电容与静电

静电场中的电容解释静电场中电容的概念和计算方法静电场中的电容：解释静电场中电容的概念和计算方法在物理学中，静电场是指不随时间变化的电场。

而电容则是用来描述物体或装置储存电荷量的能力。

本文将解释静电场中电容的概念和计算方法。

一、概念静电场中的电容是指物体或装置对电荷的储存量的度量。

它与物体或装置的结构、材料以及周围电场强度等因素有关。

二、计算方法1. 平行板电容器平行板电容器是最常见的电容储存装置之一。

它由两块平行且大致相等的金属板构成，两板之间保持一定的距离。

根据计算公式，平行板电容器的电容（C）等于两板之间介质的介电常数（ε）乘以板之间的面积（A），再除以板之间的距离（d）。

C = ε * A / d其中，介电常数（ε）是介质相对真空的电容比值，面积（A）是两板之间垂直于电场方向的面积，距离（d）是两板之间的间距。

2. 圆柱形电容器圆柱形电容器是另一种常见的电容储存装置。

它由中心轴线为对称轴的两个同心金属圆柱构成，圆柱之间充满了介质。

根据计算公式，圆柱形电容器的电容（C）等于两圆柱体之间的介质的介电常数（ε）乘以圆柱体之间的长度（l），再除以两圆柱体之间的面积差值。

C = ε * l / (2π(R1 * R2))其中，介电常数（ε）是介质相对真空的电容比值，长度（l）是两圆柱体之间的长度，R1和R2分别是内圆柱体和外圆柱体的半径。

3. 球形电容器球形电容器是另一种常见的电容储存装置。

它由一个内部带电体和一个外部金属球壳构成。

根据计算公式，球形电容器的电容（C）等于外部金属球壳的介电常数（ε）乘以球壳的面积（A），再除以两极之间的电势差（V）。

C = ε * A / V其中，介电常数（ε）是介质相对真空的电容比值，面积（A）是球壳的表面积，电势差（V）是两极之间的电压差。

三、总结静电场中的电容是指物体或装置对电荷的储存量的度量。

根据不同的装置结构和形式，计算电容的方法也有所不同。

对于平行板电容器，电容与介质的介电常数、板之间的面积和距离有关；对于圆柱形电容器，电容与介质的介电常数、两圆柱体之间的长度和半径有关；对于球形电容器，电容与介质的介电常数、球壳的面积和两极之间的电势差有关。

静电场与电容器的关系静电场和电容器是电学中两个重要的概念，它们之间存在着密切的关系。

本文将探讨静电场与电容器的关系，包括它们的基本概念、相互作用机制以及在实际应用中的重要性。

一、静电场的基本概念静电场是由电荷所产生的一种力场。

在静止的电荷周围，存在一个与电荷性质相关的场，被称为静电场。

静电场可以用矢量形式的电场强度来描述，记作E，单位是牛顿/库仑。

二、电容器的基本概念电容器是一种用来储存电荷的装置，由两个导体板和介质组成。

导体板上带有等量异号电荷时，它们之间会形成电场，并储存电能。

电容器的电容量C定义为单位电压下，电容器储存的电荷量，单位是库仑/伏。

三、静电场对电容器的影响静电场是电容器存储电荷与电能的基础。

电容器两端存在电势差（电压），当外加电压施加于电容器时，静电场会引起电容器中的电子重新分布，直到内部电场与外加电场达到平衡。

这种平衡状态下，电容器可以储存电能，并且能够根据需要释放。

四、电容器在静电场中的应用电容器在电学和电子技术中有着广泛的应用。

以下是一些典型的应用示例：1. 平行板电容器：平行板电容器是最常见的电容器类型之一。

它由两块平行金属板和一层绝缘介质组成。

应用中，通过改变金属板之间的距离或改变介质的性质，可以调节电容器的电容量，从而实现对电荷储存和释放的控制。

2. 电容传感器：电容传感器利用静电场与物体的接触，通过改变电容器的电容量来感知和测量物体的性质。

例如，电容式触摸屏利用手指与触摸屏之间的电容变化来实现交互操作。

3. 电子滤波器：电子滤波器是由电容器和电感器组成的电路，用于对电信号进行滤波和调节。

电容器在滤波器中起到阻止低频信号通过，只传递高频信号的作用，从而实现对信号的处理和控制。

4. 静电消除器：静电场可以导致物体带电，产生静电干扰。

电容器可以作为静电消除器的一部分，通过收集和释放静电，来减少或消除静电干扰对设备和电路的影响。

五、总结静电场与电容器之间存在着紧密的联系。

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。

电容静电等级标准是多少
在许多行业中，静电是一个重要的问题，因为它可能导致损坏电子设备或降低产品质量。

为了防止静电引起的这些问题，许多公司制定了静电等级标准，以确定其工作场所和工作设备的静电安全水平。

以下是一些常见的静电等级标准：
1. 防静电工作区ESD ：这是美国电子工业协会EIA推荐的防静电标准。

它
定义了防静电工作区的电阻范围，以确保设备和人员的安全。

根据这个标准，工作区的表面电阻应在10^4至10^6欧姆之间，而人员的电阻应小于
10^6欧姆。

2. 日本工业标准JIS C 0015：这是日本通用的防静电标准。

它要求工作区
的表面电阻应在10^4至10^8欧姆之间，而人员的电阻应小于10^8欧姆。

3. 欧洲标准EN ：这是欧洲通用的防静电标准。

它要求工作区的表面电阻应在10^4至10^8欧姆之间，而人员的电阻应小于10^8欧姆。

请注意，这些标准是针对不同的行业和应用的，因此在选择合适的标准时，需要考虑自己的具体情况。

此外，要确保遵守当地的安全法规和标准，并采取适当的措施来保护人员和设备免受静电的危害。

电容静电等级标准-概述说明以及解释1.引言1.1 概述电容静电是指电容器在使用过程中产生的静电现象，这种静电可能会对电路的性能和稳定性产生影响。

为了确保电容器的性能和可靠性，制定了相应的电容静电等级标准。

本文将深入探讨电容静电的定义、重要性，以及当前主流的电容静电等级标准，旨在帮助读者更好地了解和应用这一标准，提高电路设计的质量和可靠性。

1.2 文章结构本文主要分为引言、正文和结论三个部分。

在引言部分，将介绍电容静电等级标准的概念和重要性，以及本文的目的和意义。

在正文部分，将详细介绍电容静电的定义和重要性，以及电容静电等级标准的制定依据和目前主流的标准。

在结论部分，将对电容静电等级标准的重要性进行总结，同时展望未来发展方向，并得出结论。

1.3 目的目的部分的内容应当包括对本文研究的目的和意义的描述。

在这篇文章中，我们的目的是介绍电容静电等级标准的相关知识和发展情况，帮助读者了解这一领域的重要性和必要性。

通过对电容静电等级标准的制定依据和主流标准的介绍，读者可以更深入地了解该领域的标准化工作和现状。

同时，通过总结电容静电等级标准的重要性和展望未来的发展方向，可以为相关领域的研究和实践提供借鉴和指导。

因此，本文的目的是为读者提供有关电容静电等级标准的全面了解，促进相关领域的发展和进步。

2.正文2.1 电容静电的定义和重要性电容静电是指电容器在工作过程中受到静电影响而产生的静电放电现象。

通常情况下，电容器内部的能量储存会引起静电充电，当充电过多时就会导致静电放电。

这种放电会对电容器本身以及周围的电路和设备造成损害，甚至会引发火灾等严重事故。

在电子设备中，电容器是一种非常重要的元件，用于储存和释放电荷以及调节电路的电压。

因此，电容静电的问题不仅会影响电容器的性能和寿命，还有可能导致整个电路系统的故障。

为了防止电容静电带来的不良影响，制定相应的电容静电等级标准显得至关重要。

电容静电等级标准可以帮助制造商在设计和生产电容器时遵循具体的规范和要求，以确保电容器能够在静电环境下正常工作并具有良好的耐久性。

电容器静电平衡知识点总结一、电容器的基本概念1. 电容器是一种用于存储电荷的被动器件，它能够在两个导体之间储存能量和电荷。

2. 电容器的工作原理是利用两个导体之间的电场来存储电荷。

当电压施加到电容器的两个导体上时，会在导体之间形成一个电场，从而使得正负电荷分布在导体上，这就是电容器存储电荷的原理。

3. 电容器的容量是指在单位电压下所能存储的电荷量，通常以法拉（Farad）作为单位。

二、电容器的分类1. 固定电容器：电容值固定不变，常见的有陶瓷电容、铝电解电容等。

2. 变压电容器：电容值可以调节，通常用于电路中的可调节电容或变压电容。

3. 薄膜电容器：使用一层或多层金属薄膜作为电极，通过绝缘材料来隔开电极之间的电场。

4. 电解电容器：利用电解质来增大电容的电容器。

5. 电介质电容器：利用电介质来隔开电极之间的电场的电容器。

三、电容器的静电平衡1. 静电平衡是指电容器中电荷的分布达到稳定状态，导致电场内部达到平衡的状态。

2. 在电容器内部，电荷会在导体表面以及电介质内部分布，在达到静电平衡时，导体表面的电荷会使得电场在导体表面的垂直分布达到均衡，从而使得电荷分布达到平衡状态。

3. 电容器的静电平衡与电场的均衡有关，静电平衡时会形成封闭的电场线，在任何闭合路径上，静电场强度的环流都等于零，这就是电容器达到静电平衡的特征。

四、电容器的充放电过程1. 电容器的充电过程：当电压施加到电容器的两个导体上时，电容器内部会储存电荷，导致电容器内部形成一个电场，电压在导体表面形成等效电位，当充电达到一定程度时，电容器达到静电平衡状态。

2. 电容器的放电过程：当电容器的两个导体之间的电压突然断开时，电容器内部的电荷会开始流动，导致电容器放电，电荷会从一个导体转移到另一个导体，这就是电容器的放电过程。

3. 电容器的充放电过程是电容器的基本特性，充放电过程中，电容器内部的电荷会根据电压的变化而变化，这也是电容器储存电荷和能量的根本原理。

嗦夺市安培阳光实验学校高二物理电容器与静电问题的归纳粤教版一. 本周教学内容：电容器与静电问题的归纳二. 学习目标：1、掌握平行板电容器两类典型问题的求解方法。

2、电容器问题与能量的结合问题的分析思路。

3、静电平衡问题的典型问题分析。

三. 重难点解析：1、电容器——容纳电荷的容器（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，分布在两板相对的内侧。

（3）板间电场：板间形成匀强电场（不考虑边缘效应），场强大小E=U/d，方向始终垂直板面。

充电与放电：使电容器带电叫充电；使充电后的电容器失去电荷叫放电。

充电过程实质上是电源逐步把正电荷从电容器的负极板移到正极板的过程。

由于正、负两极板间有电势差，所以电源需要克服电场力做功，正是电源所做的这部分功以电能的形式储存在电容器中，放电时，这部分能量又释放出来。

电容器所带电量：电容器的一个极板上所带电量的绝对值。

击穿电压与额定电压：加在电容器两极上的电压如果超过某一极限，电介质将被击穿而损坏电容器，这个极限电压叫击穿电压；电容器长期工作所能承受的电压叫做额定电压，它比击穿电压要低。

2、电容（1）物理意义：表征电容器容纳（储存）电荷本领的物理量。

（2）定义：使电容器两极板间的电势差增加1V所需要增加的电量。

电容器两极板间的电势差增加1V所需的电量越多，电容器的电容越大；反之则越小。

定义式：UQC∆∆=式中C表示电容器的电容，△U表示两板间增加的电势差，△Q表示当两板间电势差增加△U时电容器所增加的电量。

电容器的电容还可这样定义：UQC=，Q表示电容器的带电量，U表示带电量为Q时两板间的电势差。

电容的单位是F，应用中还有μF和pF，1F=pF10F10126=μ。

注意：电容器的电容是反映其容纳电荷本领的物理量，完全由电容器本身属性决定，跟电容器是否带电，带电量多少以及两板电势差的大小无关。

（3）电容大小的决定因素电容器的电容跟两极板的正对面积、两极板的间距以及两极板间的介质有关。

静电容量和电容静电容量和电容是电学中常用的两个概念，它们在电路设计和电子设备中发挥着重要的作用。

本文将从理论和应用两个方面对静电容量和电容进行介绍和解释。

一、静电容量静电容量是指导体存储电荷的能力。

当导体上带有电荷时，它会形成电场，而静电容量就是导体上存储的电荷量和电场强度之比。

静电容量的单位是法拉（F），它的大小取决于导体的几何形状和材料特性。

静电容量与导体的形状有关。

例如，当我们将两个平行金属板之间加上电荷时，它们之间就会形成一个电场。

这两个金属板就构成了一个电容器，其静电容量与金属板的面积成正比，与板间距离成反比。

这也是为什么电容器的结构常常采用平行金属板的原因。

静电容量与导体的材料特性有关。

导体材料的介电常数越大，静电容量也越大。

介电常数是一个表示物质在电场中相对响应程度的物理量。

常见的导体材料如金属，其介电常数接近于1；而绝缘体材料如电容器中的介质，其介电常数通常大于1，因此电容器能够存储更多的电荷。

二、电容电容是指电容器的电容量。

电容是一种被动元件，用于存储电荷和能量。

它由两个导体之间的绝缘介质隔开，可以阻止电荷的直接流动。

电容器由两个导体板和介质组成，当在电容器的两个板上施加电压时，电容器会存储电荷，并产生电场。

电容的大小取决于电容器的静电容量以及施加的电压。

电容的计算公式为C=Q/V，其中C表示电容，Q表示电荷量，V表示电压。

从公式中可以看出，电容与电荷量成正比，与电压成反比。

这也意味着，给定电压下，电容器存储的电荷量越大，电容越大。

电容在电路中有广泛的应用。

例如，电容器可以用作滤波器，通过选择合适的电容值可以滤除电路中的噪声信号。

电容器还可以用作电源电压的稳压器，通过存储电荷来平稳输出电流。

此外，电容器还可以用于存储能量，如蓄电池和超级电容器。

总结静电容量和电容是电学中重要的概念。

静电容量是指导体存储电荷的能力，与导体的形状和材料特性有关。

电容是指电容器的电容量，由两个导体之间的绝缘介质隔开，用于存储电荷和能量。

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。

静电容量和电容一、引言静电容量和电容是电学中常用的概念，它们在电路设计和电磁学中起着重要的作用。

本文将从静电容量和电容的定义、计算公式、影响因素以及应用等方面进行详细介绍。

二、静电容量的定义和计算静电容量是指导体存储电荷的能力，通常用单位电压下导体所带电荷量来表示。

静电容量的计算公式为 C = Q / V，其中C表示静电容量，Q表示导体所带电荷量，V表示导体上的电压。

静电容量的单位为法拉(F)。

三、电容的定义和计算电容是指电路中存储电荷的能力，它由两个导体之间的绝缘介质隔开。

电容的计算公式为C = ε × A / d，其中C表示电容，ε表示介质的介电常数，A表示导体板之间的面积，d表示导体板之间的距离。

电容的单位也是法拉(F)。

四、静电容量和电容的关系静电容量和电容在概念上非常相似，都是用来描述导体存储电荷的能力。

然而，它们在计算公式和应用上有所不同。

静电容量主要用于描述导体自身的电荷存储能力，而电容则涉及到导体之间的绝缘介质。

在电路设计中，常常需要通过串联或并联的方式来改变电容的值，以满足特定的电路要求。

五、影响静电容量和电容的因素静电容量和电容的大小受多个因素影响。

首先，导体的形状和尺寸对静电容量和电容有直接影响。

导体的面积越大，静电容量和电容就越大。

导体之间的距离越小，静电容量和电容也越大。

其次，介质的介电常数对电容的大小起着重要作用。

介电常数越大，电容就越大。

此外，温度对电容的影响也需要考虑，一般情况下，温度升高会导致电容减小。

六、静电容量和电容的应用静电容量和电容在电路设计和电磁学中有广泛的应用。

在电路设计中，电容经常被用作滤波器、耦合器和延时器等元件。

在电磁学中，电容常被用于构建天线和电容传感器等装置。

此外，静电容量还被广泛应用于静电纺丝、静电喷涂和静电除尘等领域。

七、结论静电容量和电容是电学中重要的概念，它们用于描述导体存储电荷的能力。

静电容量主要用于描述导体自身的电荷存储能力，而电容则涉及到导体之间的绝缘介质。

静电场静电力与电容器的作用与应用静电场是描述电荷之间相互作用的一种物理场。

在静电场中，存在着静电力的作用，它可通过电容器来实现一系列的电学应用。

本文将从静电场静电力的原理以及电容器的作用与应用两个方面展开讨论。

一、静电场静电力的原理静电力是指在静电场中由于电荷之间的相互作用而产生的力。

根据库仑定律，两个点电荷之间的静电力正比于它们电荷量的乘积，反比于它们之间距离的平方。

静电力的大小与方向由电荷之间的相对位置和性质决定。

当两个带电体之间存在电荷的差异时，它们之间就会形成电场。

电场是一个具有方向的物理量，用于描述电荷受力的性质。

在电场中，静电力将沿着电场线的方向作用于电荷。

二、电容器的作用与应用电容器是一种用于储存电荷的电路元件。

它由两个导体板（通常是金属板）和介质（通常是绝缘体或电介质）组成。

当电容器与电源相连接时，电荷将从电源中流向电容器，在两个导体板之间形成一个电场。

1. 储能和释能电容器的主要作用之一是储存电能。

当电容器与电源连接时，电荷从电源中流向电容器，导致导体板上的电荷积累增加，电场逐渐形成。

在这个过程中，电容器储存了电能。

当电源断开时，电容器释放储存的电能，并将其传递到电路中的其他元件。

2. 平滑电压电容器可以平滑电压，即通过吸收和释放电荷来调节电路中的电压。

在一些电子设备中，电容器被用作稳压器或滤波器，以确保电压在一定范围内保持稳定。

3. 调制信号电容器的作用还可用于信号调制。

在调制中，电容器和电阻组成RC电路，其中电容器可用来调节信号的幅度和频率。

这在通信领域和音频设备中经常被应用，例如调制解调器和音响设备。

4. 传感器应用某些类型的电容器可以用于传感器应用。

例如，接触式传感器可以测量电容器之间的电荷变化，并将其转换为一个可测量的电压信号。

这在触摸屏、湿度传感器和接近开关等设备中得到广泛应用。

三、电容器的特点与选择电容器的选择应根据具体的应用需求而定。

以下是一些常见的电容器特点和选择因素：1. 电容量（容量）：电容器的电容量决定了其储存电荷的能力。

静电是一种常见的自然现象，它是由于电荷的不平衡而产生的。

静电产生的方式多种多样，下面将详细介绍几种常见的静电产生方式。

一、摩擦产生静电摩擦是最常见的静电产生方式之一。

当两种不同材料相互摩擦时，电子会从一个物体转移到另一个物体上，导致两个物体上的电荷不平衡，从而产生静电。

例如，当我们用塑料梳子梳头发时，头发和梳子之间的摩擦会导致静电的产生。

摩擦产生的静电也可以通过实验进行验证，比如我们可以用丝绸布擦拭一个玻璃棒，然后将玻璃棒靠近小纸片，就可以看到小纸片被吸引到玻璃棒上。

二、电离产生静电电离是指将物质中的原子或分子转化为带电离子的过程。

当物质受到高温、高压、强电场等因素的影响时，原子或分子会失去或获得电子，从而形成带电离子。

例如，雷电就是由于大气中的气体分子被强电场电离而产生的静电现象。

此外，电离还可以通过一些特殊的设备来实现，比如电离风机、电离空气净化器等。

三、电感产生静电电感是指导体中由于电流的变化而产生的电磁感应现象。

当电流通过导线时，会在导线周围产生磁场，而当电流发生变化时，会在导线两端产生感应电动势。

如果导线两端没有形成闭合回路，就会产生静电。

例如，我们在使用充电器给手机充电时，充电器输出的电流会通过充电线进入手机，而充电线的另一端没有闭合回路，就会产生静电。

四、电容产生静电电容是一种储存电荷的装置，它由两个导体板和之间的绝缘介质组成。

当电容器两个导体板上的电荷不平衡时，就会产生静电。

例如，我们使用电子设备时，设备内部的电容器会储存一定量的静电，当我们触摸设备时，就会感到静电的放电。

五、电晕产生静电电晕是指在高压电场下，空气中的分子被电离形成带电离子，从而产生静电现象。

例如，当我们打开电视机或电脑显示器时，屏幕表面会产生微弱的静电，这种静电会吸附空气中的灰尘，形成电晕现象。

总结起来，静电产生的方式有摩擦、电离、电感、电容和电晕等多种途径。

在日常生活中，我们常常会遇到各种静电现象，比如摸到金属物体时感到电击、电脑屏幕上的灰尘等。

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。