電容器和靜電能

電容器和靜電能第1頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月電容器的電容(1)平板電容器的電容兩極板間均勻電場的場強

（兩極板間為真空）

兩極板間填充電介質(zhì)：單位：法拉F第2頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月平行板電容器充電后仍與電源連接，然后將其板間充滿相對電容率為的均勻電介質(zhì)，則極板上的電荷量為原來幾倍，電場為原來幾倍？#1b0505004c電量為原來的

r倍電量為原來的倍電量不變電場為原來的

r倍電場為原來的倍電場不變第3頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月平行板電容器充電后斷開電源，然后將其板間充滿相對電容率為的均勻電介質(zhì)，則極板上的電荷量為原來幾倍，電場為原來幾倍？#1b0505004d電量為原來的

r倍電量為原來的倍電量不變電場為原來的

r倍電場為原來的倍電場不變第4頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)柱形電容器的電容真空：電介質(zhì)：RARB第5頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)球形電容器的電容真空：電介質(zhì)：第6頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月電容器的串并聯(lián)（1）串聯(lián):（2）并聯(lián):幾個電容器的電壓相同幾個電容器的電量相同規(guī)律與電阻并聯(lián)規(guī)律相同規(guī)律與電阻串聯(lián)規(guī)律相同電容器的主要性能指標(biāo)電容值耐壓值電容器的兩極間的電壓超高,則電介質(zhì)會因為不能承受強電場而被擊穿導(dǎo)電,電容器成為導(dǎo)體.第7頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月平板電容器兩帶等量異號電,+σ0,-σ0插入兩塊均勻電介質(zhì)ε1,ε2。若

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2很難計算電容以上都不對

#1a0505005a則該電容器的電容可表達(dá)為：第8頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月平板電容器兩帶等量異號電,+σ0,-σ0插入半塊均勻電介質(zhì)ε，#1a0505005b很難計算電容以上都不對

則該電容器的電容可表達(dá)為：第9頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月#1a0505005c

以上都不對三個同樣的金屬板A，B，C平行放置，面積都S，A和B相距4cm，A和C相距2.0cm，B和C都接地，如圖所示，則該系統(tǒng)的電容。第10頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月

電容器充放電的過程是能量從電源到使用電器（如燈炮）上消耗的過程.+-充電放電-dq電容器放電過程中,電量-dq（-dq>o)在電場力的作用下，從正極板到負(fù)極板，這微小過程中電場力作功為：9.5.4電容器的能量第11頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月電荷是能量的攜帶者。兩種觀點：電場是能量的攜帶者。這在靜電場中難以有令人信服的理由,在電磁波的傳播中,如通訊工程中能充分說明場才是能量的攜帶者.儲存在電容器中的靜電能量為:當(dāng)電容器從q=Q開始放電到q=0時，電場力作功為：電場是能量的攜帶者第12頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月以平板電容器為例：電場能量的體密度：——是普適的總電場能:第13頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月平行板電容器充電后與電源斷開，然后將其板間充滿相對電容率為的均勻電介質(zhì)，則極板電荷，電容C、電壓U電場能量W與充電介質(zhì)前相比較，其變化情況為A.Q↓、

C↓、U↑、W↑B.Q不變、

C↑、U↓、W↓C.Q↑

、

C↑、U↑、W↑D.Q不變、

C↓、U↓、W↓E.以上都不對#1a0505004a第14頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月平行板電容器充電后仍與電源連接，然后將其板間充滿相對電容率為的均勻電介質(zhì)，則電容C、電壓U電場能量W與充電介質(zhì)前相比較，其變化情況為#1a0505004bA.U↓、

C↓、Q↓

、W↑B.U不變、

C↓

、Q↓、W↓C.U↑

、

C↑、Q↑、W↑D.U不變、

C↑

、Q↑

、W↑E.以上都不對第15頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月真空中有一均勻帶電球體和一均勻帶電球面，如果它的半徑和所帶的電量都相等，則它們的靜電能之間的關(guān)系是：A.球體的靜電能等于球面的靜電能B.球體的靜電能大于球面的靜電能C.球體的靜電能小于球面的靜電能D.無法比較#1a0504014a第16頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月例計算均勻帶電導(dǎo)體球面的靜電能，已知球面半徑為R，總帶電量為Q，球外為真空解一：均勻帶電導(dǎo)體球面的靜電能，儲存在球面上電荷激發(fā)電場中，也就是電場能第17頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月解二：均勻帶電球面場強分布場強分布具有球?qū)ΨQ性第18頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月例：一個導(dǎo)體球半徑為R,帶電量為Q，試?yán)秒妶瞿芰抗角蟠藥щ娗虻撵o電能。解:Q第19頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月例：求充滿均勻電介質(zhì)的球形電容器的能量。解：設(shè)帶電量為Q，先求DR1R2

分別用電容器儲能和電場能量計算球形電容器的電場能量.（1）用電容器儲能計算球形電容器的電場能量.第20頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)用電場能量計算球形電容器的電場能量.第21頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月例：一平板電容器的極板面積為S，間距為d，用電源充電后，現(xiàn)極板上帶電分別為+Q，-Q。斷開電源后，再把兩極板的距離拉開到2d，求：(1)外力克服兩極板相互吸引力所作的功；（2）兩極板之間的相互吸引力。解：（1）.兩極板的間距為d和2d時，平行板電容器的電容分別為：當(dāng)兩極板帶電為＋Q和－Q時所儲的電能分別為：第22頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月在拉開極板后，電容器中電場能量的增量為：按功能原理，這一增量應(yīng)等于外力所作的功，即：（2）設(shè)兩極板間的相互引力為F，拉開兩極板時，所加外力應(yīng)等于F，外力所作的功：第23頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月兩塊平行板分別帶+Q和–Q的電荷。將兩塊板移開，

擴(kuò)大它們之間的距離，以下哪條敘述是正確的？+Q-QA.兩塊板之間的電壓增加B.兩塊板之間的電場強度下降C.兩塊板上的電荷會減少D.由這兩塊板組成的電容的容量會增加E.以上都不對#1a0504012b第24頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月例：一平板電容器，極板間無電介質(zhì)時連在電壓為V的電源上.問：(1)電容器儲存的能量.(2)充電后，斷開電源,再插入相對電容率為

r,厚度為d的電介質(zhì)板，則電容器儲存的能量又是多少？(3)插入過程中外力所做的功是多少？VSd解：1.第25頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月2.極板上的電荷q不變3.插入過程中,電介質(zhì)板極化,束縛電荷與極板上的自由電荷相互吸引.則：外力做功為靜電力做正功,電場能減少.VSd第26頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月例2平行板空氣電容器的面積為S，極板間距為d，今以厚度為2d/3的等面積銅板置于電極之間。然后對兩極板充電至電壓為V，斷開電源后，再將銅板抽出。問：外界（指非靜電力）需作多少功？思路：1)插入銅板后：可以看作兩個電容器C1、C2串聯(lián)。SABd2)抽出銅板時：3)功：第27頁，課件共29頁