3靜電平衡和電容器

靜電平衡和電容器1、靜電感應(yīng)現(xiàn)象（1）靜電感應(yīng)現(xiàn)象：導(dǎo)體在電場中自由電荷重新分布的現(xiàn)象。（2）靜電感應(yīng)因果關(guān)系存在外電場及導(dǎo)體中有自由電荷自由電荷定向移動，導(dǎo)體兩端帶異種電荷自由電荷不再定向移動，E-E存在外電場及導(dǎo)體中有自由電荷自由電荷定向移動，導(dǎo)體兩端帶異種電荷自由電荷不再定向移動，E-E原因現(xiàn)象結(jié)果（3）靜電平衡當(dāng)導(dǎo)體E=0時（自由電子定向移動停止），導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡狀態(tài)。內(nèi)靜電平衡狀態(tài)：導(dǎo)體中（包括表面）沒有電荷定向移動的狀態(tài)。靜電平衡的條件：導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)為零，即E內(nèi)=0。靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特征：a、導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)處處為零。b、導(dǎo)體表面場強(qiáng)垂直表面。（原因：如果不垂直，場強(qiáng)就有一個沿導(dǎo)體表面的分量，自由電子還要發(fā)生定向移動）c、導(dǎo)體為等勢體，表面為等勢面。（原因：導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)處處為零，在導(dǎo)體內(nèi)部移動電荷時，電場力不做功，任意兩點間電勢差為零；電荷在導(dǎo)體表面移動時，電場力與位移垂直，電場力不做功）靜電平衡導(dǎo)體的電荷分別特點a、導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷，電荷只分布在導(dǎo)體的表面。b、在導(dǎo)體外表面，越尖銳的位置，電荷的密度（單位面積的電荷量）越大，凹陷的位置幾乎沒有電荷。2、尖端放電（1）空氣電離氣體分子中的電子在強(qiáng)電場的作用下發(fā)生劇烈的運動，掙脫原子核對它的束縛而成為自自電子，同時氣體分子變成帶正電荷的正離子，這個現(xiàn)象叫做空氣的電離。（2）尖端放電中性的分子電離后后變成帶負(fù)電的自由電子和失去電子帶正電的離子，這些帶電粒子在強(qiáng)電場的作用下加速，撞擊空氣中的分子，使它們進(jìn)一步電離，產(chǎn)生更多的帶電粒子，那些所帶電荷與導(dǎo)體尖端的電荷符號相反的粒子，由于被吸引而奔向尖端，與尖端上的電荷中和，

這相當(dāng)于導(dǎo)體尖端失去電荷，這個現(xiàn)象叫做尖端放電。（3）應(yīng)用和防止應(yīng)用：避雷針是利用尖端放電避免雷擊的一種設(shè)施。防止：高壓設(shè)備中導(dǎo)體的表面盡量光滑會減少電能的損失。1、靜電屏蔽（1）定義：處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部場強(qiáng)處處為零，可以利用導(dǎo)體球殼（或金屬網(wǎng)罩）封閉某區(qū)域，使該區(qū)域不再受外電場的影響，這一現(xiàn)象稱為靜電屏蔽。（2）靜電屏蔽的實質(zhì)利用靜電屏蔽現(xiàn)象，使金屬殼的感應(yīng)電荷和外加場強(qiáng)的矢量和為零，好像是金屬殼將電場“擋”在外面，即所謂的屏蔽作用，其實是殼內(nèi)兩種電荷并存，矢量和為零而已。當(dāng)金屬殼達(dá)到靜電平衡時，內(nèi)部沒有電場，因而金屬的外殼會對其內(nèi)部起到保護(hù)作用，使它內(nèi)部不受外部電場影響。（3）靜電屏蔽的兩種情況./J；導(dǎo)體內(nèi)空腔不受外界影響，如圖甲接地導(dǎo)體空腔外部不受內(nèi)部電荷影響，如圖乙所示。處于靜電平衡的導(dǎo)體，內(nèi)部場強(qiáng)處處為零的原因是（）A、外電場不能進(jìn)入導(dǎo)體內(nèi)部B、所有感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生的合場強(qiáng)為零C、外電場和所有感應(yīng)電荷的電場在導(dǎo)體內(nèi)部疊加的結(jié)果為零D、以上解釋都不正確如圖所示，金屬殼放在光滑的絕緣水平墊上，能起到屏蔽外電場或內(nèi)電場作用的是（）如圖所示，帶電體Q靠近一個接地空腔導(dǎo)體，量中等于零的是（）A、如圖所示，金屬殼放在光滑的絕緣水平墊上，能起到屏蔽外電場或內(nèi)電場作用的是（）如圖所示，帶電體Q靠近一個接地空腔導(dǎo)體，量中等于零的是（）A、導(dǎo)體墻內(nèi)任意點的場強(qiáng)B、導(dǎo)體腔內(nèi)任意點的電勢C、導(dǎo)體外表面的電荷量空腔里面無電荷，在靜電平衡后，下列物理D、導(dǎo)體空腔內(nèi)表面的電荷量一個不帶電金屬球殼，在它的球心放入一個正電荷，其電場分布是圖中的（）如圖所示，一導(dǎo)體球A帶有正電荷，當(dāng)只有它存在時，它在空間P點產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小為EA，在A球心與P點連線上有一帶負(fù)的點電荷B，當(dāng)只有它存在時，它在空間P點產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小為Eb，當(dāng)A、B同時存在時，根據(jù)場強(qiáng)疊加原理，P點的場強(qiáng)大小應(yīng)為（）A、EbB、Ea+Ebc、…ID、以上說法都不對在點電荷-Q的電場中，一金屬圓盤處于靜止?fàn)顟B(tài)，若圓平面與點電荷在同一平面內(nèi)，則盤上感應(yīng)電荷在盤中A點所激發(fā)的附加場強(qiáng)E的方向在圖中正確的是（）

殼外有C點，則下列說法正確的是（）A、E>E>EB、A、殼外有C點，則下列說法正確的是（）A、E>E>EB、A、B、C三點的電勢甲廣%>%C、EA>EB>ECD、A、B、C三點的電勢甲a>Pb>Pc如圖所示，兩個相同的空心金屬球M和N，M帶-Q電荷，N不帶電（M、N相距很遠(yuǎn)，互不影響），胖碧昂各放一個不帶電的金屬球P和R，當(dāng)將帶正電Q的小球分別放入M和N的空腔中時（）A、P、R上均出現(xiàn)感應(yīng)電荷B、P、R上均沒有感應(yīng)電荷C、P上有，而R上沒有感應(yīng)電荷D、P上沒有，而R上有感應(yīng)電荷1、電容器（1）定義：兩個彼此絕緣而又相互靠近的導(dǎo)體就構(gòu)成了電容器。（2）功能：電容器的主要作用是能夠儲存電荷或電能，這種儲存在電場中的電能叫電場（3）電容器的充電、放電過程充電過程放電過程定義使電容器帶電的過程中和掉電容器所帶電荷的過程過程示意圖萬+:++++^BL?.rx.++++4Lr電荷運動正電荷向A板，負(fù)電荷向B板移動正電荷由A板移向B板（或負(fù)電荷由B板移向A板）聯(lián)系兩個過程互逆，電容器的電量、場強(qiáng)、能量變化趨勢相反（4）電容器充電、放電過程特征①充電過程：充電過程存在充電電流，此電流變化由大到小；電容器電荷量增加；電容器兩極間電壓增大；電容器中電場強(qiáng)度增強(qiáng)，兩極板間電場能增大。②放電過程：放電過程存在放電電流，此電流有大變?。浑娙萜麟姾闪繙p少；電容器兩極間電壓減??；電容器中電場強(qiáng)度減弱，兩極板件電場能減小。（5）電容器的帶電量電容器的帶電量是指電容器一個板上電電量的絕對值2、電容（1）定義電容器所帶電荷量Q與兩極板間電勢差U的比值叫電容

（2）定義式：C=Q（3）單位在國際單位制中，電容的單位是法拉，簡稱法，符號是F常用單位還有RF、pF（1pF=10-6rF=10-12F）（4）物理意義電容是描述電容器容納電荷本領(lǐng)大小的物理量，數(shù)值上等于電容器兩極板間的電壓增加1V所增加的帶電量。（5）電容的另一定義式：C=?Q式中C表示電容器的電容，AU表示兩極間增加的電壓，AUAQ表示當(dāng)兩極間電壓增加AU時電容器所增加的電量。3、平行板電容器的電容（1）平行板電容器在兩個相距很近的平行金屬板中間夾上一層絕緣物質(zhì)一一電介質(zhì)（空氣也是一種電介質(zhì)），就組成一個最簡單的電容器，叫做平行板電容器?；窘Y(jié)構(gòu)：由兩塊彼此絕緣互相靠近的導(dǎo)體組成帶電特點：兩板電荷等量異號，分布在兩板相對的內(nèi)側(cè)U板間電場：板間形成勻強(qiáng)電場（不考慮邊緣效應(yīng)），場強(qiáng)大小E=，方向始終垂直板d面。（2）平行板電容器的電容：與平行板正對面積S及電介質(zhì)的相對介電常數(shù)￡r成正比，與板間的距離d成反比。公式：C=￡S

4公式：C=￡S

4nkd（1）分類方法按形狀分：圓柱形電容器，平行板電容器，球形電容器等按構(gòu)造分：固定電容器，可變電容器，半可變電容器等按極板間使用的電介質(zhì)分：空氣電容器，真空電容器，塑料薄膜電容器，云母電容器，陶瓷電容器，電解電容器等。（2）元件符號①一||—：固定電容器，其電容C是不變的。+II②：電解電容器，有“+”“-”極之分，連接時不能接錯。（3）電容器的擊穿電壓和額定電壓①擊穿電壓：電容器兩極間電壓超過某一數(shù)值，電介質(zhì)被擊穿，電容器損壞，這個極限電壓稱為電容器的擊穿電壓。②額定電壓：電容器長期正常工作時所能承受的電壓稱為額定電壓，額定電壓低于擊穿電壓。注意：電容器外殼上標(biāo)的是工作電壓或稱為額定電壓。連接在電池兩極上的平行板電容器，當(dāng)兩極板間的距離減小時，則（）A、電容器的電容C變大B、電容器極板所帶電荷量Q變大C、電容器兩極板間的電勢差U變大D、電容器兩極板間的電場強(qiáng)度E變大當(dāng)一個電容器所帶電荷量為Q時，兩極板間的電勢差為U，如果所帶電荷量增大為2Q，則（）A、電容器的電容增大為原來的2倍，兩極板間電勢差保持不變1-……,一—B、電容器的電容減小為原來的5倍，兩極板間電勢差保持不變C、電容器的電容保持不變，兩極板間電勢差增大為原來的2倍D、電容器的電容保持不變，兩極板間電勢差減少為原來的1倍有一充電的平行板電容器，兩極間電壓為3V，使它的電荷量減少3X10-4C，于是電容器兩極板間的電壓降低\此電容器的電容量四F，電容器原來的電荷量是C，若把電容器極板上的電荷量全部放掉，電容器的電容量是PF。下列關(guān)于電容器的說法中，正確的是（）A、電容越大的電容器，帶電荷量也一定越多B、兩個電容器的帶電荷量相等時，兩板間電勢差較大的電容器的電容較大C、電容器的電容與電容器是否帶電無關(guān)D、電容器不帶電時，其電容為零對于水平放置的平行板電容器，下列說法正確的是（）A、將兩極板的間距加大，電容將增大B、將兩極板平行錯開，使正對面積減小，電容將減小C、在下板的內(nèi)表面上放置一面積和極板相等、厚度小于極板間距的陶瓷板，電容將增大D、在下板的內(nèi)表面上放置一面積和極板相等、厚度小于極板間距的鋁板，電容將增大對于一給定的電容器，在如下圖所示中，描述電容C、帶電荷量Q、電壓U之間的相互關(guān)系的圖線中正確的是（）ABCD

某電解電容上標(biāo)有“25V,470呻”的字樣，對此，下列說法中正確的是（）ABCDA、此電容器只能在直流25V以下電壓才能正常工作B、此電容器必須在直流25V的電壓時才能正常工作。、當(dāng)工作電壓是直流25V時，電容才是470RFD、這種電容器使用時，必須考慮電容器的兩根引線的極性平行板電容器保持與直流電源兩極相連，充電平衡后，兩極板間的電壓是U，充電荷量為Q，兩極板間場強(qiáng)為E，電容為C。現(xiàn)將兩極板間距離減小，則引起變化的情況是（）A、Q變大B、C變小C、E不變D、U變小電容器兩極板間電壓一定，若正極板不動，將負(fù)極板遠(yuǎn)離正極板移動，則極板間某一給定的點與負(fù)極板間的電勢差將（）A、變大B、變小C、不變D、以上結(jié)論均有可能在如圖所示的實驗裝置中，平行板電容器的極板A與一靈敏的靜電計相接，極板B接地。若極板B稍向上移動一點，由觀察到的靜電計指針變化做出平行板電容器電容變小的結(jié)論的依據(jù)是（）A、兩極板間的電壓不變，極板上的電荷量變小B、兩極板間的電壓不變，極板上的電荷量變大C、極板上的電荷量幾乎不變，兩極板間的電壓變大D、極板上的電荷量幾乎不變，兩極板間的場強(qiáng)變大電容器是一種常用的電子元件，對電容器認(rèn)識正確的是（）A、電容器的電容表示其存儲電荷的能力B、電容器的電容與它所帶的電荷量成正比C、電容器的電容與它兩極板間的電壓成正比D、電容器常用的單位有RF和pF，1rF=103pF電容器A的電容比電容器B的電容大，這表明（）A、A所帶的電荷量比B多B、A比B能容納更多的電荷量C、A的體積比B的體積大D、兩電容器的電壓都改變1V時，A的電荷量的該變量比B的大一個空氣平行板電容器，極板間距離為d，正對面積為S，充以電荷量Q后，兩極板間電壓為U，為使電容器的電容加倍，可采用的辦法是（）A、將電壓變?yōu)锽、將帶電荷量變?yōu)?QC、將極板正對面積變?yōu)?SD、將兩極間充滿介電常數(shù)為2的電介質(zhì)如右圖所示，兩塊平行板帶電金屬板，帶正電的極板接地，兩極間P點處固定著一個負(fù)電荷（電荷量很?。，F(xiàn)讓兩板保持距離不變而水平錯開一段距離，則（）TOC\o"1-5"\h\zA、兩板間電壓變大，P點場強(qiáng)變大-B、兩板間電壓變小，P點場強(qiáng)變小叩c、p點電勢變大，負(fù)電荷的電勢能變小..u..D、P點電勢變小，負(fù)電荷的電勢能變大I如圖所示，有三塊大小相同的平行導(dǎo)體板A、B、C，其中A與B間距是B與C間距的一半，且A、B兩極所構(gòu)成的電容器的電容為10-2“F，