电场3--静电感应、静电屏蔽、电容器、电容资料讲解.ppt

三.静电感应、静电平衡与静电屏蔽静电感应现象一.静电感应:导体内自由电荷在外电场的作用下发生定向移动而重新分布的现象（导体两端出现等量异种电荷感应电荷） .静电感应与静电平衡分析:静电感应静电平衡当E=E0时，E=0，导体达到静电平衡状态1.导体内部的场强处处为零.二.静电平衡状态:导体中(包括表面)没有自由电荷定向移动的状态.静电平衡状态的特点2.整个导体是个等势体,导体的表面是等势面.4.净电荷分布在导体的外表面.3.在导体表面附近,电场线一定与表面垂直.静电感应与静电平衡观察:电场线与等势面的分布特点.曲率半径越小,电荷密度越大.举例说明:尖端放电.应用：高大建筑物顶部安装避雷针练习1. (02广东)如图所示，在原来不带电的金属细杆ab附近P处，放置一个正点电荷，达到静电平衡后A. a端的电势比b端的高B. b端的电势比d点的低C. a端的电势不一定比d点的低D.杆内c处的场强的方向由a指向bE .感应电荷在c点产生的场强大于在f点的场强【BE】PabcdPabcdf练习2.长为l的导体棒原来不带电， A、C为导体棒两端内部的点， B为导体棒的中点将一电荷量为+q的点电荷放在距棒左端R处,当达到静电平衡后.(1)比较A、B、C三点场强的大小.(2)比较A、B、C三点电势的高低.(3)求感应电荷的电场在中点B点的场强.ABC练习3.如图，A、B为带等量异种电荷的小球，C、D为原来不带电的导体棒。

达到静电平衡时，棒上C1、 C2、 D1、 D2端各带什么电荷？ C和D谁的电势高？若用导线将C2和 D1连接起来，电子将向哪个方向移动？若把C1和 D2连接起来呢？+-BACDC1C2D1D2如何用感应的方式使物体带电+思考：如图，将一个带正电小球靠近一个原来不带电的绝缘导体，导体上感应电荷的分布有什么特点？能否通过用导线将导体两端连接起来的方法将正、负电荷中和掉？若将绝缘导体的某处接地，情况如何？练习4.如图所示的装置中，A、B是两个架在绝缘支座上的金属球，原来都不带电，中间用导线连接，现用一个带正电的小球C靠近B球，用手摸一下B球，然后撤去导线，再拿走小球C，那么A.A球带正电，B球带负电B.A球带负电，B球带负电C.A球不带电，B球带负电D.以上三种说法都不对【C】静电屏蔽练习5.有一个不带电的导体球壳，a是球壳内空间的一点，b是球壳金属中的一点，c是球壳外的一点.1.将一个带电体靠近导体球壳,则场强为零的点是 .2.如果将带电体放入球壳内部, 场强为零的点是 .如果再将球壳接地, 场强为零的点是 .a、bbb、c+abc+abc+静电屏蔽练习5.有一个不带电的导体球壳，a是球壳内空间的一点，b是球壳金属中的一点，c是球壳外的一点.（3）如果将带电体（电荷量为Q的点电荷）放入球壳中心, 球壳内部感应电荷的分布有何特点？空腔内任意一点a、球壳内任意一点b和球壳外任意一点c的场强如何？电势如何？+abc+若将球壳接地，各点场强、电势各有何变化？静电屏蔽演示:静电屏蔽现象练习6.某工厂的高频电机产生的电磁波频率和电视信号频率相近,空中的电视信号常常受到高频电产生的电磁波的干扰,在电视荧屏上出现网状条纹,影响收视.为了使电视信号不受干扰,可采取的办法是 A.将电视机用一金属笼子罩起来 B.将电视机用一金属笼子罩起来,并将金属笼接地 C.将高频电机放在一个大的金属网罩内 D.将高频电机放在一个大的金属网罩内，并将金属网罩接地【D】练习7.请用学过的电学知识判断下列说法正确的是：A电工穿绝缘衣比穿金属衣安全B制作汽油桶的材料用金属比用塑料好C小鸟停在单根高压输电线上会被电死D打雷时，呆在汽车里比呆在木屋里要危险【B】Qabc+练习8.分析感应电荷在a、b、c三点产生的场强大小、方向如何？Q分析a点的场强和电势。

a+练习9.有一个带正电的导体球壳A，将两个带正电的金属小球B和C用一根长导线连接，B放在球壳内的空腔中，C离球壳较远现将B球与A内壁接触，分析A、B、C的带电情况ABC将A移开，分析B、C的带电情况若再将B球提起到原来位置，分析A、B、C的带电情况将将A接地，分析A 、B、C的带电情况练习9.有一个带正电的导体球壳A，将两个带正电的金属小球B和C用一根长导线连接，B放在球壳内的空腔中，C离球壳较远现将B球与A内壁接触后提起到原来位置，再将C球接地，分析A、B的带电情况ABC电容器、电容取无限远处电势为零，一个半径为R的孤立带电球体，所带电荷量为Q，则球体表面和内部的电势为：孤立导体的电势：可见，该电势的值与导体球所带电荷量和球大小有关，而Q/ 是一个定值我们将该比值定义为孤立导体球的电容电容的概念将该孤立带电导体球用另一个接地的导体球壳封闭起来，则球壳外的电场对导体球的电势就没有影响了即使球壳不接地，结果也一样两个彼此绝缘、又互相靠近的导体，就组成一个电容器电容器任何两个彼此绝缘又相互靠近的导体构成电容器.电容器1. 任何两个彼此绝缘又相互靠近的导体构成电容器.2.平行板电容器是最基本的电容器.3.电容器能够储存电荷量与能量.几种常用电容器的符号： 电容器电容的定义式1.定义：电容器所带的电荷量跟两极间电势差的比值. C= Q/U2.单位：F（1F = 1C/V） 1F = 106 F = 1012 pF3.意义：反映电容器容纳电荷的本领大小.4.在数值上等于使两极板间电势差为1V时电容器所带的电荷量.给电容器带电的方法：1.用电源充电2.用静电感应的方法电容器的充放电1.充电:在充电的过程中有充电电流. 化学能电场能.2.放电:在放电的过程中有放电电流. 电场能其他形式的能.-Q+QUAS电容器充电示意图UAS电容器放电示意图U=0思考：下图是电容器充、放电过程中，电流随时间变化的图线。

从图象中我们能够得到哪些信息？itOt1t2t3t4比值定义的物理量问题:某电容器充电后，所带电荷量为Q，两极间电压为U ，为使该电容器的电容加倍,可采取的办法是：A.将电压变为2U.B.将电荷量变为2Q. C.将电压变为U/2.D.将电荷量变为Q/2.1.场强 E=F/q- E由电场决定2.电势 =Ep/q- 由电场决定3.电势差 U=W/q- U由电场决定4.电容 C=Q/U- C由电容器决定电容器Q与U的关系1. 定性分析:电容器极板所带的电荷量Q越大,两极板之间电场的场强E越大,两极板间的电势差U=Ed越大 .2.演示实验:给一个电容器带电后，测出两极间电势差；将电量减半，测出电势差减半；将电量减为原来的四分之一，两极间电压也减为原来的四分之一平行板电容器的电容跟哪些因素有关思考:1.平行板电容器的电容可能与哪些因素有关？2.根据C=Q/U，怎样研究平行板电容器C与d、S、的关系？3.怎样测量电容器两极间的电压?控制变量法:保持电量Q不变,改变d、S、,测两极电压U,判定电容C跟d、S、的关系.静电计测电容器两极电势差U越大， 越大.-+-+-UV平行板电容器的电容的决定因素：演示:平行板电容器的电容C跟d、S、的关系?Q几乎不变.1.d C ？ U ？2.S C ？ U ？3. C ？ U ？平行板电容器电容的决定式介质空气煤油石蜡陶瓷玻璃云母水1.000522.02.164116881平行板电容器的电容，跟介质的介电常数成正比,跟极板正对面积成正比，跟两极距离成反比.动态分析：讨论:设平行板电容器电容为C，每个极板所带电荷量为Q，两个极板间电压为U，板间匀强电场场强为E.1.闭合上S，增大两板距离d，则C、U、Q、E分别怎样变化？2.充电后断开S，增大两板距离d，则C、U、Q、E分别怎样变化？两个要点:U不变还是Q不变.三个关系:1. C=S/(4kd )2. CQ/U 3. E=U/d +QU-QS充电电容器中储存的能量设平行板电容器电容为C，每个极板所带电荷量为Q，两个极板间电压为U，则电容器极板间储存的电场能量是多少？+QU-QSuqOQUq练习1.某一电容器标注的是：“300V，5F”，则下述说法正确的是A.该电容器可在300V以下电压正常工作B.该电容器只能在300V电压时正常工作C.电压是200V时，电容仍是5FD.电压超过300V，该电容器可能会被击穿【ACD】电容器的额定电压与击穿电压练习2.平行板电容器充电后与电源断开, 电容器所带电荷量为Q=410-8 C,两板电压为U=2V.1.该电容器电容为多少？2.因放电,两板电压变为U=1V,该电容为多少?3.若再将两板距离变为原来的2倍,其电压为多少？1. 210-8F 2. 210-8F 3. 2V练习5.平行金属板A、B组成的电容器，充电后与静电计相连.要使静电计指针张角变大，下列措施中可行的是A.将B板向上平移少许B.将B板向右平移少许C.在A、B两板之间平行插入厚度小于极板间距的陶瓷板.D. 在A、B之间平行插入厚度小于极板间距的铝板【A 】AB练习4.如图所示,平行板电容器水平放置，与电源相连，在两极板间有一带电微粒，恰好处于静止状态若使微粒向上运动,可采取的措施是A.增大两板间距B.减小两板正对面积C.断开S,再增大两板间距D.断开S,再减小两板正对面积【D】SEBA练习5.要使平行板电容器两极板间的电势差加倍,同时极板间的场强减半,可采用A.两板电荷量加倍,距离为原来的4倍.B.两板电荷量减半,距离为原来的4倍.C.两板电荷量加倍,距离为原来的2倍.D.两板电荷量减半,距离为原来的4倍.【B】练习6.把一个平行板电容器接在电压U=10V的电源上，现进行下列四个操作：闭合电键S；在两板中央插入厚度为d/2的与平行板等大的金属板；断开电键S；抽出金属板；则此时电容器两板间的电势差为：A. 0 B. 10VC.5V D.20VUS【D】练习7.（01全国）图中所示是一个平行板电容器，其电容为C，带电量为Q，上极板带正电，现将一个试探电荷q由两极板间的A点移动到B点，如图所示.A、B两点间的距离为s，连线AB与极板间的夹角为30，则电场力对试探电荷q所做的功等于A.qCs/（Qd）B.qQs/（Cd）C.qQs/（2Cd ）D.qCs/（2Qd ）【C】。