电容静电现象

100pf电容和1nf电容对静电静电是我们生活中常见的现象之一，它与电荷的积累和分布有关。

而电容则是用来衡量物体对电荷积累的能力的物理量。

在这篇文章中，我们将探讨100pf电容和1nf电容对静电的作用和影响。

让我们从100pf电容开始。

100pf电容是一种电子元件，它的电容值为100皮法拉（pf）。

当静电积累在100pf电容上时，它会在电容板之间存储电荷。

由于100pf电容的电容值较小，它存储的电荷量相对较少。

因此，当静电通过100pf电容时，它的影响相对较小。

接下来，我们来看看1nf电容。

1nf电容的电容值为1纳法拉（nf），比100pf电容大10倍。

当静电积累在1nf电容上时，它能够存储更多的电荷。

因此，1nf电容对静电的影响更大。

静电的积累和释放是一个动态的过程。

当静电积累在电容上时，电容会存储电荷。

一旦电容达到极限，它会通过导体释放电荷。

这个过程可以反复进行，直到静电完全释放。

静电除了对电容的影响外，还会对其他物体产生各种影响。

例如，当我们走在地毯上时，身体会积累静电。

当我们接触金属物体时，静电会通过我们的手释放，产生电击感。

这是因为金属是导体，能够更好地传导电荷。

除了金属，静电还会对其他物体产生吸引或排斥的作用。

当我们将橡皮球靠近头发时，球会被头发吸引并粘附在一起。

这是因为头发和橡皮球之间产生了静电吸引力。

相反，当我们将两个带有相同电荷的物体靠近时，它们会相互排斥。

总的来说，100pf电容和1nf电容在静电方面有着不同的作用和影响。

100pf电容能够存储较少的电荷，而1nf电容能够存储更多的电荷。

静电不仅影响电容，还会对其他物体产生吸引或排斥的作用。

了解静电和电容的特性，有助于我们更好地理解和应对与静电相关的现象。

pcba板上的电容被静电击穿的原因PCBA板上的电容被静电击穿的原因可能有多种，以下是一些可能的原因：1.静电积累：在干燥的环境中，人体和物体表面都会积累静电。

当人体或其他物体靠近带有电荷的电容时，静电会通过电容的绝缘体击穿，导致电容受损甚至损坏。

2. ESD事件：静电放电（ESD）是一种突发的电荷放电现象。

当人体或其他物体与电容板接触时，可能会产生ESD事件。

如果电容板未正确保护，这种瞬态放电可能足以击穿电容器的绝缘介质。

3.错误的设计或制造：如果电容的绝缘层不足，电容可能容易受到静电击穿。

这可能是由于设计上的缺陷或制造过程中的错误导致的。

4.电场过强：当电场强度超过电容绝缘材料的耐受范围时，电容器会发生击穿。

这可能是由于设计错误导致电场过强，或者由于电容板上其他元器件的工作状况导致的。

5.工作环境：在一些特殊环境中，如高温、高湿度或强磁场环境下，电容的绝缘性能可能受到损害，导致静电击穿。

为了防止电容被静电击穿，可以采取以下措施：1.防静电装备：工作人员应使用防静电服装和静电消除装置，以减少静电的积累和放电。

2.防静电设备：在设计PCBA板时，可以加入防静电装置，如瞬态电压抑制器（TVS）、防静电贴片等，用于吸收和分散静电能量，保护电容器。

3.合理设计PCBA板：在设计PCBA板时，应避免电容器与静电敏感区域的直接接触，可以使用绝缘层、隔离区域等来隔离电容器与潜在的静电源。

4.材料选择：选择具有良好绝缘性能的材料制造电容器和PCBA板，在PCBA板上加入抗静电涂层。

5.坏境控制：控制工作环境的相对湿度和温度，在需要的情况下增加防静电地板和接地线。

总之，避免电容被静电击穿需要综合考虑设计、制造和工作环境等因素，并采取相应的措施来防止电容器受到静电的破坏。

静电现象与电容器【学习目标】1、知道静电平衡状态，理解静电平衡状态下导体的特征；2、了解静电屏蔽的意义和实际运用；3、了解电容器的构造，理解电容器的电容的意义和定义，知道电容器的一些运用；4、理解平行板电容器的电容的决定式的意义，掌握电容器的两种不同变化.【要点梳理】知识点一：静电平衡状态及其特点1、静电平衡状态：要点诠释：（1）静电平衡状态的定义：处于静电场中的导体，当导体内部的自由电荷不再发生定向移动时，我们说导体达到了静电平衡状态.（2）静电平衡状态出现的原因是：导体在外电场的作用下，两端出现感应电荷，感应电荷产生的电场和外电场共同的作用效果，使得导体内部的自由电荷不再定向移动.（导体内部自由电荷杂乱无章的热运动仍然存在着）电场中的导体及电容器的应用】2、导体达到静电平衡的条件：要点诠释：（1）导体内部的场强处处为零.导体内部的场强E是外电场E0和感应电荷产生的场E/的叠加，即E是E0 和E/ 的矢量和.当导体处于静电平衡状态时，必定有感应电荷的场与外电场大小相等、方向相反，即：E0 =－E/ .（2）处于静电平衡状态的导体，其表面上任何一点的电场强度方向与导体表面垂直,表面场强不一定为零.如果导体表面的场强不与导体表面垂直，必定存在着一个切向分量，这个切向分量就会使得导体表面的自由电荷沿着表面切线方向运动，那么，导体所处的状态就不是平衡状态，与给定的平衡状态相矛盾，所以导体表面的场强方向一定与导体表面垂直.(3)导体是一个等势体，导体表面构成一个等势面.无论是在导体内部还是在导体的表面上或者是由导体的内部到表面上移动电荷，电场力都不做功，这就说明了导体上任何两处电势差为零，即整个导体处处等势.(4)电荷只分布在导体的外表面，且“尖端”电荷密度大.①导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面；②导体表面越尖锐的地方电荷密度越大，凹陷的地方几乎没有电荷.■知识点二：静电屏蔽及其应用和防护要点诠释：（1）静电屏蔽：将电学仪器用金属外壳或者金属网包围起来，以防止外电场对它的影响，金属网或者金属壳的这种作用就叫做静电屏蔽.（2）静电屏蔽的应用和防护：①为防止外界电场的干扰：有些电子设备的外壳套有金属壳，通讯电缆的外层包有一层金属网来进行静电屏蔽.②静电屏蔽也可能带来不利的影响：如航天飞机、飞船返回地球大气层时，由于飞船与大气层的高速摩擦而产生高温，在飞船的周围形成一层等离子体，它对飞船产生静电屏蔽作用，导致地面控制中心与飞船的通信联系暂时中断.对宇航员来说，这是一个危险较大的阶段. 知识点三：电容器及其电容 1、电容器 要点诠释：（1）定义：任何两个彼此绝缘又互相靠近的导体，构成是一个电容器. （2）电容器的充、放电：电容器有携带电荷、储存电荷的能力电容器充电：使电容器带电的过程，也是电源的能量转化为电场能的过程.电容器放电：使电容器上的电荷减少的过程，也是电场能转化为其它形式能的过程. 瞬间的充、放电过程电路中有电流通过，平衡后两板带等量异种电荷. 2、电容器的电容 要点诠释：（1）电容的物理意义：是描述电容器储存电荷本领大小的物理量. （2）电容器电容的定义：电容器所带电量的绝对值与所加电压的比值，用字母C 表示.定义式：C QU=，其中Q 为其中一个导体所带电量的绝对值，U 为两个导体之间的电压. 单位：国际单位是法拉，简称法，用F 表示，常用的单位还有微法F μ和皮法pF ，换算关系是61211010F F pF μ==（3）平行板电容器的电容：C=4skdεπ 式中k 为静电力常量，k=9.0×109 N·m 2/C 2，介电常数ε由两极板之间介质决定. (4）电容器的分类：从构造上分：固定电容和可变电容从介质上可分为：空气电容，纸质电容，电解电容，陶瓷电容、云母电容等等.电场中的导体及电容器的应用】知识点四：平行板电容器中各物理量之间的关系 要点诠释：电容器和电源连接如图，改变板间距离、改变正对面积或改变板间电介质材料，都会改变其电容，从而可能引起电容器两板间电场的变化.这里一定要分清两种常见的变化：(1)电键K 保持闭合，则电容器两端的电压恒定（等于电源电动势）这种情况下 1=CU C, C=,4s s U Q E kd d d dεεπ∝∝=∝ （2）充电后断开K ，保持电容器带电量Q 恒定 这种情况下1C=,,4s s Q d U U E kd d C s d sεεπεε∝=∝=∝■ 【典型例题】类型一、对感应电荷产生的场的理解例1、如图所示，在离点电荷Q 为r 处，有一个沿r 方向放置的细金属棒，金属棒长度为L ，A 为棒的中心，当金属棒达到静电平衡时，导体内A 点的电场强度为____，感应电荷在A 点产生的电场强度为____.【答案】0；2kQ()2L r +，方向向左. 【解析】导体内部的场强是由于外电场和感应电荷产生的电场叠加后变成0的.点电荷的电场属于外电场.根据点电荷的场强公式，02kQ()2E L r =+，方向向右.则感应电荷在A 点产生的电场强度与该点的外电场大小相等、方向相反，所以感应电荷在该点产生的电场大小为：2kQ()2L r +，方向向左.【点评】要理解导体处于电场中，导体内部既有外电场又有感应电荷的电场，在静电平衡状态时，感应电荷产生的电场与外电场大小相等、方向相反，互相抵消，合场强为零，是解决这类题的关键. 举一反三电场中的导体及电容器的应用】【变式】图中接地金属球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()【答案】D ■类型二、静电感应及静电平衡状态例2、如图所示，在真空中把一个绝缘导体AB 向带负电荷的小球P 缓慢地靠近的过程中，下列说法正确的是：（ ）A 、B 端的感应电荷越来越多22222Q Q Q Q Q A k -k B k +k C 0 D k r R r R r 、、、、B、导体内部的场强越来越大C、导体的感应电荷在M点的电场强度总大于N点产生的电场强度D、导体中M，N两点的电势近似相等【答案】ACD【解析】当导体缓慢移近小球的过程中，在动态过程由于导体所在位置的外电场不断变化，导体内的电场强度不为0，使导体内自由电荷不断地发生定向移动，从而使A、B端感应电荷不断积累，A选项正确；由于导体缓慢移动，而静电感应过程发生的非常快，所以导体AB可以近似认为趋近于静电平衡，其内部场强趋近于0，但不等于0，选项B错；由于导体内部的合场强趋近于0，感应电荷在M、N两点产生的场强与点电荷在这两点产生的场强方向相反，大小几乎相等，由于M点离场源电荷更近，外电场场强更大，所以选项C正确；由于导体始终可以看成近似达到静电平衡状态，导体近似为一个等势体，选项D正确.【点评】理解好知识要点梳理中导体达到静电平衡的条件是分析问题的关键.处于静电平衡状态的导体，离场源电荷较近的感应出异种电荷，较远的感应出同种电荷；用手触摸某导体任何部分，其实就是导体通过人体与大地构成一个大导体，此时原来的导体离场源电荷较近,感应出异种电荷.举一反三电场中的导体及电容器的应用】【变式】如图所示，枕形导体A、B原来不带电,把一个带正电的带电体移到A端附近，由于静电感应，在A、B两端分别出现感应电荷，当达到静电平衡时（）A、枕形导体A端电势比B端低B、枕形导体A端电势比B端高C、用手摸一下枕形导体，A端电势比B端低D、无论是否用手摸枕形导体，A端电势与B端电势都相等【答案】D■类型三、对电容的理解例3、下列关于电容的说法正确的是：（）A、电容器的电容越大，带的电量越多B、电容器的电容在数值上等于电容器升高单位电势差所带电量的增量C、根据CQU=可知，电容器的电容跟电容器的电量成正比，跟它两极间的电压成反比D、在击穿电压以下，无论电容器的电量如何，它所带的电量与电压的比值是不变的【答案】BD【解析】由电容的定义知道，电容器带电量的多少Q CU=，它不仅取决于电容的大小，还与加在电容器两板之间的电压有关，很大的电容，带电量可以是很少的，故选项A错误；由电容的定义CQ QU U∆==∆知道，选项B正确；电容描写了电容器储存电荷的特性，与带电量的多少及电压没有关系，所以选项C错误，选项D正确.【点评】凡是比值定义式，被定义的量C与用来定义的量Q、U没有关系，例如场强、电势、电阻、密度等.举一反三【变式1】描述对给定的电容器充电时，电量Q 、电压U ，电容C 之间的相互关系图象如图所示，其中错误的是()【答案】A【变式2】关于电容器的下列说法中，正确的是：（ ） A 、 改变电容器两极板电压可以改变电容 B 、改变电容器极板的电量可以改变电容 C 、变电容器两极板正对面积可以改变电容 D 、变电容器中的电介质可以改变电容 【答案】CD类型四、电容的定量计算例4、平行板电容器所带的电荷量为8Q 410C -⨯＝，电容器两板间的电压为U ＝2V ，则该电容器的电容为 ；如果将其放电，使其所带电荷量为原来的一半，则两板间的电压为 ，两板间电场强度变为原来的 倍，此时平行板电容器的电容为 . 【答案】882101V 1/2210F F --⨯⨯、 、 、【解析】由电容器电容的定义式得：88410F 210F 2Q C U --⨯===⨯,电容的大小取决于电容器本身的构造，与电容器的带电量无关，故所带电荷量为原来一半时，电容不变.而此时两极板间的电压为：V U C Q C Q U 1212///====,板间为匀强电场，由场强与电压关系可得：E d Ud U E 2121//===【点评】（1）电容器的电容是由电容器本身的结构决定的，C 与Q 和U 无关；（2）QC U=中，Q 是指电容器一个极板所带电荷量的绝对值；（3）由公式Q C U =可推出QC U∆=∆举一反三【变式】一个电容器带电量为Q 时，板间电势差为U ，当它的电量减少6310C -⨯时，板间电势差降低2210V ⨯，此电容器的电容为＿＿＿＿；若U=400V ，此时电容器的带电量是____________.【答案】261.510,610F C μ--⨯⨯ 类型五、电容器动态变化问题例5、（2015 吉林一中期中考）如图所示，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( )A ．A 板下移时，P 点的电场强度不变，P 点电势不变B ．A 板下移时，P 点的电场强度不变，P 点电势升高C ．B 板上移时，P 点的电场强度不变，P 点电势降低D ．B 板上移时，P 点的电场强度减小，P 点电势降低【答案】AC 【解析】根据 C=4s kd επ、=Q U C 、=UE d三式联立可得：4 =kQ E s πε。

1第八章 静电场（3）静电现象和电容器一、静电现象1、静电感应：把金属导体放在外电场E 外中，由于导体内的 受电场力作用定向移动，使得导体 出现等量的 种电荷，这种由于导体内的自由电子在 作用下重新分布的现象叫做静电感应。

【理解】（1）在靠近带电体端感应出 种电荷，在远离带电体端感应出 种电荷。

（2）静电感应可从两个角度来理解：①根据 解释（从力学分析）；②从电势的角度来解释，导体中的电子总是 移动（从能量角度）．2．静电平衡状态：发生静电感应后的导体，两端面出现等量感应电荷，感应电荷产生一个附加电场E 附，这个E 附与原电场方向 ，随着两端电荷量的逐渐增大，E 附在不断的 ，当E 附增到与原电场 时，合场强为零，自由电子定向移动停止，这时的导体处于静电平衡状态。

注意：这没有定向移动而不是说导体内部的电荷不动，内部的电子仍在做无规则的运动。

3．结合课本中静电平衡导体电场线分布图，分析处于静电平衡状态的导体的特点：（1）内部场强 ，（导体内部有无电场线？ ）。

导体内部的电场强度是 和 叠加的结果．导体表面任一点的场强方向跟该点表面 。

（2）净电荷分布在导体的 ，内部没有净电荷。

导体表面越尖锐（曲率半径小的地方），电荷密度 ，电场 。

（3）整个导体是一个 ，导体表面是一个 ．导体表面上任意两点间电势差为零。

（思考与电场线之间的关系？）例1．把正点电荷Q 放在一块原来不带电的导体空腔附近，试着画出处于静电平衡状态下的导体电荷分布以及与电荷Q之间的电场线分析：①正电荷分布在 ，负电荷分布在 。

②导体内部有无电场线？ 。

③此装置可以保护 不受 的影响。

例2、如图，在一空腔球形导体（不带电）内部，放一个带正电的小金属球，请试着画出静电平衡时电荷分布和电场线分析：①正电荷分布在 ，负电荷分布在 。

导体外有无电场线？ .②如果将该金属球外壳接地，则电荷分布情况： 。

此时导体外部有无电场线？ 。

③右图装置可以保护 不受 的影响。

第三节电容器静电现象的应用一、静电现象的应用1.静电感应现象导体放入电场后，导体内部自由电荷在电场力作用下做定向移动，使导体两端出现等量的正、负电荷的现象.2.静电平衡(1)状态：导体中(包括表面)没有电荷定向移动，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)条件：导体内部场强处处为零.(3)导体处于静电平衡状态的特点：①导体表面上任何一点的场强方向跟该点外表面垂直；②电荷只分布在导体外表面；③整个导体是一个等势体，导体表面是一个等势面 .3.静电屏蔽导体球壳内(或金属网罩内)达到静电平衡后，内部场强处处为零，不受外部电场的影响，这种现象叫静电屏蔽.4.尖端放电导体尖端的电荷密度很大，附近场强很强，能使周围气体分子电离，与尖端电荷电性相反的离子在电场力作用下奔向尖端，与尖端电荷中和，这相当于导体尖端失去电荷，这一现象叫尖端放电.如高压线周围的“光晕”就是尖端放电现象，所以高压设备尽量做得光滑，防止尖端放电，而避雷针则是利用尖端放电的实例.【复习巩固题】1、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．小球受到冲量的电场力为零D．电场力对小球做功为零2、如图所示，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，φB＝φC＝0B．在B的右侧外表面带正电荷C．验电器的金属箔片将张开，φB＜φCD．φB＝φC，B的左右两侧电势相等3、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带负电二、电容器与电容1、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．(3)电容器的充、放电：使电容器带电的过程叫做充电，使电容器失去电荷的过程叫做放电 . 2、电容(1)定义：电容器所带电荷量与两极板间电势差的比值叫电容，定义式为 UQ C =. (2)单位：法拉，符号F ，换算关系为 1 F ＝106 μF ＝1012 pF .(3)物理意义：电容是描述电容器储存电荷本领大小的物理量，可与卡车的载重量类比. 3、平行板电容器的电容电容C 与平行板正对面积S 成正比，与电介质的介电常数εr 成正比，与两极板的距离d成反比，即C ＝ π4 r kdSε.【复习巩固题】 1、(2010年重庆理综)某电容式话筒的原理示意图如图所示，E 为电源，R 为电阻，薄片P 和Q 为两金属极板，对着话筒说话时，P 振动而Q 可视为不动，在P 、Q 间距增大过程中( ) A ．P 、Q 构成的电容器的电容增大 B ．P 上电荷量保持不变 C ．M 点的电势比N 点的低 D ．M 点的电势比N 点的高2、如图所示，平行板电容器与电动势为E 的直流电源(内阻不计)连接，下极板接地．一带电油滴位于容器中的P 点且恰好处于平衡状态．现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，则( )A ．带点油滴将沿竖直方向向上运动B ．P 点的电势将降低C ．带电油滴的电势能将减少D ．若电容器的电容减小， 则极板带电量将增大3、(2010·南通三模)如图所示，相距为d 的两平行金属板的电容为C ，带电量为Q.有一长为L 的绝缘轻杆，两端各固定电荷量分别为－q 和＋q 的小球，不计两球的重力和两球间的库仑力．现先将杆从平行于极板的位置Ⅰ缓慢移动到垂直于极板的位置Ⅱ，再从位置Ⅱ缓慢移动到无穷远处．则( )4、一平行板电容器充电后S与电源断开，负极板接地，在两极间有一正A B C D qQLdCqQLdC．从位置Ⅰ移到位置Ⅱ的过程中，两球电势能之和减小．从位置Ⅰ移到位置Ⅱ的过程中，电场力做功为零．从位置Ⅱ移到无穷远处的过程中，两球的电势能之和不变．从位置Ⅱ移到无穷远处的过程中，克服电场力做功电荷(电荷量很小)固定在P 点，如图所示.以U 表示两极板间的电压，E 表示两极板间的场强，ε表示该正电荷在P 点的电势能，若保持负极板不动，而将正极板移至图中虚线所示位置，则( )A.U 变小，ε不变B.E 变大，ε不变C.U 变小，E 不变D.U 不变，ε不变 5、如图所示，A ，B 为平行金属板，两板相距为d ，分别与电源两极相连，两板中央各有一小孔M 、N ，今有一带电质点，自A 板上方相距为d 的P 点由静止自由下落(P 、M 、N 三点在同一竖直线上)，空气阻力不计，到达N 点的速度恰好为零，然后按原路径返回，若保持两板间的电压不变，则( ) A.若把A 板向上平移一小段距离，质点自P 点下落仍能返回 B.若把B 板向下平移一小段距离，质点自P 点下落仍能返回C.若把A 板向上平移一小段距离，质点自P 点下落后将穿过N 孔继续下落D.若把B 板向下平移一小段距离，质点自P 点下落后将穿过N 孔继续下落6、一平行板电容器C ，极板是水平放置的，它与三个可变电阻及电源连接如图电路，有一个质量为m 的带电油滴悬浮在电容器的两极板之间，静止不动.现要使油滴上升，可采用的办法是( ) A.增大R 1 B.增大R 2 C.增大R 3 D.减小R 2 ●平板板电容器的动态分析 1.首先要区分两种基本情况；(1)电容器始终与电源相连时，电容器两极板电势差U 保持不变； (2)电容器充电后与电源断开时，电容器所带电荷量Q 保持不变. 2.赖以进行讨论的物理依据有三个： (1)平行板电容器电容的决定式C ＝ π4r kdS；(2)平行板电容器内部为匀强电场，所以场强E ＝Ud ；(3)电容器所带电荷量Q ＝CU . ●动态分析如下表【复习巩固题】1、(2010年高考北京理综卷)用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图）．设两极板正对面积为S ，极板间的距离为d ，静电计指针偏角为θ.实验中，极板所带电荷量不变，若( )A ．保持S 不变，增大d ，则θ变大B ．保持S 不变，增大d ，则θ变小C ．保持d 不变，减小S ，则θ变小D ．保持d 不变，减小S ，则θ不变2、如图所示，平行板电容器两极板A 、B 接于电源两极，一带正电小球悬挂在电容器内部，闭合开关S ，电容器充电，这时小球偏离竖直方向的夹角为θ，则( )A ．保持开关S 闭合，若带正电A 板向B 板靠近，则θ增大 B ．保持开关S 闭合，若带正电A 板向B 板靠近，则θ不变C ．开关S 断开，若带正电的A 板向B 板靠近，则θ增大D ．开关S 断开，若带正电的A 板向B 扳靠近，则θ不变3、（江苏省黄桥中学2010届高三物理校本练习）如图所示，水平放置的平行板电容器与一直流电源相连，在两板中央有一带电液滴处于静止状态．现通过瞬间平移和缓慢平移两种方法将A 板移到图中虚线位置．下列关于带电液滴运动的说法中正确的是( ) A ．上述两种方法中，液滴都向B 板做匀加速直线运动 B ．采用瞬间平移的方法，液滴运动到B 板经历的时间短 C ．采用缓慢平移的方法，液滴运动到B 板时速度大D ．采用缓慢平移的方法，液滴运动到B 板过程中电场力做功多第四节 带电粒子在电场中的运动1.带电粒子与带电微粒(1)带电粒子，如电子、质子、α粒子及各种离子等，因为质量很小，所以重力比电场力 小得多.重力可以忽略不计，有的带电微粒有特别说明，也可忽略重力.(2)带电微粒，如带电小球、带电液滴、烟尘等，质量较大，如果没有特别说明，其重力一般不能忽略.2.带电粒子在电场中的加速(1)若带电粒子做匀变速直线运动，则可采用动力学方法求解，即先求加速度.a ＝ qE m ＝qU md ，然后用运动学公式求速度.(2)用功能观点分析：电场力对带电粒子做的功等于带电粒子动能的增量.即：qU ＝12mv 2－12mv 20.此式既适用于匀强电场，也适用于非匀强电场，在非直线运动中也成立.公式中的U 为加速电压，加速电压不一定是两极间的电势差，应是粒子初末位置的电势差.3.带电粒子在电场中的偏转(1)运动状态分析：不计重力的带电粒子以速度v 0垂直于电场线方向飞入匀强电场时，受到恒定的与初速度v 0方向成90°角的电场力的作用而做匀变速曲线运动.也称类平抛运动.m, qBA运用运动的合成和分解的方法分析这种运动.(2)分析方法：⎪⎩⎪⎨⎧====)电场线方向(21,)初速度方向(,200at y at v t v x v v y x 如图所示，设粒子带电荷量为q ，质量为m ，两平行金属板间电压为U ，板长为L ，极板间距离为d .粒子从左端中点射入，则 dU E =， 0v L t =，a ＝qE m ＝ md qU.粒子离开电场时的侧移量为：y ＝ qL 2U 2mv 20d ，粒子离开电场时的偏转角tan θ＝v y v 0＝ qLUmv 20d . (3)对粒子偏转角的讨论：粒子射出磁场时速度的反向延长线与电场中线相交于O 点，O 与边缘距离为x ，因为tan θ＝yx所以x ＝y tan θ＝qL 2U 2mv 20d qLU mv 20d＝L2由此可知，粒子从偏转电场中射出时，就好象从极板间的L2处，即O 点沿直线射出似的.(4)一个特例：不同带电粒子初速度为零，由同一加速电压U 1加速后进入同一偏转电场U 2，则加速时满足qU 1＝12mv 20，v 0＝2qU 1m侧移位移y ＝qL 2U 22mv 20d ＝L 2U 24U 1d偏转角tan θ＝qLU 2mv 20d ＝LU 22U 1d可以看出，此时粒子的侧移量、偏转角与粒子的 q 、m 无关，仅取决于加速和偏转 电场.4.示波管原理(1)构造：电子枪、偏转电极、荧光屏(如图所示). (2)工作原理：如果在偏转电极XX ′和YY ′之间都没有加电压，则电子枪射出的电子沿直线打在荧光屏 中央，在屏上产生一个亮点 .YY ′上所加的是待显示的信号电压U ，在屏上产生的竖直偏移y ′与U 成正比，电压改变时，亮点位置随之改变.XX ′上所加的机内锯齿形电压，叫扫描电压.扫描电压能使亮点在X 轴快速移动. 当扫描电压和信号电压的周期相同时，荧光屏上将出现一个稳定的波形. 【复习巩固题】 1、（2011·巢湖模拟）如图所示，在等势面沿竖直方向的匀强电场中，一带负电的微粒以一定初速度射入电场，并沿直线AB 运动，由此可知( ) A . 电场中A 点的电势低于B点的电势B ．微粒在A 点时的动能大于在B 点时的动能，在A 点时的电势能小于在B 点时的电势能C ．微粒在A 点时的动能小于在B 点时的动能，在A 点时的电势能大于在B 点时的电势能D ．微粒在A 点时的动能与电势能之和等于在B 点时的动能与电势能之和2、在如图所示的装置中，A 、B 是真空中竖直放置的两块平行金属板，它们与调压电路相连，两板间的电压可以根据需要而改变.当两板间的电压为U 时，质量为m 、电荷量为－q 的带电粒子，以初速度v 0从A 板上的中心小孔沿垂直两板的虚线射入电场中，在非常接近B 板处沿原路返回，在不计重力的情况下要想使带电粒子进入电场后在A 、B 板的中点处返回，可以采用的办法是( )A.使带电粒子的初速度变为v 02B.使A 、B 板间的电压增加到2UC.使初速度v 0和电压U 都减小到原来的一半D.使初速度v 0和电压U 都增加到原来的2倍3、(2010年福建福州模拟)如图所示，质子、氘核和α粒子都沿平行板电容器两板中线OO ′方向垂直于电场线射入板间的匀强电场，射出后都打在同一个与OO ′垂直的荧光屏上，使荧光屏上出现亮点，下列说法正确的是( )A ．若它们射入电场时的速度相等，则在荧光屏上出现三个亮点B ．若它们射入电场时的速度相等，则打在荧光屏上偏离中心位置最远的是氘核C ．若它们射入电场时的动能相等，则在荧光屏上只出现一个亮点D ．若它们是由同一个电场从静止加速后垂直射入此板间电场的，则在荧光屏上只出现一个亮点4、(2010年福州调研)如图(甲)所示，两平行金属板竖直放置，左极板接地，中间有小孔．右极板电势随时间变化的规律如图(乙)所示．电子原来静止在左极板小孔处．(不计重力作用)下列说法中正确的是( )A ．从t ＝0时刻释放电子，电子不可能打到右极板上B ．从t ＝0时刻释放电子，电子可能在两板间振动C ．从t ＝T/4时刻释放电子，电子可能在两板间振动，也可能打到右极板上D ．从t ＝3T/8时刻释放电子，电子必将打到左极板上5、如图所示，水平固定的小圆盘A ，其带电荷量为Q ，电势为零，从圆盘中心处O 静止释放一个质量为m ，带电荷量为＋q 的小球，由于电场的作用，小球竖直上升的高度可达圆盘中心竖直线上的c 点，Oc 距离为h ，而到圆盘中心竖直线上的b 点时，小球速度最大，因此可知Q 所形成的电场中，可以确定的物理量是( D )①b 点场强 ②c 点场强 ③b 点电势 ④c 点电势A ．①②B ．②③C ．③④D ．①④ 6、（2011安徽第18题）图（a ）为示管的原理图。

高二物理教学案（选修1-1）§1-3生活中的静电现象§1-4电容器【知识要点】1．生活中的静电现象：（1）常见的放电方式有：火花放电、接地放电（2）雷电和避雷：①导体表面的电荷分布规律：导体尖锐部位的电荷特别密集，尖端附近的电场就特别强，会产生尖端放电。

高压电器设备的金属元件表面要很光滑，就是为了避免尖端放电。

②避雷针的原理：带电云层靠近建筑物时，建筑物带上了异号电荷；避雷针通过尖端放电中和了云层中的电荷。

（3）静电现象的防止：防止静电危害的基本办法是：尽快把产生的静电导走，避免越积越多。

●印刷厂里，纸页之间的摩擦起电，会使纸页粘在一起难于分开，给印刷带来麻烦。

●印染厂里棉纱、毛线、人造纤维上的静电，会吸引空气中的尘埃，印染质量下降。

●在制药生产中，由于静电吸引尘埃，会使药品达不到标准的纯度。

●在电子计算机的机房中，人体带电可能妨碍电子计算机正常运行。

●在家庭中，带静电很多的人从电视机旁走过，会给电视的图像和声音带来干扰。

●静电荷积累到一定程度，会产生火花放电。

地毯上行走的人，与地毯摩擦而带的电如果足够多，他伸手去拉金属门把手时，手与金属把手间会产生火花放电，严重时会使他痉挛●静电对现代高精密度、高灵敏度的电子设备颇有影响。

带静电很多的人甚至可以使那些灵敏、脆弱、小巧玲珑的电子器件因火花放电而被击穿，毁坏一部电子仪器。

（4）静电的利用实例有：①静电除尘②静电喷漆③复印机④静电植绒⑤运输汽油的车辆拖一条，飞机轮胎用制成，都是为了把引入大地。

2.电容器：（1）电容器是储存的装置。

电容器由两个彼此而又互相的（2）电容器的充、放电的过程：①观察电容器充、放电的过程中，灵敏电流计指针偏转的情况？②充电过程：把电容器的一个极板与电池组的正极相连，另一个极板与电池组的负极相连，就能使两个极板分别带上电荷。

③放电过程：将电容器正负极用导线连接，则电容器放电，两极板的电荷恰好中和的过程④充电过程中能量的变化：放电过程中能量的变化：（3）电容器的电容：①类比理解电容用不同的容器装水，要使容器中的水深增加1cm，需要的水多，容器的横截面积就使不同的电容器两板间的电势差增加1V，需要的电荷量越多，表示电容器的电容②平行板电容器两极板的正对面积越、极板间的距离越，电容器的电容就越大。

第3课时 电容器 静电现象的应用1．电容器 ⑴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．⑵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 ⑴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，用符号C 表示．⑵定义式：C =QU,若极板上的电量增加ΔQ 时板间电压增加ΔU ,则C =Q U V V ．⑶单位：法拉，符号：F ，与其它单位的换算关系为：１F ＝106F m ＝1012pF⑷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１V 所增加的电量．3.平行板电容器⑴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．⑵表达式：板间为真空时：C =4skdp ，插入介质后电容变大r e 倍：C =4r s kde p ，k 为静电力常数，r e 称为相对（真空）介电常数．说明：QC U=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4r sC kde p =是电容的决定式，它只适用于平行板电容器，它反映了电容与其自身结构S 、ｄ、r e 的关系．4．静电平衡状态下的导体⑴处于静电平衡下的导体，内部合场强处处为零．⑵处于静电平衡下的导体，表面附近任何一点的场强方向与该点的表面垂直． ⑶处于静电平衡下的导体是个等势体，它的表面是个等势面． ⑷静电平衡时导体内部没有电荷，电荷只分布于导体的外表面． 导体表面，越尖的位置，电荷密度越大，凹陷部分几乎没有电荷．5．尖端放电导体尖端的电荷密度很大，附近电场很强，能使周围气体分子电离，与尖端电荷电性相反的离子在电场作用下奔向尖端，与尖端电荷中和，这相当于使导体尖端失去电荷，这一现象叫尖端放电．如高压线周围的“光晕”就是一种尖端放电现象，避雷针做成蒲公花形状，高压设备应尽量光滑分别是生活中利用、防止尖端放电．6．静电屏蔽处于电场中的空腔导体或金属网罩，其空腔部分的合场强处处为零，即能把外电场遮住，使内部不受外电场的影响，这就是静电屏蔽．如电学仪器的外壳常采用金属、三条高压线的上方还有两导线与地相连等都是静电屏蔽在生活中的应用．重点难点例析一、处理平行板电容器相关量的变化分析进行讨论的依据主要有三个：⑴平行板电容器的电容4r s C kde p =∝r s de ，⑵平行板电容器内部是匀强电场E =Ud ； ⑶电容器所带电量Q =CU 或Q C U =V g V【例1】如图6－3－1的电路中，电容器的两极板始终和电源相连，若将两极板间的距离增大，电路中将出现的情况是（ ） A.有电流流动，方向从a 顺时针流向b B.有电流流动，方向从b 逆时针流向a C.无电流流动D.无法判断 ● 拓展 平行板电容器保持与直流电源两极连接，充电完毕后，两极板间的电压是U ，充电荷量为Q ，两极板间场强为E ，电容为C ,如果电容器充电完毕后与电源断开.将两板间距离减小，引起变化情况是 （ ） A ．Q 变大 B ．C 变大C ．E 不变D ．U 变小二、带电粒子在平行板电容器内部运动和平衡的分析【例2】平行板电容器两板间有匀强电场，其中有一个带电液滴处于静止，如图6－3－2．当发生下列哪些变化时，液滴将向上运动？（ ） A.将电容器的下极板稍稍下移； B.将电容器的上极板稍稍下移；C.将S 断开，并把电容器的下极板稍稍向左水平移动；D.将S 断开，并把电容器的上极板稍稍下移。

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( )A ．B 的空腔内电场强度为零 B ．B 不带电C ．B 的外表面带正电D ．B 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，用符号C 表示． （2）定义式：CQU,若极板上的电量增加，此时板间电压增加。

静电现象与电容器编稿：吴楠楠审稿：李勇康【学习目标】1、知道静电平衡状态，理解静电平衡状态下导体的特征；2、了解静电屏蔽的意义和实际运用；3、了解电容器的构造，理解电容器的电容的意义和定义，知道电容器的一些运用；4、理解平行板电容器的电容的决定式的意义，掌握电容器的两种不同变化.【要点梳理】知识点一：静电平衡状态及其特点1、静电平衡状态：要点诠释：（1）静电平衡状态的定义：处于静电场中的导体，当导体内部的自由电荷不再发生定向移动时，我们说导体达到了静电平衡状态.（2）静电平衡状态出现的原因是：导体在外电场的作用下，两端出现感应电荷，感应电荷产生的电场和外电场共同的作用效果，使得导体内部的自由电荷不再定向移动.（导体内部自由电荷杂乱无章的热运动仍然存在着）【高清课程：电场中的导体及电容器的应用】2、导体达到静电平衡的条件：要点诠释：（1）导体内部的场强处处为零.导体内部的场强E是外电场E0和感应电荷产生的场E/的叠加，即E是E0 和E/ 的矢量和.当导体处于静电平衡状态时，必定有感应电荷的场与外电场大小相等、方向相反，即：E0 =－E/ .（2）处于静电平衡状态的导体，其表面上任何一点的电场强度方向与导体表面垂直,表面场强不一定为零.如果导体表面的场强不与导体表面垂直，必定存在着一个切向分量，这个切向分量就会使得导体表面的自由电荷沿着表面切线方向运动，那么，导体所处的状态就不是平衡状态，与给定的平衡状态相矛盾，所以导体表面的场强方向一定与导体表面垂直.(3)导体是一个等势体，导体表面构成一个等势面.无论是在导体内部还是在导体的表面上或者是由导体的内部到表面上移动电荷，电场力都不做功，这就说明了导体上任何两处电势差为零，即整个导体处处等势.(4)电荷只分布在导体的外表面，且“尖端”电荷密度大.①导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面；②导体表面越尖锐的地方电荷密度越大，凹陷的地方几乎没有电荷.■知识点二：静电屏蔽及其应用和防护要点诠释：（1）静电屏蔽：将电学仪器用金属外壳或者金属包围起来，以防止外电场对它的影响，金属或者金属壳的这种作用就叫做静电屏蔽.（2）静电屏蔽的应用和防护：①为防止外界电场的干扰：有些电子设备的外壳套有金属壳，通讯电缆的外层包有一层金属来进行静电屏蔽.②静电屏蔽也可能带来不利的影响：如航天飞机、飞船返回地球大气层时，由于飞船与大气层的高速摩擦而产生高温，在飞船的周围形成一层等离子体，它对飞船产生静电屏蔽作用，导致地面控制中心与飞船的通信联系暂时中断.对宇航员来说，这是一个危险较大的阶段. 知识点三：电容器及其电容 1、电容器 要点诠释：（1）定义：任何两个彼此绝缘又互相靠近的导体，构成是一个电容器. （2）电容器的充、放电：电容器有携带电荷、储存电荷的能力电容器充电：使电容器带电的过程，也是电源的能量转化为电场能的过程.电容器放电：使电容器上的电荷减少的过程，也是电场能转化为其它形式能的过程. 瞬间的充、放电过程电路中有电流通过，平衡后两板带等量异种电荷. 2、电容器的电容 要点诠释：（1）电容的物理意义：是描述电容器储存电荷本领大小的物理量. （2）电容器电容的定义：电容器所带电量的绝对值与所加电压的比值，用字母C 表示.定义式：C QU=，其中Q 为其中一个导体所带电量的绝对值，U 为两个导体之间的电压. 单位：国际单位是法拉，简称法，用F 表示，常用的单位还有微法F μ和皮法pF ，换算关系是61211010F F pF μ==（3）平行板电容器的电容：C=4skdεπ 式中k 为静电力常量，k=9.0×109 N·m 2/C 2，介电常数ε由两极板之间介质决定. (4）电容器的分类：从构造上分：固定电容和可变电容从介质上可分为：空气电容，纸质电容，电解电容，陶瓷电容、云母电容等等. 【高清课程：电场中的导体及电容器的应用】 知识点四：平行板电容器中各物理量之间的关系 要点诠释：电容器和电源连接如图，改变板间距离、改变正对面积或改变板间电介质材料，都会改变其电容，从而可能引起电容器两板间电场的变化.这里一定要分清两种常见的变化：(1)电键K 保持闭合，则电容器两端的电压恒定（等于电源电动势）这种情况下 1=CU C, C=,4s s U Q E kd d d dεεπ∝∝=∝（2）充电后断开K ，保持电容器带电量Q 恒定 这种情况下1C=,,4s s Q d U U E kd d C s d sεεπεε∝=∝=∝ 【典型例题】类型一、对感应电荷产生的场的理解例1、如图所示，在离点电荷Q 为r 处，有一个沿r 方向放置的细金属棒，金属棒长度为L ，A 为棒的中心，当金属棒达到静电平衡时，导体内A 点的电场强度为____，感应电荷在A 点产生的电场强度为____.【答案】0；2kQ()2L r +，方向向左. 【解析】导体内部的场强是由于外电场和感应电荷产生的电场叠加后变成0的.点电荷的电场属于外电场.根据点电荷的场强公式，02kQ()2E L r =+，方向向右.则感应电荷在A 点产生的电场强度与该点的外电场大小相等、方向相反，所以感应电荷在该点产生的电场大小为：2kQ()2L r +，方向向左.【点评】要理解导体处于电场中，导体内部既有外电场又有感应电荷的电场，在静电平衡状态时，感应电荷产生的电场与外电场大小相等、方向相反，互相抵消，合场强为零，是解决这类题的关键. 举一反三【高清课程：电场中的导体及电容器的应用】【变式】图中接地金属球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()【答案】D类型二、静电感应及静电平衡状态例2、如图所示，在真空中把一个绝缘导体AB 向带负电荷的小球P 缓慢地靠近的过程中，下列说法正确的是：（ ）A 、B 端的感应电荷越来越多 B 、导体内部的场强越来越大C 、 导体的感应电荷在M 点的电场强度总大于N 点产生的电场强度D 、 导体中M ，N 两点的电势近似相等22222Q Q Q Q Q A k -k B k +k C 0 D k r R r R r 、、、、【答案】ACD【解析】当导体缓慢移近小球的过程中，在动态过程由于导体所在位置的外电场不断变化，导体内的电场强度不为0，使导体内自由电荷不断地发生定向移动，从而使A、B端感应电荷不断积累，A选项正确；由于导体缓慢移动，而静电感应过程发生的非常快，所以导体AB可以近似认为趋近于静电平衡，其内部场强趋近于0，但不等于0，选项B错；由于导体内部的合场强趋近于0，感应电荷在M、N两点产生的场强与点电荷在这两点产生的场强方向相反，大小几乎相等，由于M点离场源电荷更近，外电场场强更大，所以选项C正确；由于导体始终可以看成近似达到静电平衡状态，导体近似为一个等势体，选项D正确.【点评】理解好知识要点梳理中导体达到静电平衡的条件是分析问题的关键.处于静电平衡状态的导体，离场源电荷较近的感应出异种电荷，较远的感应出同种电荷；用手触摸某导体任何部分，其实就是导体通过人体与大地构成一个大导体，此时原来的导体离场源电荷较近,感应出异种电荷.举一反三【高清课程：电场中的导体及电容器的应用】【变式】如图所示，枕形导体A、B原来不带电,把一个带正电的带电体移到A端附近，由于静电感应，在A、B两端分别出现感应电荷，当达到静电平衡时（）A、枕形导体A端电势比B端低B、枕形导体A端电势比B端高C、用手摸一下枕形导体，A端电势比B端低D、无论是否用手摸枕形导体，A端电势与B端电势都相等【答案】D类型三、对电容的理解例3、下列关于电容的说法正确的是：（）A、电容器的电容越大，带的电量越多B、电容器的电容在数值上等于电容器升高单位电势差所带电量的增量C、根据CQU=可知，电容器的电容跟电容器的电量成正比，跟它两极间的电压成反比D、在击穿电压以下，无论电容器的电量如何，它所带的电量与电压的比值是不变的【答案】BD【解析】由电容的定义知道，电容器带电量的多少Q CU=，它不仅取决于电容的大小，还与加在电容器两板之间的电压有关，很大的电容，带电量可以是很少的，故选项A错误；由电容的定义CQ QU U∆==∆知道，选项B正确；电容描写了电容器储存电荷的特性，与带电量的多少及电压没有关系，所以选项C错误，选项D正确.【点评】凡是比值定义式，被定义的量C与用来定义的量Q、U没有关系，例如场强、电势、电阻、密度等.举一反三【变式1】描述对给定的电容器充电时，电量Q、电压U，电容C之间的相互关系图象如图所示，其中错误的是()【答案】A【变式2】关于电容器的下列说法中，正确的是：（ ） A 、 改变电容器两极板电压可以改变电容 B 、改变电容器极板的电量可以改变电容 C 、变电容器两极板正对面积可以改变电容 D 、变电容器中的电介质可以改变电容 【答案】CD类型四、电容的定量计算例4、平行板电容器所带的电荷量为8Q 410C -⨯＝，电容器两板间的电压为U ＝2V ，则该电容器的电容为 ；如果将其放电，使其所带电荷量为原来的一半，则两板间的电压为 ，两板间电场强度变为原来的 倍，此时平行板电容器的电容为 . 【答案】882101V 1/2210F F --⨯⨯、 、 、【解析】由电容器电容的定义式得：88410F 210F 2Q C U --⨯===⨯,电容的大小取决于电容器本身的构造，与电容器的带电量无关，故所带电荷量为原来一半时，电容不变.而此时两极板间的电压为：V U C Q C Q U 1212///====,板间为匀强电场，由场强与电压关系可得：E d Ud U E 2121//=== 【点评】（1）电容器的电容是由电容器本身的结构决定的，C 与Q 和U 无关；（2）QC U=中，Q 是指电容器一个极板所带电荷量的绝对值；（3）由公式Q C U =可推出QC U∆=∆举一反三【变式】一个电容器带电量为Q 时，板间电势差为U ，当它的电量减少6310C -⨯时，板间电势差降低2210V ⨯，此电容器的电容为＿＿＿＿；若U=400V ，此时电容器的带电量是____________.【答案】261.510,610F C μ--⨯⨯ 类型五、电容器动态变化问题例5、（2016 天津卷）如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地，在两极板间有一个固定在P 点的点电荷，以E 表示两板间的电场强度，E p 表示点电荷在P 点的电势能，θ表示静电计指针的偏角．若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则A ．θ增大，E 增大B ．θ增大，E p 不变C ．θ减小，E p 增大D ．θ减小，E 不变【答案】D【解析】保持下极板不动，上极板向下移动一小段距离后，由4πr SC kdε=可知电容器的电容变大，由于Q 不变，由QC U=可知U 减小，故静电计的指针偏角变小；电场强度4r U Q kQ E d Cd S π===ε不变；由于下极板不动，电场强度E 不变，所以P 点的电势没有发生改变，故点电荷在P 点的电势能不变，A 、B 、C 错误，D 正确． 举一反三【高清课程：电场中的导体及电容器的应用】【变式1】例题：利用静电计研究平行板电容器的电容与哪些因素有关的实验装置如图所示，则下面叙述中符合实验中观察到的结果的是( ) A 、N 板向下平移，静电计指针偏角变大 B 、N 板向左平移，静电计指针偏角变大C 、保持N 板不动，在M 、N 之间插入一块绝缘介质板，静电计指针偏角变大D 、保持N 板不动，在M 、N 之间插入一块金属板，静电计指针偏角变大【答案】AB【变式2】（2015 兰州一中期中考）在如图所示的平行板电容器电路中，第一种情况是电键S 始终闭合，缓慢增大两板距离；第二种情况是闭合电键S 后又断开，再缓慢增大两板距离。

电容 esd波形
电容ESD（静电放电）波形是指在静电放电过程中，电容器的电压和电流随时间变化的关系。

电容ESD波形通常包括以下几个特点：
1. 快速上升沿：当静电荷积累到一定程度时，电容器会突然放电，此时电压迅速上升，形成一个陡峭的上升沿。

上升沿的陡峭程度与电容器的容量、电荷量和放电速率有关。

2. 峰值电压：ESD波形的峰值电压即为电容器放电瞬间的电压值。

峰值电压的大小与
电容器的电荷量、放电电流和放电时间有关。

3. 下降沿：ESD波形的下降沿表示电容器放电过程中的电压变化。

下降沿的陡峭程度
与电容器的等效电阻、电感和放电速率有关。

4. 尾波：ESD放电结束后，电压不会立即回到零，而是呈现出一个缓慢衰减的尾波。

尾波持续时间取决于电容器的谐振特性、等效电阻和电感。

5. 频率特性：电容ESD波形与频率有关。

不同频率下的ESD波形可能有不同的形状，频率越高，波形越尖锐。

电容器的谐振频率对其ESD波形有显著影响。

在实际应用中，电容ESD波形主要用于分析静电放电过程中的电压、电流变化，以及评估电路的抗静电能力。

通过研究电容ESD波形，可以优化ESD防护设计，提高电路的可靠性和稳定性。

需要注意的是，实际测量的电容ESD波形可能受到多种因素的影响，如测试设备、测量范围和环境条件等。

因此，在分析电容ESD波形时，需要考虑这些因素的影响，以便更准确地评估电路的静电放电特性。