高三物理静电现象电容器复习课件

（2）S 接通后再断开，再将 N 板上移一小 段距离.
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【例】：如图所示，D 是一只二极管，AB
是平行板电容器，在电容器两极板间有一带
电微粒 P 处于静止状态，当两极板 A 和 B 间
的距离增大一些的瞬间（两极板仍平行），
带电微粒 P 的运动情况是（ ）
A.向下运动 B.向上运动 C.仍静止不动 D.不能确定
C
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A.①和③ C.②和③
B.①和④ D.②和④
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如图所示，C为中间插有电介质的电容器， a和b为其两极板；a板接地；P和Q为两竖 直放置的平行金属板，在两板间用绝缘线 悬挂一带电小球；P板与b板用导线相连， Q板接地.开始时悬线静止在竖直方向，在 b板带电后，悬线偏转了角度α.在以下方 法中，能使悬线的偏角α变大的是( )
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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 不产影生 响，这就是静 电屏蔽.（全屏蔽） （2）空腔导体未接地时，腔内带电 体对腔外空间将产生影响.（半屏蔽）
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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，但并不是在腔 内没有外电场，而是空腔导体上产生的 的电场感应与电荷外电场抵消，从而使外电场不对 腔内产生影响.
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.
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1.怎样分析静电平衡问题？
各种物质的原子核对电子的束缚能力不同， 因而物质得失电子的本领也不同.金属导体 的外层电子容易丢失，其体内存有大量自 由电子，所以金属容易导电.绝缘体内的电 子受到原子核的束缚力大，其体内没有自
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③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.
④导体表面处的场强不为零，表面上任一 点的场强方向与该点所在的切面 垂直 .
S
变时)分析场强的变化.其中因为
E U Q 4πkQ，
d Cd S
所以 E Q
S 24
3.怎样求平行板电容器中电荷在某点的电 势和电势能？
选定某一极板为零电势，用φ=±Ed′计 算电场中某点的电势及判断其变化，其中 d′为该点到零电势极板的垂直距离，当该 点垂直指向零电势极板的方向与电场方向 相同时取“+”，反之取“-”.
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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.导 体表面附近场强垂直于导体表面.
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导体处于静电平衡状态可以没有外电 场.孤立带电导体处在本身电荷产生的电场 中而处于静电平衡状态.
固定
电解电容器 聚氯乙烯电容器 可变：动片与定片
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6.电容——表示电容器容纳电荷本领的物
理量
Q
(1)定义式：C= U = (2)单位： 法拉(F) ，1F=
Q
.U μ10F6 =
pF10.12
(3)平行板电容器的电容的决定式：
C=
.
(4)电容εS器/4πk的d 电容由其本身的性质决定
（导体大小、形状、相对位置及电介质）
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2.平行板电容器的动态分析
图(a)是某同学设计的电容式速度传感 器原理图，其中上板为固定极板，下板为 待测物体，在两极板间电压恒定的条件下， 极板上所带电量Q将随待测物体的上下运动 而变化，若Q 随时 间t的 变化 关 系为 (a、b为Q 大t b于a 零的常数)，其图象如图(b)所 示，那么图(c)、(d)中反映极板间场强大小 E和物体速率v随t变化的图线可能是( )
⑤达到静电平衡的时间极短，10-9s
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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，使中性空气分子中的正 负电荷 ，分这离 个现象叫做空气 的电离.
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(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.
善于利用电场线分析问题，有正电荷 的地方是电场线的起始点，有负电荷的地 方是电场线的终止点，场强为零处不会有 电场线，顺着电场线电势降低.
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1.静电现象
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(
)CD
A.B的空腔内电场强度为零
决定，与电容器电荷量，电势差
.
无关
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（5）电容的连接： （6）电容器两种典型问题的讨论：
①保持两极板与电源连接，则电容器两
极板间的电压不变（等于电源电动势）：
Q=CU∝C，而
C S S ，E U 1
4πkd d
dd
②充电后断开电源，则带电荷量Q不变：
S
d
1
C ,U , E .
d
由Ep=qφ，进一步判断电荷q在电场中 该点的电势能Ep的变化，此时要注意Ep、q 和φ都有正负之分.
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4.电容式传感器的原理是怎样的？ 电容器的电容C决定于极板正对面积S， 极板间距离d以及极板间的介质这几个因 素，如果某一物理量(如角度θ、位移x、 深度h)的变化能引起电容的变化，那么， 通过测定电容器的电容就可以确定上述 物理量的变化，这一种用途的电容器称 为电容式传感器.
B.B不带电
C.B的内外表面电势相等
D.B带负电 13
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(
)
BD
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
由电子，所以它不容易导电，但是利用强
电力作用、高温等方法可以使一部分电子
摆脱原子核的束缚，成为自由电子，于是
绝缘体变成了导体.
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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，从而改 变电荷分布；反过来，电荷分布的改变又 会影响到电场分布．
当导体处在电场中时，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，
，
分布等在量异两号 板的内侧.一个极板所带电量的
绝对值叫做电容器的电量.
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(3)工作状态： 充电 和 .放电

充是电 使电
容器带电的过程， 是放使电 充电后的电容
器失去电荷的过程.充电时I充减小、Q增大、 E增大、U增大、电源电能转化为电场能；
放电时I放增大、Q减小、U减小、E减小， 电场能转化其他形式能.
第六章
电场
4 静电现象 电容器
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1.静电平衡
(1)导体中(包括表面)
没有电荷定向移动的
状态叫做静电平衡
状态.静电平衡的实质是：外电场和 产生的感电应电场荷 所叠加的合场强为零.
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(2)导体处于静电平衡状态的特点： ①导体内部的场强 处处为零 ； ②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
q
强的大小等于 k r2 .
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如图所示，金属球壳A外有一带正电 的点电荷B，当闭合开关S使球壳的内 表面接地时（ ） ACD
A．导线中有方向向下的电流 B．导线中没有电流 C．球壳的电势开始变小 D．球壳上净电荷将变成负的
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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
D.电场力对小球做功为零
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如图中，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 ；0 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 0 ，金属球上的电
荷在球心O处产生的场
BC
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A.缩小a、b间的距离 B.加大a、b间的距离 C.取出a、b两极板间的电介质 D.换一块形状大小相同、介电常数 更大的电介质
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【例】 如图所示的电路中，电容器的
N 板接地，在其两板间的 P 点固定一个带
负电的点电荷，分析以下过程后，电容器
的电荷量 Q、两极间的电压 U、两极间的场 强 E、P 点的电势 φP、负电荷在 P 点的电 势能 Ep 各如何变化? （1）S 接通后再将 M 板上移一小段距离；
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(4)板间电场：不考虑边缘效应，板间形 成 匀强 电 场，场 强 大 小 ，方 E=U/d
向 垂直板面，从正极板指向负极板
.
(5)击穿电压：也叫耐压值，指它所能承 受 的 最 大电压 ；接交 流时，交 流电的
不能最超大值过其击穿电压，击穿电压大于电容
器的额定电压.
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(6)常见电容器的分类与构造 纸质电容器
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S S
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2.怎样分析电容器的动态变化？ (1)先分清是Q与U中的哪个量恒定不变： 一直与电源连接时U不变，充电后与电 源断开时Q不变. (2)用决定式C=εS/4πkd判断电容C的 变化.