湖南人教新課標高中總復習第1輪物理第6章第4講靜電現(xiàn)象電容器

1、第4講,靜電現(xiàn)象 電容器,1靜電平衡 (1)導體中(包括表面)沒有自由電子定向移動的狀態(tài)叫做靜電平衡狀態(tài)靜電平衡的實質(zhì)是：外電場和感應電荷產(chǎn)生的電場所疊加的合場強為零 (2)導體處于靜電平衡狀態(tài)的特點： 導體內(nèi)部的場強處處為零； 導體是一個等勢體，導體表面是一個等勢面，在靜電平衡導體內(nèi)和導體上移動電荷，電場力不做功；,凈電荷只分布在導體的外表面，導體內(nèi)部沒有凈電荷對于空腔導體，在其內(nèi)部無其他帶電體的情況下，電荷只分布在外表面在導體表面，越尖銳的位置(表面曲率1/R越大)，電荷的面密度(單位面積上分布的電荷量)越大，凹陷的位置，幾乎沒有電荷分布 導體表面處的場強不為零，表面上任一點的場強方向與該

2、點所在的切面垂直.,2尖端放電 (1)空氣的電離：空氣中的少量帶電粒子在強電場的作用下發(fā)生劇烈的運動，撞擊氣體分子使中性空氣分子中的正負電荷分離，這個現(xiàn)象叫做空氣的電離 (2)尖端放電：導體尖端的電荷密度很大，附近的電場很強，使得空氣中的中性分子電離，而電離后那些所帶電荷與導體尖端的電荷電性相反的粒子，由于被吸引而奔向尖端，與尖端上的電荷中和，這個現(xiàn)象叫做尖端放電 (3)尖端放電的應用：避雷針 (4)尖端放電的防止：高壓設備導體表面要光滑,3靜電屏蔽 (1)一個接地的空腔導體，腔外電場對腔內(nèi)空間不產(chǎn)生影響，腔內(nèi)帶電體對腔外空間電場不產(chǎn)生影響，這就是靜電屏蔽(全屏蔽) (2)空腔導體未接地時，腔

3、外電場對腔內(nèi)空間不產(chǎn)生影響，但腔內(nèi)帶電體對腔外空間會產(chǎn)生影響(半屏蔽) 說明：在靜電屏蔽現(xiàn)象中，空腔導體可以使腔內(nèi)不受外電場影響，是由于空腔導體上產(chǎn)生的感應電荷的電場與外電場抵消，從而使腔內(nèi)合電場為零,4靜電的應用與防止實例 應用：除塵、復印、噴涂 防止：放電會引起火災，故在油罐、紡織廠等處要有防范措施 5電容器 (1)基本結(jié)構(gòu)：由兩塊彼此絕緣，互相靠近的導體組成. (2)帶電特點：兩板電荷等量異號，分布在兩板的內(nèi)側(cè)一個極板所帶電量的絕對值叫做電容器的電量,(6)常見電容器的分類與構(gòu)造,1怎樣分析靜電平衡問題？ 解答：導體的特點是其體內(nèi)存有大量自由電子，它們在電場作用下可以移動當導體處在電場中

4、時，其內(nèi)部的自由電荷在電場力的作用下將發(fā)生定向移動，出現(xiàn)重新分布，導體兩端出現(xiàn)等量正負感應電荷，感應電荷產(chǎn)生感應電場，隨著正負感應電荷積累的增加，感應電場逐漸增強，最終將與原電場在導體內(nèi)部相互抵消，使導體內(nèi)部合場強為零，導體內(nèi)(包括表面)的自由電荷定向運動停止(自由電荷的熱運動還會繼續(xù)進行)，電場分布不隨時間變化，從而達到靜電平衡狀態(tài),1靜電感應與靜電平衡 例1：如圖641中，實心金屬球A半徑為R，帶電量為Q，點電荷B帶電量為q，B與A球的球心間的距離為r，當B不存在而只有A存在且達到靜電平衡時，電荷Q在球心O處的電場強度等于_；當點電荷B也同時存在并達到靜電平衡時，球心O處的電場強度等于_，

5、金屬球上的電荷在球心O處產(chǎn)生的場強的大小等于_,方法點撥：了解靜電感應的物理過程，明確靜電平衡條件，是分析和處理這類問題的關(guān)鍵,變式訓練1：如圖642所示，在水平放置的光滑金屬板中點正上方，有帶正電的點電荷Q，一表面絕緣帶正電的金屬小球C(可視為質(zhì)點，且不影響原電場)，以初速度v0自左向右運動，則在運動過程中( ) A小球先減速后加速 B小球做勻速直線運動 C小球受到?jīng)_量的電場力為零 D電場力對小球做功為零,解析：金屬板在Q的電場中發(fā)生靜電感應，感應電荷的電場與Q的電場疊加，使電場方向與金屬板表面垂直，如圖，小球C受到的電場力與運動方向垂直，電場力不做功，小球做勻速直線運動,2靜電屏蔽及現(xiàn)象分

6、析 例2：如圖643所示，把原來不帶電的金屬球殼B的外殼表面接地，將一帶正電的小球A從小孔放入球殼內(nèi)，但不與B發(fā)生接觸，達到靜電平衡后() AB的空腔內(nèi)電場強度為零 BB不帶電 CB的內(nèi)外表面電勢相等 DB帶負電,解析：當金屬球殼B接地時，B和地球就可看成一個大導體，相對小球A來說，B的內(nèi)表面是近端，被感應而帶負電，地球是遠端，帶正電，B的內(nèi)外表面及地球是一個整體，它們的電勢相等，均為零B的空腔內(nèi)有帶正電的A和帶負電的B的內(nèi)表面一起形成的電場，故空腔內(nèi)場強不為零,答案：CD,方法點撥：靜電屏蔽問題仍然是靜電感應現(xiàn)象中的一種分析靜電屏蔽現(xiàn)象時，一定要弄清楚帶空腔的導體(或金屬網(wǎng)罩)接地與不接地的

7、區(qū)別,變式訓練2：如圖644所示，放在絕緣臺上的金屬網(wǎng)罩B內(nèi)放有一個不帶電的驗電器C，如把一帶有正電荷的絕緣體A移近金屬罩B，則( ) A在B的內(nèi)表面帶正電荷，BC0 B在B的右側(cè)外表面帶正電荷 C驗電器的金屬箔片將張開，BC DBC，B的左右兩側(cè)電勢相等,解析：靜電平衡時，電荷分布于導體的外表面上，所以A選項錯；由于A電荷產(chǎn)生靜電感應，使B金屬網(wǎng)的左側(cè)外表面感應出負電荷，所以B的右側(cè)外表面感應出正電荷，B選項正確；由于靜電屏蔽，金屬網(wǎng)罩內(nèi)電場強度為零，故C上無感應電荷，驗電器的金屬箔片不會張開，C錯；由靜電屏蔽特點知，導體是等勢體，導體表面是等勢面，所以D正確,答案：BD,A和 B和 C和 D和,答案：C,方法點撥 ：分析平行板電容器的動態(tài)變化過程，關(guān)鍵是明確哪些物理量是不變量，哪些物理量是變量，然后利用電容的定義式、平行板電容器的決定式，以及勻強電場場強與電勢差的關(guān)系式等相關(guān)規(guī)律進行推導,變式訓練3：(2010北京)用控制變量法，可以研究影響平行板電容器電容的因素(如