高三总复习 选修3-1

6 、3

电容器 带电粒子在电场中的偏转

静电平衡一.静电感应N

PBM

A

把金属导体放在外电场E中，导体内的自由电子由于 受电场力作用而重新分布的现象叫做 静电感应. 二.静电平衡 电场中的导体，内部(包括表面)没有电荷定向移动的状态 的状态称为静电平衡状态.

二.静电平衡的特点孤立的带电体或处在电场中的感应导体，当达到静电平衡 时，具有以下特点： (1)导体内部的合场强处处为零. (2)整个导体是等势体. (3)导体外部的电场线与导体表面垂直 (4)静余电荷只分布在导体的外表面，曲率半径大的地方电荷 的密度小，曲率半径小的地方电荷的密度大. 导体内部没有电荷，电荷只分布在外表面 在导体的外表面，越尖锐的位置，电荷的密度越大，凹陷的位 置几乎没有电荷。(教材)

三、两种屏蔽 1、屏蔽外部电场使其不影响内部 在静电屏蔽现象中，金属网罩(或外壳)可以使罩内 (空腔内)不受外界电场的影响. 现象1 现象2

2、屏蔽内部电场使其不影响外部 (空腔导体接地) 如果把金属罩接地还可以使罩内的带电体对外界不发 生影响. 现象3

思考:电力工作人员有时需要带电作业，怎样才能保证他们的生命安全？

全身穿戴金属丝网制成 的衣，帽，鞋，手套等。

通 讯 电 缆 外 层 屏 蔽 外 界 电 场 干 扰

1、如图所示在真空中把一金属导体AB向带负电 的小球P缓慢的靠近时，下列说法正确的是( ) AC A、B端的感应电荷越来越多 B、导体内部场强越来越大 C、导体的感应电荷在M点产生的场强大于在N点 产生的的场强 D、导体的感应电荷在M、N两点产生的的场强相 P 等N

B

M

A

2、如图所示，长为 L的导体棒原来不带电，现将一带 电量为Q的正点电荷放在距棒左端R处。当达到静电平 衡后，棒上的感应电荷在棒内中点处产生的电场如何？ 利用E合=E0+E感=0+q

E感R

O L

E0

答案

Q E感 E0 k L 2 (R ) 2Q

方向：由O

一、电容器 一个容纳电荷的装置 导体——极板 ⑴构成：两个导体夹一个绝缘体 绝缘体——电介质充电——使电容器带上电荷的过程 ⑵充、放电 两板间的电场中贮存有电场能

电容器、电容

放电——使电容器失去电荷的过程电场能转化为其它形式的能 ⑶常用电容器 电 解 电 符号 容 器

聚笨乙烯电容器

符号

符号可变电容器

固定电容器

2、电容(C) ⑴定义： 电容器所带电荷量Q与电容器两板间的电势差U的比值

Q Q ⑵表达式： C U U

电容器一极板所带 电量的绝对值 ⑶意义：表征电容器容纳电荷本领的大小；由电容器本身结构决定。 ⑷单位：法拉(F),常用微法(μF)、皮法

(pF) 1F=106 μF=1012 pF

⑸额定电压与击穿电压 击穿电压加在电容器两端的极限电压，超过此电压电介质将被击穿 额定电压电容器长期工作时所能承受的电压，比击穿电压低 ⑹平行板电容器的电容 ε为电介质的介电常数 影响电 rs s为两极板的正对面积 容大小 C 的因素 4 kd d为两极板间距

3、电容式传感器

测定角度θ 的电容式传 感器

测定液面高 度h的电容 式传感器

测定压力F 的电容式传 感器

测定位移x 的电容式传 感器

4、关于平行板电容器的两类问题:动态分析

⑴电容器与电源相连⑵电容器充电后与电源断开

两极板间电压不变电容器所带电量不变

1.某电容器上标有“25 μ F 450 V”字样，下列对 该电容器的说法正确的是( A ) A.要使该电容器两极板之间电压增加1 V,所需电荷 量为2.5×10-5 C B.要使该电容器带电荷量1 C,两极板之间需加电压 2.5×10-5 V C.该电容器能够容纳的电荷量最多为2.5×10-5 C D.该电容器能够承受的最大电压为450 V

2.如图所示电路中，A、B为两块竖直放置的金属板，G是 一只静电计。开关S合上充电完毕后再断开开关，静电计 指针张开一个角度，下述哪些做法可使指针张角增大 CD ( ) A.使A、B两板靠近一些 B.使A、B两板间加绝缘介质 C.使B板向右平移一些 D.使A、B正对面积错开一些

3、如图所示，一电容器的两极通过电阻始终与电源 的正负极相连，在增大电容器两极板间的距离的过程 中，下列说法正确的是 ( B ) A.电容器所带电荷量增大 B.电阻上有a流向b的微弱电流 C.电容器两极板间的电压变大 D.电容器两极板间的电场强度变大

4、 (2009· 福建)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.一 带电油滴位于容器中的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，则 ( B ) A. 带点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

5.如图是一种通过检测电容器电容的变化来检 测液面高低的仪器原理图，容器中装有导电液 体，是电容器的一个电极，中间的芯柱是电容 器的另一个电极，芯柱外面套有绝缘管(塑料 或橡皮)作为电介质，电容器的两个电极分别 用导线接在指示器上，指示器上显示的是电容 的大小，但从电容的大小就可知容器中液面位 置的高低，为此，以下说法中正确的是( AC) A.如果指示器显示出电容增大了，则两电极正对面积增大，必 液面升高 B.如果指示器显示电容减小了，则两电极正对面积增大，必液 面升高 C.如果指示器显示出电容

减小了，则两电极正对面积减小，液 面必降低 D.如果指示器显示出电容增大了，则两电极正对面积增大，液 面必降低