2013第一轮6.4电容器_静电现象的应用

1第4课时电容器静电现象的应用基础知识归纳1.静电感应现象导体放入电场后，导体内部自由电荷在作用下做，使导体两端出现的正、负电荷的现象.2.静电平衡(1)状态：导体中(包括表面).(2)条件：导体.(3)导体处于静电平衡状态的特点：①导体表面上任何一点的场强方向跟该点外表面；[来源:学§科§网]②电荷只分布在导体；③整个导体是一个，导体表面是一个.3.静电屏蔽导体球壳内(或金属网罩内)达到静电平衡后，，，这种现象叫4.尖端放电导体尖端的电荷密度很大，附近场强很强，能使周围气体分子，与尖端电荷电性相反的离子在电场力作用下奔向尖端，与尖端电荷，这相当于导体尖端失去电荷，这一现象叫尖端放电.如高压线周围的“光晕”就是尖端放电现象，所以高压设备尽量做得光滑，防止尖端放电，而避雷针则是利用尖端放电的实例.5.电容器[来源:Z*xx*k.Com](1)两块互相靠近又彼此绝缘的导体组成的电子元件.(2)电容器的带电量：所带电荷量的.(3)电容器的充、放电：使电容器带电的过程叫做，使电容器失去电荷的过程叫做.6.电容(1)定义：电容器所带电荷量与两极板间电势差的比值叫电容，定义式为.______________(2)单位：，符号F，换算关系为.(3)物理意义：电容是描述电容器储存电荷本领大小的物理量，可与卡车的载重量类比.7.平行板电容器的电容电容C与平行板正对面积S成，与电介质的介电常数εr成，与两极板的距离d成，即源:学§科§网]2RqOL271图重点难点突破一、处理平行板电容器内部E、U、Q变化问题的基本思路1.首先要区分两种基本情况；(1)电容器始终与电源相连时，电容器两极板电势差U保持不变；(2)电容器充电后与电源断开时，电容器所带电荷量Q保持不变.2.赖以进行讨论的物理依据有三个：(1)平行板电容器电容的决定式(2)平行板电容器内部为匀强电场，所以场强；(3)电容器所带电荷量二、带电粒子在平行板电容器内运动和平衡的分析方法带电粒子在平行板电容器中的运动与平衡问题属力学问题，处理方法是：先作受力分析和运动状态分析，再结合平衡条件、牛顿运动定律、功能观点进行分析和求解.三、电容器在直流电路中的处理方法电容器是一个储存电荷的元件，在直流电路中，当电容器充放电时，电路中有充放电电流，一旦达到稳定状态，电容器在电路中相当于一个阻值无限大的元件，在电容器处看做断路，简化电路时可去掉它，简化后若要求电容器所带电荷量时，可以在相应的位置补上.典例精析1、静电平衡的应用【例1】长为l的导体棒原来不带电，现将一电荷量为q的点电荷放在与棒的左端距离为R的地方，如图1-7-2所示，O点为棒内的中点，达到静电平衡后，求：（1）O点的场强；（2）点电荷q在O点处产生的场强的大小和方向；（3）感应电荷在0点处产生的场强的大小和方向。3471图ACB【例2】如图1-7-4所示，不带电的空壳球体中心放一点电荷，用AE、BE、CE分别表示这三点电场强度的大小，用A、B、C表示这三点电势的高低，则AE、BE、CE的大小关系为；A、B、C的高低关系为。2、平行板电容器内部E、U、Q的关系【例1】一平行板电容器电容为C，两极板间距为d，接到一电压一定的电源上，电容器的带电量为Q，电容器与电源始终保持连接.把两极板距离变为2d，则电容器的电容为____________，两极板电压为______________，电容器带电荷量为________________，两极板的场强为__________________.【拓展1】一平行板电容器充电后S与电源断开，负极板接地，在两极间有一正电荷(电荷量很小)固定在P点，如图所示.以U表示两极板间的电压，E表示两极板间的场强，ε表示该正电荷在P点的电势能，若保持负极板不动，而将正极板移至图中虚线所示位置，则()A.U变小，ε不变B.E变大，ε不变C.U变小，E不变D.U不变，ε不变3.带电粒子在平行板电容器内运动和平衡的分析【例2】如图所示，在空气中水平放置的两块金属板，板间距离d＝5.0mm，电源电压U＝150V.当开关S断开，金属板不带电时，极板中的油滴匀速下落，速度为v0，然后闭合S，则油滴匀速上升，其速度大小也是v0，已测得油滴的直径D＝1.10×10－6m，油滴密度ρ＝1.05×103kg/m3.已知油滴运动时所受空气阻力与油滴速度成正比，不计空气浮力，元电荷e＝1.6×10－19C，求油滴的带电荷量.4【拓展2】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，两板中央各有一小孔M、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三点在同一竖直线上)，空气阻力不计，到达N点的速度恰好为零，然后按原路径返回，若保持两板间的电压不变，则(AD)A.若把A板向上平移一小段距离，质点自P点下落仍能返回B.若把B板向下平移一小段距离，质点自P点下落仍能返回C.若把A板向上平移一小段距离，质点自P点下落后将穿过N孔继续下落D.若把B板向下平移一小段距离，质点自P点下落后将穿过N孔继续下落4.电容器在直流电路中的处理方法【例3】如图所示，电源电压恒为10V，R1＝4Ω，R2＝6Ω，C＝30μF，求：(1)闭合开关S，电路稳定后通过R1的电流；(2)电流稳定后，断开开关S，求通过R1的带电量.【拓展3】一平行板电容器C，极板是水平放置的，它与三个可变电阻及电源连接如图电路，有一个质量为m的带电油滴悬浮在电容器的两极板之间，静止不动.现要使油滴上升，可采用的办法是(CD)A.增大R1B.增大R2C.增大R3D.减小R2