湖南人教新课标高中总复习第1轮物理第6章第4讲静电现象电容器

1、第4讲,静电现象 电容器,1静电平衡 (1)导体中(包括表面)没有自由电子定向移动的状态叫做静电平衡状态静电平衡的实质是：外电场和感应电荷产生的电场所叠加的合场强为零 (2)导体处于静电平衡状态的特点： 导体内部的场强处处为零； 导体是一个等势体，导体表面是一个等势面，在静电平衡导体内和导体上移动电荷，电场力不做功；,净电荷只分布在导体的外表面，导体内部没有净电荷对于空腔导体，在其内部无其他带电体的情况下，电荷只分布在外表面在导体表面，越尖锐的位置(表面曲率1/R越大)，电荷的面密度(单位面积上分布的电荷量)越大，凹陷的位置，几乎没有电荷分布 导体表面处的场强不为零，表面上任一点的场强方向与该

2、点所在的切面垂直.,2尖端放电 (1)空气的电离：空气中的少量带电粒子在强电场的作用下发生剧烈的运动，撞击气体分子使中性空气分子中的正负电荷分离，这个现象叫做空气的电离 (2)尖端放电：导体尖端的电荷密度很大，附近的电场很强，使得空气中的中性分子电离，而电离后那些所带电荷与导体尖端的电荷电性相反的粒子，由于被吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷中和，这个现象叫做尖端放电 (3)尖端放电的应用：避雷针 (4)尖端放电的防止：高压设备导体表面要光滑,3静电屏蔽 (1)一个接地的空腔导体，腔外电场对腔内空间不产生影响，腔内带电体对腔外空间电场不产生影响，这就是静电屏蔽(全屏蔽) (2)空腔导体未接地时，腔

3、外电场对腔内空间不产生影响，但腔内带电体对腔外空间会产生影响(半屏蔽) 说明：在静电屏蔽现象中，空腔导体可以使腔内不受外电场影响，是由于空腔导体上产生的感应电荷的电场与外电场抵消，从而使腔内合电场为零,4静电的应用与防止实例 应用：除尘、复印、喷涂 防止：放电会引起火灾，故在油罐、纺织厂等处要有防范措施 5电容器 (1)基本结构：由两块彼此绝缘，互相靠近的导体组成. (2)带电特点：两板电荷等量异号，分布在两板的内侧一个极板所带电量的绝对值叫做电容器的电量,(6)常见电容器的分类与构造,1怎样分析静电平衡问题？ 解答：导体的特点是其体内存有大量自由电子，它们在电场作用下可以移动当导体处在电场中

4、时，其内部的自由电荷在电场力的作用下将发生定向移动，出现重新分布，导体两端出现等量正负感应电荷，感应电荷产生感应电场，随着正负感应电荷积累的增加，感应电场逐渐增强，最终将与原电场在导体内部相互抵消，使导体内部合场强为零，导体内(包括表面)的自由电荷定向运动停止(自由电荷的热运动还会继续进行)，电场分布不随时间变化，从而达到静电平衡状态,1静电感应与静电平衡 例1：如图641中，实心金属球A半径为R，带电量为Q，点电荷B带电量为q，B与A球的球心间的距离为r，当B不存在而只有A存在且达到静电平衡时，电荷Q在球心O处的电场强度等于_；当点电荷B也同时存在并达到静电平衡时，球心O处的电场强度等于_，

5、金属球上的电荷在球心O处产生的场强的大小等于_,方法点拨：了解静电感应的物理过程，明确静电平衡条件，是分析和处理这类问题的关键,变式训练1：如图642所示，在水平放置的光滑金属板中点正上方，有带正电的点电荷Q，一表面绝缘带正电的金属小球C(可视为质点，且不影响原电场)，以初速度v0自左向右运动，则在运动过程中( ) A小球先减速后加速 B小球做匀速直线运动 C小球受到冲量的电场力为零 D电场力对小球做功为零,解析：金属板在Q的电场中发生静电感应，感应电荷的电场与Q的电场叠加，使电场方向与金属板表面垂直，如图，小球C受到的电场力与运动方向垂直，电场力不做功，小球做匀速直线运动,2静电屏蔽及现象分

6、析 例2：如图643所示，把原来不带电的金属球壳B的外壳表面接地，将一带正电的小球A从小孔放入球壳内，但不与B发生接触，达到静电平衡后() AB的空腔内电场强度为零 BB不带电 CB的内外表面电势相等 DB带负电,解析：当金属球壳B接地时，B和地球就可看成一个大导体，相对小球A来说，B的内表面是近端，被感应而带负电，地球是远端，带正电，B的内外表面及地球是一个整体，它们的电势相等，均为零B的空腔内有带正电的A和带负电的B的内表面一起形成的电场，故空腔内场强不为零,答案：CD,方法点拨：静电屏蔽问题仍然是静电感应现象中的一种分析静电屏蔽现象时，一定要弄清楚带空腔的导体(或金属网罩)接地与不接地的

7、区别,变式训练2：如图644所示，放在绝缘台上的金属网罩B内放有一个不带电的验电器C，如把一带有正电荷的绝缘体A移近金属罩B，则( ) A在B的内表面带正电荷，BC0 B在B的右侧外表面带正电荷 C验电器的金属箔片将张开，BC DBC，B的左右两侧电势相等,解析：静电平衡时，电荷分布于导体的外表面上，所以A选项错；由于A电荷产生静电感应，使B金属网的左侧外表面感应出负电荷，所以B的右侧外表面感应出正电荷，B选项正确；由于静电屏蔽，金属网罩内电场强度为零，故C上无感应电荷，验电器的金属箔片不会张开，C错；由静电屏蔽特点知，导体是等势体，导体表面是等势面，所以D正确,答案：BD,A和 B和 C和 D和,答案：C,方法点拨 ：分析平行板电容器的动态变化过程，关键是明确哪些物理量是不变量，哪些物理量是变量，然后利用电容的定义式、平行板电容器的决定式，以及匀强电场场强与电势差的关系式等相关规律进行推导,变式训练3：(2010北京)用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素(如