等勢面電勢差跟電場強度的關(guān)系電容器與電容

1、北 京 四 中編稿老師：岳 鵬審稿老師：唐 挈責(zé) 編:郭金娟 等勢面、電勢差跟電場強度的關(guān)系、電容器與電容 主要內(nèi)容：一、等勢面電場中電勢相等的點構(gòu)成的面叫做等勢面。等勢面與電場線一樣，是用來形象、直觀地描述電場而假想的曲面；相鄰等勢面間的電勢差相等時，等勢面的疏密表示電場的強弱；等勢面處處與電場線垂直，沿等勢面移動電荷電場力不做功；電場線由電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面；兩個電勢不同的等勢面不相交。二、電勢差跟電場強度的關(guān)系場強的方向是指向電勢降低最快的方向。在勻強電場中，U=Ed或E=，式中的d表示勻強電場中任意兩點沿場強方向的距離，U表示這兩點的電壓。三、電容器電容器的電氣設(shè)備中的

2、一種重要元件，在電子技術(shù)和電工技術(shù)中有很重要的應(yīng)用，例如在空調(diào)、電風(fēng)扇、洗衣機、電視機、收音機中都有電容器。1電容器的充電、放電電容器這種元件能容納（儲存）電荷，這也是“電容器”這個名字的由來：象水杯是盛水的容器一樣，電容器是“盛”電荷的容器。使電容器帶電叫做充電。使充電后的電容器失去電荷叫做放電。電容器在電路中的基本功能：能容納（儲存）電荷，可以反復(fù)充電、放電。通過前面的學(xué)習(xí)我們知道，兩個彼此絕緣而又相互靠近的導(dǎo)體，就具有容納電荷的本領(lǐng)，因此，任何兩個彼此絕緣而又互相靠近的導(dǎo)體都可以看成一個電容器。構(gòu)成電器的這兩個導(dǎo)體就是電容器的兩個極。兩塊正對的平行金屬板，它們相隔很近而且彼此絕緣，就組成

3、一個最簡單的電容器，叫做平行板電容器。充電時總是使電容器的一個極板帶正電，另一個極板帶等量的負(fù)電。每個極板所帶電量的絕對值，叫做電容器所帶的電量。充電后的電容器兩極板間有電場，兩極板間有電勢差（電壓）。用一根導(dǎo)線把電容器的兩極接通，兩極板上的電荷互相中和，電容器就不帶電了。放電后的電容器兩極板間不再有電場，也沒有了電勢差。電容器雖然都能容納電荷，但是不同的電容器容納電荷的本領(lǐng)大小不同。這就需要引入一個新的物理來描述電容器的這種本領(lǐng)。2電容實驗表明，對于任何一個電容器來說，Q/U=恒量；對于不同的電容器，此比值一般不同。比值Q/U表示了電容器本身的性質(zhì)，即電容器的兩極板間的電勢差增加1 V所帶的

4、電量多少。Q/U越大，說明電容器容納電荷的本領(lǐng)越大。在物理學(xué)上，把這個比值定義成一個新的物理量，用來表征電容器容納電荷的本領(lǐng)大小。電容器所帶的量（Q）跟它的兩極板間的電勢差（U）的比值，叫做電容器的電容（C）。用公式表示為：C=電容的單位：法拉，簡稱法，符號是F，1 F=1 C/V。常用單位還有微法（F）、皮法（pF），有時還會見到納法（nF）。它們間的換算關(guān)系是：1 F=106F=109 nF=1012 pF思考：（1）有兩個電容器，甲的電容比乙的大，那么，是不是甲的帶電量一定比乙的多呢？（不一定。 因為電容器的帶電量Q是由C和U共同決定的。 在電壓U相同時，C大的Q較大； 若U不同，則不能

5、確定。）（2）由C=Q/U，能不能得出：CQ或C1/U?（不能。根據(jù)用比值定義物理量的特點可知，Q/U可以量度C的大小，但是C并不由Q和U決定，而是由電容器本身所決定。）3平行板電容器平行板電容器的電容C，跟介電常數(shù)成正比，跟正對面積S成正比，跟極板的距離d成反比。這些物理量之間的定量關(guān)系是C=，k是靜電力常量。這也是平行板電容器的決定式。一般說來，電容器的電容是由兩個極板的大小和形狀、兩個極板的相對位置以及它們間的電介質(zhì)決定的。4常用電容器從構(gòu)造上來看，常用電容器可分為固定電容器和可變電容器兩類。由于所用的電介質(zhì)不同，固定電容器又可分為紙介電容器、云母電容器、瓷介電容器、電解電容器等。電容器

6、在電路圖中的符號為：加在電容器兩極上的電壓不能超過某一限度，超過這個限度，電介質(zhì)將被擊空，電容器于是損壞，這個極限電壓叫做擊穿電壓。電容器的額定電壓是電容器長期工作所能承受的電壓，它比擊穿電壓要低。電容器上一般都標(biāo)明了它的電容和額定電壓的數(shù)值。二、練習(xí)：1關(guān)于電場強度E，下列說法正確的是：（ ）A根據(jù)公式E=F/q，E跟檢驗電荷的電量q成反比B根據(jù)公式E=kQ/r2，E跟場源電荷的電量Q成正比C根據(jù)公式E=U/d，電場中兩點的距離越大，場強E越小D根據(jù)公式F=kq1q2/r2，kq1/r2就是q1在q2處的場強2關(guān)于電場強度和電勢，下述說法正確的是：（ ）A由公式E=F/q可知，E與F成正比，

7、與q成反比B由公式U=Ed可知，在勻強電場中，E為恒量，任意兩點間的電勢差與這兩點間的距離成正比C電場強度為零處，電勢不一定為零D無論正電荷還是負(fù)電荷，當(dāng)它在電場中移動時，若電場力做功，它一定是從電勢高處移到電勢低處，并且它的電勢能一定減少。3下列說法中正確的是：（ ）A在靜電場中沿電場線方向的各點電勢一定不相等，場強大小一定相等。B在靜電場中沿電場線方向的各點電勢一定降低，場強大小不一定相等。C在靜電場中同一等勢而上各點電勢一定相等，場強大小不一定相等。D在靜電場中，點電荷q沿任意路徑從a點移至b點，只要a、b在同一等勢面上，則電場力做功一定為零。4以下有關(guān)場強和電勢的說法中，正確的是：（

8、）A在正的點電荷的電場中，場強大的地方電勢一定比場強小的地方高B在正的點電荷的電場中，場強大的地方電勢一定比場強小的地方低C在負(fù)的點電荷的電場中，各點電勢均為負(fù)值，距此負(fù)電荷越遠(yuǎn)處電勢越低，無限遠(yuǎn)處電勢最低D在負(fù)的點電荷的電場中，各點電勢均為負(fù)值，距此負(fù)電荷越遠(yuǎn)處電勢越高，無限遠(yuǎn)處電勢最高5在下面關(guān)于電勢和電勢能的說法中，正確的是：（ ）A電荷在電場中電勢高的地方，具有電勢能較大B電荷在電場中電勢高的地方，它的電量越大，所具有的電勢能也越大C在正的點電荷的電場中的任一點，正電荷所具有的電勢能一定大于負(fù)電荷所具有的電勢能D在負(fù)的點電荷的電場中的任一點，正電荷所具有的電勢能一定小于負(fù)電荷所具有的電

9、勢能6如圖所示，兩個固定的等量異種電荷，在它們連線的垂直平分線上有a、b、c三點，則：（ ）Aa點電勢比b點高Ba、b兩點場強方向相同Ca、b、c三點與無窮遠(yuǎn)處電勢相等D一帶粒子（不計重力）在a點無初速釋放，則它將在ab連線上運動7如圖所示，實線為電場線，虛線為等勢面，且相鄰兩等勢面的電勢差相等，一正電荷在等勢面U3上時，具有動能20 J，它運動到等勢面U1時速度為零，令U2=0，那么該電荷的電勢能為4 J時，其動能為_J。8兩帶電平行金屬板，帶等量異種電荷，要使兩極板間的電壓加倍而場強減半，可以采用的辦法是：（ ）A兩板的電量加倍，而距離變?yōu)樵瓉淼?倍B電量加倍，而距離變?yōu)樵瓉淼?倍C電量減半，而距離變?yōu)樵瓉淼?倍D電量減半，而距離變?yōu)樵瓉淼?倍9如圖所示，充電后的平行板電容器跟靜電計相連：（ ）A若兩極板距離增大，則指針偏角變大B若兩極板距離減小，則指針偏角變大C若兩極板插入介質(zhì)板，則指針偏角變大D若把極板錯開，則指針偏角變大10兩個平行板電容器之比C1C2=31，極板上所帶電量之比Q1Q2=61。兩個電子分別從兩個電容器的負(fù)