专题三 静电平衡 电容器.ppt

如图所示，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( ) A.B的空腔内电场强度为零 B.B不带电 C.B的内外表面电势相等 D.B带负电 如图所示，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.小球受到电场力的冲量为零 D.电场力对小球做功为零 4、电容 (1)定义:电容器所带电量Q与电容器两极板间的电势差U的比值，叫电容器的电容。符号：C (2)定义式： Q指每一个极板带电量绝对值,U表示电容器两板的电势差—电压。 理解:电容与Q、U无关，由电容器本身决定。 4、电容 (3)单位 国际单位：法拉－法(F) ,1F=1C/V 常用单位：微法(μF);皮法(pF) (4)物理意义 电容是一个反映电容器容纳电荷本领大小的物理量。 5、平行板电容器的电容 实验研究 实验结论：平行板电容器的电容C跟相对介电常数成正比，跟极板正对面积S成正比，跟极板间的距离d成反比。 公式： 6、平行板电容器的动态分析 (1)电容器两板电势差U保持不变（与电源连接） (2)电容器的带电量Q保持不变（与电源断开） 讨论依据： 典型例题 例4.平行板电容器保持与直流电源两极连接，充电平衡后，两极板间的电压为U，电荷量为Q，两极板间场强为E，电容为C,现将两极板间距离减小，则引起变化的情况是( ) A.Q变大 B.C变大 C.E不变 D.U变小 讨论:上题中,如果电容器充电平衡后与电源断开，将两板间距离减小，则引起变化情况是( ) A.Q变大 B.C变大 C.E不变 D.U变小 * * * * * * 专题三 静电平衡和电容器 1、静电感应 把金属导体放在外电场E0中，由于导体内的自由电子受电场力作用而定向移动，使导体表面出现感应电荷的现象叫静电感应。 E0 A B C D - - - - - - - - 0 E 2.静电平衡 - - - - - - - - - 1、导体中自由电荷在电场力作用下将发生定向移动. E E E 2、 导体两端出现感应电荷,感应电荷在导体中中产生反方向的附加场. 0 E - - - E - - - - 3、感应电荷的电场增到与外电场相等时，导体内合场强为零。自由电荷的定向移动停止 . 0 E - - - - - - - E=0 4、静电平衡：导体中无电荷定向移动的状态,就叫静电平衡状态. 静电平衡 发生静电感应的导体，当感应电荷产生的附加电场E`和原电场E在导体内叠加为零，即E`=E时，自由电子停止定向移动，这时导体所处的状态叫静电平衡状态。 E ＋ － － － － ＋ ＋ ＋ E` E － － － ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － － － E合=0 ＋ － － ＋ 概念区分: 弄清楚三个场 外场、附加场（感应场）、合场强 E ＋ － － － － ＋ ＋ ＋ E` E － － － ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － － － E合=0 ＋ － － ＋ 3、处于静电平衡状态导体的特点： （1）导体内部的场强处处为零 （2）整个导体是一个等势体，表面是一个等势面 3、处于静电平衡状态导体的特点： （1）导体内部的场强处处为零 （2）整个导体是一个等势体，表面是一个等势面 （3）导体外部电场线与导体表面垂直 + + + + + + + + - - - - - - - - E 静电平衡时导体上电荷的分布的特点 （1）导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面 （2）在导体表面，越尖锐的位置，电荷密度（单位面积的电荷量）越大，凹陷的位置几乎没有电荷 - - - - - - + + + + + + + 思考:空心导体壳内的验电器箔片会张开吗? 静电屏蔽:静电平衡时,空心导体壳可保护其 内部区域不受外电场影响 的现象. 不会 因为导体壳内部合场强为零. CD BD 例2：如图所示接地金属球A的半径为R，球外点电荷的电量为Q，到球心的距离为r，该点电荷的电场在球心的场强等于多少？ Q R r A 注意：E、E`和E合的区别 o E是点电荷Q产生的电场（即外电场），E`是感应电荷产生的电场（附加场），E合是两个电场叠加后的合电场 例3．为一空腔球形导体(不带电)，现将一个带正电的小金属球放入腔中，当静电平衡时，图中A、B、C三点的场强E和电势φ的关系是：（ ) · Q A B c D 解析：画出静电平衡时空间的电