量；用导线把电容器的两板接通，两板上的电荷将发生中和，电容器不再带电，这一过程叫做放电2电容（1）电容器所带的电量Q跟两极板间的电势差U的比值，叫做电容器的电容，

4、用符号C表示（2）定义式：,若极板上的电量增加，此时板间电压增加。（3）单位：法拉，符号：F，与其它单位的换算关系为：F1061012（4）意义：电容是描述电容器储存电荷本领大小的物理量，在数值上等于把电容器两极板间的电势差增 加V所增加的电量3.平行板电容器一般说来，构成电容器的两个导体的正对面积S越大 ，距离d越小，这个电容器的电容就越大；两个导体间电介质的性质也会影响电容器的电容表达式：板间为真空时，决定式。插入介质后电容变大倍：，k为静电力常数，称为相对（真空）介电常数说明：是电容的定义式，它在任何情况下都成立，式中C与Q、U无关，而由电容器自身结构决定而是电容的决定式，它只适用于平行

5、板电容器，它反映了电容与其自身结构S、的关系4、电容器的充、放电过程(1)充电过程如图171所示：充电电流，电流方向为逆时针方向，电流强度由大到小；电容器所带电荷量增加；电容器两极板间电压升高；电容器中电场强度增加；当电容器充电结束后，电容器所在电路中无电流，电容器两极板间电压与充电电压相等；充电后，电容器从电源中获取的能量称为电场能(2)放电过程放电电流：电流方向是从正极板流出，电流强度是由大变小；电容器上电荷量减小；电容器两极板间电压降低；电容器中电场强度减弱电容器的电场能转化成其他形式的能5、关于平行板电容器的两类典型问题用到的公式： 、 、 (1)平行板电容器连接在电源两端时，由于电容

6、器始终接在电源上，因此两板间电势差U保持不变，电容器的d、S、r发生变化，将引起电容器的C、Q、U、E变化由可知C随d、S、r变化而变化由QCU可知Q也随着d、S、r变化而变化由E=U/d知，E随d的变化而变化(2)平行板电容器充电后，切断与电源的连接，电容器的带电荷量Q保持不变，电容器的d、S、r变化，将引起C、Q、U、E的变化由可知C随d、S、r变化而变化由可知，U随d、S、r变化而变化由可知，E随S、r变化而变化典型例题例4 如图1-7-3所示，两板间距为d的平行板电容器与一电源连接，开关S闭合，电容器两板间的一质量为m，带电荷量为q的微粒静止不动，下列各叙述中正确的是（ ）A微粒带的是

7、正电B电源电动势的大小等于C断开开关S，微粒将向下做加速运动D保持开关S闭合，把电容器两极板距离增大，将向下做加速运动例5、如图l76中，是描述电容C、带电荷量Q、电势差U之间的相互关系的图线，对于给定的电容器，关系正确的是( )例6、如图179所示，A、B是平行板电容器的两个极板，B板接地，A板带有电荷量+Q，板间电场中有一固定点P，若将B板固定，A板下移一些；或者将A板固定，B板上移一些，在这两种情况下，以下说法中正确的是( )AA板下移时，P点的电场强度不变，P点电势不变BA板下移时，P点的电场强度不变，P点电势升高CB板上移时，P点的电场强度不变，P点电势降低DB板上移时，P点的电场强

8、度减小，P点电势降低例7、一平行板电容器始终与电池相连，现将一块均匀的电介质板插进电容器恰好充满两极板间的空间，与未插电介质时相比( )A电容器所带的电荷量增大 B电容器的电容增大C两极板间各处电场强度减小 D两极板间的电势差减小例8、平行板电容器的两极板A、B接于电池两极，一个带正电小球悬挂在电容器内部，闭合开关S，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向夹角为，如图1714所示那么 ( ) A保持开关S闭合，带正电的A板向B板靠近，则增大B保持开关S闭合，带正电的A板向B板靠近，则椤不变C开关S断开，带正电的A板向B板靠近，则增大D开关S断开，带正电的A板向B板靠近，则不变带 电 粒 子 在 电

9、场 中 的 运 动回顾：1、电场的力的性质：E=F/q 2、电场的能的性质：Ep= j q WAB=UABq3、是否考虑重力基本粒子:如电子、质子、粒子、离子等除有说明或明确的暗示外,一般不考虑重力.带电颗粒: 如液滴、油滴、尘埃、小球等,除有说明或明确暗示外,一般都不能忽略重力.一、带电粒子在电场中的加速如图，不计重力，分析粒子由A板运动到B板时的速度多大。、动力学方法： 由牛顿第二定律：由运动学公式：问：若初速度不为零，则表达式怎么样？问：上面的表达适用于匀强电场，若是非匀强电场呢？2、功能关系： 由动能定理：总结：动能定理只考虑始末状态，不涉及中间过程，使用起来比较方便简单。例题1、下列

10、粒子由静止经加速电压为U的电场加速后，哪种粒子动能最大（ ） 哪种粒子速度最大 （ ） A、质子 B、电子 C、氘核 D、氦核 二、带电粒子在电场中的偏转如图，平行两个电极板间距为d，板长为l，板间电压为U，初速度为v0的带电粒子质量为m，带电量为q分析带电粒子的运动情况：假设粒子成功飞出(重力不计)侧移量（偏移量）： 偏转角：引导学生分析:侧移量和偏转角与哪些因素有关。例题3、三个电子在同一地点沿、同一直线垂直飞入偏转电场，如图所示。则由此可判断（ ） A、 b和c同时飞离电场 B、在b飞离电场的瞬间，a刚好打在下极板上 C、进入电场时，c速度最大，a速度最小 D、c的动能增量最小，a和b的动能增量一样大过度：通过以上的学习，我们掌握了带电粒子在电场中的加速和偏转过程，若带电粒子既经过了加速又经过