知识静电感应电容器讲解

静电学知识点总结一、静电学基本概念1. 静电荷静电荷是指物体带上的电荷，可以是正电荷也可以是负电荷。

当物体带有正电荷时，说明物体失去了电子，而当物体带有负电荷时，说明物体获得了额外的电子。

根据库仑定律，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。

静电荷的大小用库仑为单位来表示。

2. 静电场静电场是指存在静电荷时，在其周围形成的空间中存在的电场。

静电场会对带电体产生作用力，力的大小与电荷量成正比，与距离的平方成反比。

3. 电场力带电体在电场中会受到电场力的作用，电场力的大小与电荷量以及电场的强度有关，符合库仑定律。

电场力方向与电荷的种类以及电场的方向有关。

4. 电场能电场能是指带电体在电场中具有的能量状态。

带电体在电场中会受到电场力的作用，因此具有电场能，而带电体间的电场能可以相互转化为动能或者其他形式的能量。

5. 电场功当带电体在电场中运动时，电场对带电体所做的功称为电场功。

电场功可以改变带电体的动能和电场能。

二、静电学原理1. 库仑定律库仑定律表明了两个静电荷之间的相互作用力的大小与它们的电荷量的乘积成正比，与它们之间的距离的平方成反比。

库仑定律是描述静电力的基本定律，也是静电学研究的基础。

2. 电场强度电场强度是描述电场的物理量，表示单位正电荷在电场中受到的力。

电场强度方向与正电荷的运动方向相同，与负电荷的运动方向相反，与电场线方向垂直。

3. 高斯定律高斯定律描述了电场在封闭曲面上的总通量与该封闭曲面内的电荷量的比例关系。

可以用来计算电场的强度以及电荷的分布情况。

4. 静电平衡静电平衡发生在没有电流流动的情况下，静电荷在静电场中达到平衡状态。

在静电平衡状态下，静电荷的总量在空间内保持不变，电场强度也保持不变。

5. 电容和电容器电容是描述电路中储存电荷和电场能的能力，通常用单位法拉来表示。

电容器是利用两个导体之间的电场存储电荷和电场能的装置，可以分为平行板电容器、球形电容器等不同类型。

6. 静电感应静电感应是指在电场的作用下，物体中的自由电子受到推动而发生运动，产生局部电荷分布的现象。

初中物理静电学知识点归纳静电学是物理学的一个分支，研究的是静电现象和静电力。

在初中物理学中，我们也学习了一些与静电相关的知识。

本文将归纳整理初中物理中的静电学知识点，以帮助大家更好地理解和应用这些知识。

1. 静电的产生静电的产生是指物体在摩擦、接触或分离过程中，电荷的转移或重新分布现象。

常见的静电产生方式有摩擦电、接触电和电感应。

2. 电荷与物质电荷是物质的一种基本属性，分为正电荷和负电荷。

电荷之间存在着吸引和排斥的相互作用。

同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。

3. 静电场静电荷周围形成静电场，静电场是指电荷作用在周围空间中，产生的电场力。

静电场是无形的，但可以通过场力线来描述。

场力线从正电荷出发，指向负电荷，线的密度表示场强大小。

4. 静电的传导与绝缘导体是电荷可以自由移动的物质，当导体与带电物体接触时，电荷会传导到导体上，使导体具有相同的电荷性质。

绝缘体是电荷不能自由移动的物质，无法导电。

5. 静电平衡静电平衡是指物体上的电荷分布达到稳定状态，不再发生电荷的转移。

静电平衡时，物体表面的电荷主要集中在表面，呈现出均匀分布的状态。

6. 电场的作用电场对其他带电物体或导体上的电荷有引力或斥力作用。

当被测的物体在电场中受到的力等于物体本身的重力时，该物体处于平衡状态，可以利用这一点来测量电场的强度。

7. 电容器电容器是由两个导体板和介质组成的装置。

当电容器带电时，两个导体板上的电荷量相等，但电荷符号相反。

常见的电容器有平行板电容器和球形电容器。

8. 静电感应静电感应是指受到外界带电物体的影响而发生电荷重新分布现象，导体上的电荷会被吸引或排斥。

利用静电感应，可以实现电荷的分离和静电的收集。

9. 静电的应用静电在生活中有许多应用。

例如，静电喷涂利用静电吸附的原理，将液体喷射成细小粒子，使其附着在物体表面；静电除尘器利用静电力将空气中的细小粒子吸附并去除。

10. 静电的危害虽然静电有一定的应用价值，但在某些情况下也会带来危害。

初中物理静电知识点总结静电现象包括：电荷的基本性质、电荷守恒、电力线、静电场、静电感应、库仑定律、静电力量、电容等。

1、电荷的基本性质电荷是物体带有的一种基本属性，分为正电荷和负电荷。

同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。

2、电荷守恒定律在一个封闭的系统中，电荷的总量在任意条件下都保持不变。

3、电力线电力线是用来描述电场的图形化方法，它是从带正电的电荷流向带负电的电荷的线。

4、静电场静电场是由静电荷所产生的区域，在这个区域内其他带电物体可以受到静电力的作用。

5、静电感应静电感应是指当一个带电物体靠近另一个带电物体时，后者会受到影响，使得带电物体的电荷分布发生变化。

6、库仑定律库仑定律是描述电荷之间相互作用的力的定律，它表示带电物体之间的静电作用力与它们之间的距离的平方成反比，与它们的电荷量的乘积成正比。

7、静电力量带电物体之间的相互作用力称为静电力量。

8、电容电容是指导体在单位电压作用下贮存电荷的能力。

静电是我们日常生活中经常会遇到的一种现象，比如我们常常能看到人在走动时摩擦物体会产生静电，使得头发纠缠、气球悬浮等。

而在工业生产中，静电现象也可能会对生产造成影响，比如在粉末涂装过程中，静电会使得粉末非均匀分布，影响最终的涂装效果。

因此，对于静电的科学原理及其应用都有着重要意义。

静电现象是由于物体带电荷而产生的，而电荷的大小由物体上的自由电子数决定。

当两种材料摩擦时，它们会在分子或原子水平上发生相互作用，使得一种材料失去电子，成为带正电的，另一种材料获得电子，成为带负电的。

这种通过摩擦产生的静电称为摩擦电荷。

此外，物体也可以通过接触的方式进行充电，当带电物体与不带电物体接触时，带电物体的电荷会转移到不带电物体上，使得两者的电荷达到平衡。

静电现象与电场紧密相关，静电场是由静电荷所产生的区域。

在一个静电场中，带电粒子会受到静电力的作用。

静电力的大小与带电物体之间的距离以及它们的电荷量有关，并且满足库仑定律。

本章研究的主要问题和重点内容
主要问题
1、静电场中导体的特点 2、电容 电容器概念与电容的计算方法 3、静电场中的电介质 4、静电场能量的表述 5、关于静电的一些应用
重点内容
1、静电场中导体的特点 2、电容的计算方法 3、极化强度矢量、位移矢量和介质中的高斯定理 4、静电场的能量密度和能流密度概念以及静电场 能量的计算方法
q
q
d 0
设 A 、B 分别带电 q 、 q E A 、B 间场强分布 E 0 计算两极板的电势差 A d B B
qd V A VB E dl Ed 0S A 0 S q 由定义 C V V d A B
例: 面积为1m2，d=1mm的平 板电容器电容约为：8.85μF。
等势体
等势面
a
b

Q
二.静电平衡时导体上的电荷分布
1.导体内无净电荷（ 0 ），电荷只分布于导体表面.
1）实心导体（即只有外表面的导体）
高斯面 S
s

s
1 E 内 dS
0
q
内

1
0
dV
静电平衡条件
0
E内 0
净电荷只分布于外表面.
达到静电平衡后
1．导体的静电平衡条件
静电平衡：导体上的电荷不再移动。 （1）静电平衡时的电场强度条件
+ E＝0
+ + + +
E
①达到静电平衡时，导体内部的场强处处为零; 如果到体内的电场强度不为零，导体内的电子将 反证法： 受到电场力的作用而移动，不是静电平衡状态。 ②达到静电平衡时，导体表面的场强处处与表面垂直。

初中物理静电学知识点归纳总结静电学是物理学中的一个重要分支，研究的是物体间的静电相互作用与现象。

在初中物理学习中，静电学是一个基础而又关键的内容，它有助于我们理解电荷、电场、电力等概念。

本文将对初中物理静电学的知识点进行归纳总结。

一、电荷与静电1. 电荷的基本概念：电荷是物体带有的物理属性，分为正电荷和负电荷。

2. 电子的负电荷性质：电子带有负电荷，是最基本的负电荷携带者。

3. 静电平衡和静电力：电荷之间的排斥和吸引力产生静电力，静电平衡时，物体内部、表面电荷均处于平衡状态。

二、电荷守恒定律1. 电荷守恒定律：在一个孤立系统中，总电荷保持不变，电荷可以转移，但不能消失。

三、导体与绝缘体1. 导体的特性：导体具有良好的导电性能，电荷能在导体内部自由移动。

2. 绝缘体的特性：绝缘体对电荷的流动有较大阻碍，电荷几乎不能在绝缘体内部自由移动。

四、电场与电力线1. 电场的概念：电荷在周围产生电场，电场是空间中存在的一种物理量。

2. 电力线的性质：电力线是用于表示电荷周围电场分布的线条，其密度表示电场强弱。

3. 电场强度：电场强度表示单位正电荷在电场中受到的力的大小。

五、库仑定律与电场力1. 库仑定律：两个点电荷之间的静电力与它们之间的距离的平方成反比，与它们电荷量的乘积成正比。

2. 电场力的计算：电场力等于电荷与电场强度之积。

六、静电感应和电容器1. 静电感应：当导体与带电体接触时，导体中的电荷将发生重新分布，导体内部电荷处于平衡状态。

2. 电容器的作用：电容器可以储存电荷，是一种用于储存电能的设备。

七、静电学中的实际应用1. 静电喷涂技术：利用静电力将颜料吸附在物体表面，用于涂装等工艺。

2. 静电除尘技术：利用静电力将空气中的灰尘吸附在带电板上，用于净化空气。

3. 静电防护：在某些特定场合，如石油储存设备、医院手术室等，静电防护非常重要。

初中物理静电学知识点归纳总结到此结束。

静电学作为物理学的一部分，对我们理解电荷与电场的相互作用提供了基础，为日后更深入的学习打下了坚实的基础。

D.B的内表面带负电
★
典型例题
★
2-1.将悬在细丝线下带正电的小球A放在不带电的金属 空心球C内的球心位置(不和球壁接触)，另有一只悬挂的带
负电的小球B向C靠近，如图所示.结果是(
A.A将向左偏，B将向右偏 B.A的位置不变，B向右偏 C.A将向左偏，B的位置不变 D.A和B的位置都不变
)
★
知识梳理
★
典型例题
★
3-4.在如图所示的实验装置中，平行 板电容器的极板B与一灵敏的静电计相接， 极板A接地.若极板A稍向上移动一点，由观
察到的静电计指针变化作出平行板电容器
电容变小的结论的依据是( )
A.两极板间的电压不变，极板上的电荷量变小
B.两极板间的电压不变，极板上的电荷量变大 C.极板上的电荷量几乎不变，两极板间的电压变小
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 ( )
A．带电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小 D．若电容器的电容减小，则极板带电量将增大
★
典型例题
★
3-3.关于给定电容器的电容C，带电荷量Q，极板间 电压U之间的关系，下图中正确的是( )
4πkQ ③平行板电容器两板间场强的决定式 E＝ ε S . r 只要 Q、S 和不变，场强不变．
★
知识梳理
★
分析电容器结构变化引起的动态问题时要弄清三点：
①电容器两极板是否与电源相连接？
②哪个极板接地？ ③C值通过什么途径改变：若电容器充电后脱离电源，则隐 含“Q不变”；若电容器始终接在电源上，则隐含“U不 变”；若带正电极板接地，则该极板电势为0，电场中任一 点的电势均小于零；若带负电极板接地，则该极板电势为0， 电场中任一点的电势均大于零．还可根据E电＝qφA求电荷在

【本讲教育信息】一、教学内容电容和电容器本讲主要讲解电容、电容器的相关内容。

二、考点点拨电容、电容器的分析与计算主要是和带电粒子在电场中的运动，稳恒电路综合在一起考查，高考中在选择题和计算题都有出现。

三、跨越障碍 （一）静电感应1、静电感应：把导体放在外电场E 中，由于导体内的自由电子受电场力作用而定向移动，使导体的两端出现等量的异种电荷（近端感应出异种电荷，远端感应出同种电荷），这种现象叫静电感应。

2、静电平衡：发生静电感应的导体两端感应出的等量异种电荷形成一附加电场E '，当感应电荷的电场与外电场大小相等，即E =E '时，自由电子的定向移动停止，这时的导体处于静电平衡状态。

3、静电屏蔽（1）导体空腔（不论是否接地）内部的电场不受腔外电荷的影响。

（2）接地的导体空腔（或丝网）外部电场不受腔内电荷的影响。

例1：如图所示，把原来不带电的金属球壳B 的外表面接地，将一带正电q 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 带负电B. B 的空腔内电场强度为零C. B 的内表面电场强度为2/r kq E = （r 为球壳内半径）D. 在B 的外面把一带负电的小球向B 移时，B 内表面电场强度变小解析：把金属壳接地时，金属壳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，地球另一侧是远端，因此B 的内表面被A 感应而带负电（即B 带负电），地球另一侧带正电，所以A 选项正确；因为金属壳B 的内表面带负电，电场线由A 指向内表面，所以B 选项不正确；因为B 的内表面的电场强度等于A 球和B 内表面的负电荷形成的电场的叠加，可知B 的内表面场强2/r kq E >，所以C 项错；由于静电屏蔽的作用，当把一带负电的小球移向B 时，B 的内表面电场强度不变，故选A 。

答案：A（二）电容器、电容1、两个彼此绝缘又相互靠得很近的导体就是一个电容器。

考点 平行板电容器的动态分析
1．两个公式的比较
[重点理解]
公式
C＝UQC＝ΔΔQU
C＝4επrkSd
公式
决定式，适用于平行板电
定义式，适用于一切电容器
特点
容器
意义 对某电容器 Q∝U，但QU＝C C∝εr，C∝S，C∝1d，反 不变，反映容纳电荷的本领 映了影响电容大小的因素
2.平行板电容器的动态分析思路 (1)确定不变量，分析是电压不变还是所带电荷量不变． (2)根据决定式 C＝4επrkSd分析平行板电容器电容的变化． (3)根据定义式 C＝UQ分析电容器所带电荷量或两极板间电压的 变化． (4)根据 E＝Ud分析电容器极板间场强的变化．
－
＋
－
＋
－ －
E′
＋ ＋
E0
－
＋
－
＋
－
＋
－
＋
－E合=0 ＋
E0
－
＋
－
＋
－
＋
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——静电平衡条件 （2）整个导体是一个等势体，表面是一个等势面
W UABq (A B)q 0 所以一点场强
典例1
典例2
双基夯实练习3
双基夯实练习4
一、静电平衡状态下导体的电场
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。
A
D
E0
B
C
2.静电平衡状态
-
-
--
-
E0
-
-
1、导体中自由电荷 在电场力作用下将发 生定向移动.

一、静电场的基本概念1. 静电场是由静止电荷产生的场，它是描述电荷之间相互作用的一种物理量。

2. 静电场的性质：静电场是保守场，即电荷在静电场中移动时，其电势能的变化量与路径无关，只与初末位置有关。

3. 静电场的强度：静电场的强度表示电荷在静电场中所受力的强度，用符号E表示，单位是牛顿/库仑(N/C)。

二、电场强度与电势1. 电场强度E是描述静电场力的大小和方向的物理量，它的方向是正电荷在静电场中所受力的方向。

2. 电势V是描述静电场力做功能力的物理量，它的单位是伏特(V)。

3. 电场强度与电势的关系：电场强度E等于电势V在空间中的梯度，即E=dV/dr。

三、高斯定律1. 高斯定律是描述静电场与电荷分布之间关系的物理定律，它指出通过任意闭合曲面的电通量等于该闭合曲面内部电荷量的代数和除以真空中的电常数ε0。

2. 高斯定律的数学表达式：∮E·dA=Q/ε0，其中∮表示对闭合曲面进行积分，E是电场强度，dA是闭合曲面上的微小面积元，Q是闭合曲面内部的总电荷量，ε0是真空中的电常数。

四、电容与电容器1. 电容C是描述电容器储存电荷能力的物理量，它的单位是法拉(F)。

2. 电容器的储能公式：W=1/2CV^2，其中W是电容器储存的能量，C是电容，V是电容器两端的电压。

3. 电容器的串联和并联：电容器的串联和并联可以改变电容器的总电容，串联时总电容减小，并联时总电容增大。

五、电场线与电势线1. 电场线：电场线是用来形象地表示电场强度和方向的曲线，它的切线方向即为电场强度的方向。

2. 电势线：电势线是用来形象地表示电势分布的曲线，它的切线方向即为电势梯度的方向。

3. 电场线与电势线的关系：电场线总是从正电荷出发，指向负电荷，而电势线则从高电势区域指向低电势区域。

六、导体与绝缘体1. 导体：导体是电荷容易通过的物质，如金属、石墨等。

2. 绝缘体：绝缘体是电荷不容易通过的物质，如橡胶、玻璃等。

3. 静电平衡：当导体处于静电平衡状态时，导体内部的电场强度为零，导体表面上的电荷分布均匀。

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。

《中学物理》第3册电磁学第1章静电场知识重点在“第1章静电场”是电学的基础，也是学生学习《中学物理》的难点内容。

本章的基础知识多、而且概念抽象，如：电场强度、电势、点电荷电场、匀强电场、电荷守恒定律、库仑定律、电力线、等势面、静电感应、电容器等。

一、库仑定律库仑定律：①大小：在真空中，2点电荷之间的作用力（F），与它们所带的电量（Q1）和（Q2）乘积成正比，与它们之间的距离平方（r2）成反比。

②方向：作用力的方向，在2点电荷之间的连线上。

③性质：同种电荷相斥，异种电荷相吸。

④公式：其中：F：电场力（库仑力）。

单位：牛顿（N）。

k：静电常数。

k = 9.0×109。

单位：牛顿·米2/库仑2 （N·m2 / C2）。

静电常数：在真空中2个相距为1米（m）、电荷量都为1库仑（C）的点电荷（Q1Q2）之间的相互作用力（F）为9.0×109牛顿（N）。

Q1Q2：2点电荷分别所带的电量。

单位：库仑（C）。

r：2点电荷之间的距离。

单位：米（m）。

注意：①库仑定律公式适用的条件：一是在真空中，或空气中。

二是静止的点电荷。

是指２个距离（r）足够大的体电荷。

②不能认为当r无限小时，F就无限大。

因为当r无限小时，２电荷已经失去了作为点电荷的前提。

③不用把表示正、负电荷的“+、-”符号，代入公式中进行计算。

可以用绝对值来计算。

计算的结果：可以根据电荷的正、负，来确定作用力为“引力/斥力”？以及作用力的方向。

④库仑力遵守牛顿第三定律。

２电荷之间是：作用力和反作用力。

（不要错误地认为：电荷量大的，对电荷量小的，作用力就大。

）附录：电量的单位：库仑（C）。

库仑（C）：当流过某曲面的电流1安培时，每秒钟所通过的电量定义为1 库仑。

即：1 库仑（C）= 1 安培·秒（A·S）二、电场强度⒈电场强度①电场强度（Ｅ）为放入电场某一点的电荷，受到的电场的作用力（F），与它的电量（q）的比值。

高二物理静电原理知识点静电现象是物理学中重要的一部分，指的是物体之间发生的带电现象。

静电主要与电荷有关，电荷是物质所带的属性，分为正负两种。

在静电现象中，正电荷和负电荷之间产生吸引力或排斥力，这是由于它们之间的电场相互作用所导致的。

一、电荷和元素电荷在电荷的概念中，我们引入了元素电荷的概念。

元素电荷是电荷的最小单位，通常表示为e，其数值约为1.6×10^-19库仑。

原子核中带正电的质子和带负电的电子都是具有元素电荷的粒子。

质子的电荷为+e，电子的电荷为-e。

原子中质子数与电子数相等，因此原子的净电荷为零。

二、静电荷和静电力当物体带有静电荷时，我们称其为带电体。

根据电荷的性质，带电体可以分为正带电体和负带电体。

同种电荷之间的相互排斥，不同种电荷之间的相互吸引。

这种相互作用称为静电力。

三、电场和电场强度电荷周围存在一个影响区域，称为电场。

电场是由电荷产生的，可以通过电场力线表示。

电场的强弱取决于电荷的大小和距离，离电荷越近电场越强。

电场强度E定义为单位正电荷在某一点受到的电场力。

四、高斯定理高斯定理是电学中的重要定理之一，从数学上描述了电场的情况。

高斯定理表明，通过任意闭合曲面的电通量等于该曲面所包围电荷的代数和的1/ε₀（ε₀表示真空中的电介质常数）。

五、电场中的电势能和电势差在电场中，电荷具有电势能。

电势能是指电荷在电场中由于位置发生变化而具有的能量。

电势差是指单位正电荷从一个点移动到另一个点时，电势能的变化。

电势差等于单位正电荷从一个点到另一个点时所做的功。

六、电容和电容器电容指的是电荷与电势之间的关系。

电容器是能够存储电荷的装置。

电容是指电容器对单位电压的响应能力，其计量单位为法拉（F）。

七、静电感应和静电屏蔽静电感应是指当一物体靠近带电体时，由于电荷重新分布，使物体上的电荷分布发生改变。

静电屏蔽是指用导体将带电体与外部环境隔离开，以减少或消除电荷对外界的影响。

八、静电除尘和静电喷涂静电除尘是利用带电粒子对灰尘进行吸附和收集的方法。

第3讲电容及电容器姓名学校日期知识点一静电现象的应用一、静电感应：E中，由于导体内的自由电子受电场力作用定向移动，使得导体两端出现等量的异1.把金属导体放在外电场外种电荷，这种由于导体内的自由电子在外电场作用下重新分布的现象叫做静电感应。

（在靠近带电体端感应出异种电荷，在远离带电体端感应出同种电荷）．由带电粒子在电场中受力去分析。

静电感应可从两个角度来理解：①根据同种电荷相排斥，异种电荷相吸引来解释；②也可以从电势的角度来解释，导体中的电子总是沿电势高的方向移动．二、静电平衡状态下导体的电场1.导体内没有自由电子的_________________的状态叫做_______________状态。

2.静电平衡状态的特点：（1）导体内部的___________处处为零。

这是外加电场与__________电荷产生的电场相互叠加的结果。

（2）表面上任何一点的场强方向跟该点的表面_______________________。

（3）电荷只能分布在导体的__________________上。

（4）静电平衡状态下的导体是个____________________，其表面是个________________。

三、导体与电荷的分布1.处于____________状态的导体，电荷只分布在导体的外表面上。

2.在导体表面越_____________的位置，电荷密度（单位面积的电荷量）___________，凹陷的位置几乎没有_______________。

3.导体尖端附近的电场___________，空中残留的带电粒子在强电场的作用下发生强烈的运动，把空气中的气体分子撞“散”，也就是使分子中的正、负电荷分离，这种现象叫做空气的______________。

4.尖端放电：空气中的___________分子被电离后变成负电的__________和失去电子而带正电的__________，这些带电粒子在强电场的作用下加速、撞击空气中的分子从而产生更多带电粒子，那些所带电荷尖端，与尖端上的电荷_____________，这相当于导体从尖端____________电荷。

2024年高考一轮复习100考点100讲第10章静电场第10.5讲电容和电容器【知识点精讲】1．常见电容器(1)组成：由两个彼此绝缘又相互靠近的导体组成。

(2)带电荷量：一个极板所带电荷量的绝对值。

(3)电容器的充、放电充电：使电容器带电的过程，充电后电容器两板带上等量的异种电荷，电容器中储存电场能。

放电：使充电后的电容器失去电荷的过程，放电过程中电场能转化为其他形式的能。

2．电容(1)定义：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值。

(2)定义式：C＝QU。

(3)物理意义：表示电容器容纳电荷本领大小的物理量。

(4)单位：法拉(F)1 F＝106 μF＝1012 pF3．平行板电容器(1)影响因素：平行板电容器的电容与极板的正对面积成正比，与电介质的相对介电常数成正比，与极板间距离成反比。

(2)决定式：C＝εr S4πkd，k为静电力常量。

【方法归纳】1．平行板电容器动态变化的两种情况(1)电容器始终与电源相连时，两极板间的电势差U保持不变。

(2)充电后与电源断开时，电容器所带的电荷量Q保持不变。

2．平行板电容器动态问题的分析思路(1)确定不变量，分析是电压不变还是所带电荷量不变。

(2)用决定式C＝εr S4πkd分析平行板电容器电容的变化。

(3)用定义式C＝QU分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化。

【最新高考题精练】1．（18分）（2019高考北京理综卷23）电容器作为储能器件，在生产生活中有广泛的应用。

对给定电容值为C的电容器充电，无论采用何种充电方式，其两极间的电势差u随电荷量q的变化图像都相同。

（1）请在图1中画出上述u–q图像。

类比直线运动中由v–t图像求位移的方法，求两极间电压为U时电容器所储存的电能E p。

（2）在如图2所示的充电电路中，R表示电阻，E表示电源（忽略内阻）。

通过改变电路中元件的参数对同一电容器进行两次充电，对应的q–t曲线如图3中①②所示。

a．①②两条曲线不同是______（选填E或R）的改变造成的；b．电容器有时需要快速充电，有时需要均匀充电。

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静电感应在电子设备中的应用：静电感应在电子设备中有着广泛的应用，例如在电磁炉、无线充电设备 和感应式开关中，静电感应能够实现非接触式控制和能量传输。
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电容在电力系统和能源领域的应用：电容在电力系统和能源领域中也有着广泛的应用，例如在电力滤波、 无功补偿和储能技术中，电容能够提高电力系统的稳定性和能源利用效率。
电容：由两个平行 且相对的导体所组 成的电子元件，用 于存储电能。
相互作用：静电感应 会改变导体之间的电 容值，因为电荷分布 的变化会影响电场分 布，从而影响电容。
应用：静电感应与电容 的相互作用在电子设备 和系统中有着广泛的应 用，如传感器、无线通 信和能源存储等。
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静电感应与电容的关系：静电感应是电容的一种表现形式，它能够影响电容的容量和分布，进而影响电 路的性能。
电容的应用：滤波、去耦、耦合、储能等 电容的重要性：在电子设备和系统中，电容是必不可少的元件，对电路的正常运行起着至关重要的作用。
静电感应与电容的 关系
电容是静电感应现象的重要参数，其大小直接影响静电感应的强度和分布。 电容的变化会导致静电感应的相应变化，从而影响电子设备的性能和稳定性。
通过控制电容的大小，可以有效地调节静电感应现象，为电子设备和系统的设计和优化提供更多可能性。 深入了解电容对静电感应的影响，有助于更好地理解和应用静电感应现象，促进相关领域的发展和创新。
静电感应现象：当一个带电体靠近导体时，导体表面会出现电荷分布的现象。
感应电荷：导体表面出现的电荷被称为感应电荷。
电场与电势：静电感应过程中，带电体的电场和电势分布会发生变化。
静电屏蔽：当一个导体被带电体所包围时，由于静电感应现象，导体会在内部产生与带电体相反的电荷，从而使 外部电场对内部的影响减小，这种现象被称为静电屏蔽。

静电现象与电容器静电现象与电容器【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）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.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 Q U = ，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=4skd επ 式中k 为静电力常量，k=9.0×109N·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.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 d εεπ∝∝=∝（2）充电后断开K ，保持电容器带电量Q 恒定这种情况下1 C=,,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【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【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【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C Q U =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C Q Q U 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】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 U d 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）Q C 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Q C 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、如图所示，把一个平行板电容器与一个静电计相连接后，给电容器带上一定电量，静电计指针的偏转指示出电容器两板间的电势差.要使静电计的指针张角变小，可采用的方法是（ ）A 、使两极板靠近B 、减小正对面积C 、插入电介质D 、用手碰一下正极板【答案】ACD【解析】要使得静电计的指针张角变小，需使平行板电容器两板之间的电压减小，在电容器带电量一定的情况下，由Q U=C知，需使得电容器的电容增大，再由平行板电容器电容的计算式 C=4s kdεπ知，需要使两板之间的距离d 减小，或插入介质，或增大正对面积S ；故选项A 、C 正确，选项B 错误；用手碰一下正极板，相当于将两极板短路，使正负电荷中和，电荷量减少，两板之间的电压减小，静电计指针张角减小，故选项D 也正确.【点评】1.分析问题时，抓住一些不变量并以此为依据进行分析是一种重要技巧.平行板电容器在电路中的一些动态分析问题通常要把C QU = 、C skd =επ4、,d UE =三者结合起来才能顺利进行，同时要注意变化过程中的不变量的运用，两个基本出发点是：(1)若充电后不断开电源，则两极板间电压U 不变；(2)若充电后断开电源，则带电荷量Q 不变.2.理解静电计的作用和使用方法.静电计是一种不通过电流却能指示电压的仪器，在本实验中，静电计指针的张角指示平行板电容器两板之间的电压.举一反三【变式1】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】一平行板电容器两极板间距为d，极板面积为 ，其中ε0是常量.对此电容器充电后断开电S，电容为0sd源，当增加两板间距时，电容器极板间（）A、电场强度不变，电势差变大B、电场强度不变，电势差不变C、电场强度减小，电势差不变D、电场度减小，电势差减小【答案】A【变式3】用控制变量法，可以研究影响平行板电容器的因素（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，增大S，则θ变小D、保持d不变，增大S，则θ不变【答案】A类型六、带电粒子在电容器中运动的综合问题例6、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，两板的中央各有一小孔M和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在同一竖直线上），空气阻力忽略不计，到达N孔时速度恰好为零，然后沿原路返回．若保持两极板间的电压不变．则（）A、将A板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍能返回B、将A板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落C、将B板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍能返回D、将B板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落【答案】ACD【解析】移动A板或B板后，质点能否返回P点的关键是质点在A、B间运动时到达B板之前速度能否减小为零，如能减为零，则一定沿原路返回P点，如不能减为零，则穿过B板后只受重力，将继续下落.因质点到达N孔时速度恰为零，由动能定理2mg0-=.平行金属板与电d qU源两极相连，则两板间电势差U保持不变.带电质点由P 运动到N的过程中，重力做功与电场力做功相等.若将A 板向上平移一小段距离，质点速度为零的位置为N孔，且能返回．若把A板向下平移一小段距离，质点速度为零的位置仍为N孔，且能返回．若把B板向上平移一小段距离，质点速度为零的位置为N孔之上，且能返回．若把B板向下平移一小段距离，质点到达N孔时将有一竖直向下的速度，即将穿过N孔继续下落.【点评】此类问题属于电容器与力和电的知识综合题目，求解时应利用电容器动态问题的分析方法结合力与电的有关知识和规律逐一分析判断.举一反三【变式1】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。

第七节静电现象的应用一、静电感应与静电平衡1.静电感应现象：将一不带电的金属导体ABCD放到场强为E的电场中，导体内的自由电子在电场力的作用下向电场线的反方向移动，使导体的一侧聚集负电荷，导体另一侧聚集等量的正电荷，这种现象就是静电感应现象。

2.静电平衡状态：金属导体中自由电子受到导体周围电场的电场力作用后向左移动，在右侧出现多余的正电荷，导体两侧正、负电荷在导体内部产生与原电场方向相反的电场，因与原来的电场方向相反，叠加的结果是使原场强逐渐减弱，直至导体内部各点的合场强等于零为止，于是导体内的自由电子不再发生定向移动，我们就说导体达到了静电平衡状态。

3.静电平衡状态下导体的特点：（1）内部场强处处为0（2）整个导体是一个等势体，表面是一个等势面（3）表面处的场强不为零，方向跟导体表面垂直。

4.静电平衡状态下导体的电荷分布：（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强，凹陷的位置几乎没有电荷（3）“远近端”电荷的电性相反，电荷量相等。

二、尖端放电1．空气的电离导体尖端的电荷密度很大，附近的电场很强，空气中残留的带电粒子在强电场的作用下发生剧烈的运动，把空气中的气体分子撞“散”，也就是使分子中的正负电荷分离，这个现象叫作空气的电离。

2．尖端放电中性分子电离后变成带负电的自由电子和失去电子而带正电的离子,这些带电粒子在强电场的作用下加速，撞击空气中的分子，使它们进一步电离，产生更多的带电粒子．那些所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子，由于被吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷中和，这相当于导体从尖端失去电荷，这个现象叫作尖端放电。

3．尖端放电的应用和防止应用：避雷针是利用尖端放电避免建筑物遭受雷击的设备，另外燃气灶中的电子打火器的放电电极做成针状，加上电压时更容易产生电火花。