高二物理竞赛电容器的并联和串联课件

三、电容器的并联和串联U等效特点：每个电容器两端的电势差相等总电量：等效电容：结论：当几个电容器并联时，其等效电容等于几个电容器电容之和；各个电容器的电压相等；并联使总电容增大。1、电容器的并联1等效特点每个电容器极板所带的电量相等总电压等效电容结论：当几个电容器串联时，其等效电容的倒数等于几个电容器电容的倒数之和；等效电容小于任何一个电容器的电容，但可以提高电容的耐压能力；每个串联电容的电势降与电容成反比。2、电容器的串联2并联电容器的电容等于各个电容器电容的和。串联电容器总电容的倒数等于各串联电容倒数之和。当电容器的耐压能力、容量不被满足时，常用串并联使用来改善。串联使用可提高耐压能力并联使用可以提高容量讨论6－5电场能量一、电容器的电能设在某时刻两极板之间的电势差为U，此时若把+dq电荷从带负电的负极板搬运到带正电的正极板，外力所作的功为若使电容器的两极板分别带有±Q的电荷，则外力所作的功为电容器所储存的静电能外力克服静电场力作功，把非静电能转换为带电体系的静电能+++++++++---------+二、静电场的能量能量密度1、静电场的能量对于极板面积为S、极板间距为d平板电容器，电场所占的体积为Sd，电容器储存的静电能为2、电场的能量密度定义：单位体积内的能量对于任意电场，本结论都是成立的。电容器所具有的能量与极板间电场E、体积V有关，E是极板间每一点电场大小的物理量，所以能量与电场存在的空间有关，电场携带了能量。3、电场的能量的计算不均匀电场中

例1

如图所示,球形电容器的内、外半径分别为R1和R2

，所带电荷为Q．若在两球壳间充以电容率为的电介质，问此电容器贮存的电场能量为多少？Q-Q解Q-Q取半径为r、厚为dr的球壳，其体积为dV=4πr2dr。所以此体积元内的电场的能量为（球形电容器）讨论（1）（2）（孤立导体球）

例2圆柱形空气电容器中，空气的击穿场强是Eb=3106V·m-1

，设导体圆筒的外半径R2=10-2m.在空气不被击穿的情况下，长圆柱导体的半径R1

取多大值可使电容器存储能量最多？++++++++________++++----++++----解++++++++________++++----++++----单位长度的电场能量++++++++________++++----++++----Eb=3106V·m-1

，R2=10-2m++++++++________++++----++++----电场能量例题例已知Q球体导带电壳球心同导体带电不rrrrddRRbaer1Oer1求该带电系统的电场能量解法提要：用高斯定理易求出场强沿径向分布E()r0Q2pe04rbr(R)a；rbr(R)a；r薄球壳的体积Vdp42rdr储能WedwedV21ree0E2()p42rdr()代入整理得E()rWed0br(R)a；rbr(R)a；rQ2dr2pe0r8系统的电场能量WeWedRaQ2dr2pe0r8b8Q2dr2pe0r8Q2pe08(Rab)111例、一个球半径为R，体电荷密度为，试利用电场能量公式求此带电球体系统的静电能。6－7静电的应用一、静电的特点带电体所带的静电电荷的电量都很