14-第九章-靜電場二

第九章-靜電場（二）第九章 靜電場（六）電容器電容（1）電容器電容兩個彼此絕緣而又互相靠近的導體以一定的方式組成一個電容器，電容器中的兩個導體帶等量異種電荷，帶正電的導體稱為電容器的正極，帶負電的導體為負極。電容器充電后，在電容器中就有電場，電容器的兩極之間有電勢差，正極的電勢高，負極的電勢低、研究表明，電容器極板上的電量Q與兩極間的電勢差UAB成正比，這個比值就叫電容器的電容，電容用C表示，即：C=Q/UAB必須指出，電容器的電容與它是否帶電或帶電荷量的多少無關，它是由電容器本身所確定的。實驗表明，電容器的電容決定于兩個導體的形狀、大小、相對位置和它們之間電介質(zhì)的性質(zhì)。（2）平板電容器的電容平板電容器是最簡單的電容器，它是由兩塊相距很近、彼此絕緣的兩塊金屬平板構(gòu)成，這兩塊板互相平行地放置，如圖所示。當平板電容器充電后，電容器的兩板之間產(chǎn)生勻強電場，勻強等勢面電場的電場線與極板垂直，等勢面與極板平行。平板電容器的電容正比于極板的面積S，反比于兩板之間的距離d，即典型例題：【例1-單選題】在靜電場中，電子沿著電場線的方向從A點移到B點，則，（ ）。A.電場力做正功，4點電勢高于B點電勢B.電場力做負功，A點電勢高于B點電勢C.電場力做正功，A點電勢低于B點電勢D.電場力做負功，A點電勢低于B點電勢網(wǎng)校答案：B【例2-單選題】在圖所示的電場中，（ ）。A.A點的電場強度大于B點的電場強度B.A點的電勢小于B點的電勢C.負電荷在A點的電勢能小于它在B點的電勢能D.把正電荷從B點移到A點時，電場力做正功網(wǎng)校答案：C【例3-單選題】兩個正的點電荷q，q所產(chǎn)生的電場中，在有限區(qū)域內(nèi)各點（電勢零點選在無限遠處）（ ）。A.場強都不為零，電勢也都不為零B.場強都不為零，電勢并非都不為零C.場強并非都不為零，電勢都不為零D.場強并非都不為零，電勢也并非都不為零網(wǎng)校答案：C【例5-單選題】如圖所示，A。B是置于真空中豎直放置的兩塊平行的金屬板，兩板上加電壓U，一個帶負電的粒子以初速度v0由小孔水平地射入兩板中，粒子剛好能到達B板。今把電源斷開，使兩板上電量保持不變，同時把兩板之間的距離縮小一半，仍要使粒子剛好到達B板，則粒子的初速度應是（ ）。網(wǎng)校答案：C【例6-填空題】1ev=（ ）J。靜電場中有A、B兩點，電子從A點移到B點電場力對電子做功10ev，那么a粒子從A點移到B點，電場力對a粒子所做的功為（ ）ev（電子電荷量q=-1.610-19C，a粒子所帶電荷量為q=3.210-19C） 。網(wǎng)校答案：1.610-19，-20【例7-填空題】如圖所示，在方向沿水平向右的勻強電場中，A、B兩點相距0.40m，B、E兩點相距1.20m，BE與水平方向成60角、已知UAB=160V，則場強是（ ）V/m，UEB=（ ）V，把電荷量為310-6的點電荷從B沿路徑BCDE移動到E，外力做功是（ ）J，電勢能增加是（ ）J。網(wǎng)校答案：400，-240，7.2x10-4，7.2x10-4【例8-填空題】使一個電容為2.010-11F的平行板電容器充電到電勢差為10v，電容器的電荷量為（ ）C。在不斷開電源的情形下，把該電容器兩板間距離減小一半，此時兩板中間的場強是原來場強的（ ）倍。網(wǎng)校答案：2.010-10，2【例9-填空題】一個平板電容器的電容為C，接電源后電壓為U，然后斷開電源，再使它兩板的距離增大一倍，則電容器的電荷量是（ ），電容是（ ），電壓是（ ）。網(wǎng)校答案：CU，C/2，2U【例10-填空題】在水平放置的平板電容器中有一個質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子，處于平衡狀態(tài)。把兩極板上的電源反接，則粒子運動的加速度大小是（ ），方向（ ）。網(wǎng)校答案：2g，豎起向下【例11-計算題】如圖所示，在水平放置的平板電容器中，以初速度。豎直向上拋出一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電小球，問小球可以到達的最大高度是多少?網(wǎng)校答案及解析：解題思路總結(jié)：1.本章的主要內(nèi)容基本概念：電場，電場強度，電勢能，電勢，電勢差，電場線，等勢面，電容器的電容。基本規(guī)律：庫侖定律，電場力做功與電勢能改變的關系，勻強電場中場強與電勢差的關系。 2.電荷周圍存在電場，電場的性質(zhì)用電場強度和電勢兩個物理量描述，電場由產(chǎn)生電場的板電荷決定，因此電場中各點的電場強度和電勢只與產(chǎn)生電場的電荷有關，而與檢驗電荷無關，電場強度描述了電場對電荷的作用力的性質(zhì)，是矢量，電勢描述了電場的能量的性質(zhì)，是標量。讀者應熟練地掌握點電荷的場強公式和電場強度的方向，了解點電荷的電勢。3.電場線和等勢面是描繪電場的幾何方法，電場強度用電場線描繪，電勢用等勢面描繪。電場線與等勢面垂直，沿電場線的方向電勢降低，讀者必須熟悉點電荷的電場線與等勢面以及勻強電場的電場線和等勢面。4.電場具有疊加性：電場的疊加性表現(xiàn)在電場強度和電勢兩方面。兩個點電荷所產(chǎn)生的電場強度為每個點電荷單獨存在時所產(chǎn)生的電場強度的矢量和，兩個點電荷所產(chǎn)生的電勢為每個點電荷產(chǎn)生的電勢的代數(shù)和。在兩個點電荷連線上各點的場強等于兩個點電荷場強的代數(shù)和。5.電場力與重力性質(zhì)相同，電場力做功與重力做功具有相同的特點，電場力對電荷的功與電荷運動的路徑無關，只與電荷的始、末位置有關，當電場力為動力時，電場力對電荷做功，電場力的功等于電荷電勢能的減??；當電場力為阻力時，電荷克服電場力做功，電荷克服電場力的功等于電荷電勢能的增加因為電勢沿著電場線的方向降低，所以當正電荷沿電場線方向運動時，電勢能減少，電場力對電荷做功；當負電荷沿著電場線方向運動時，電勢能增加，電荷克服電場力做功；當電荷沿垂直于電場線的方向（即在等勢面上）運動時，電勢能不變，電場力不做功。6.當電荷在電場中不受其他外力作用時，只有電場力對它做功，根據(jù)動能定理知，電場力的功等于電荷動能的增加量，即另一方面，根據(jù)電場力的功與電勢能改變的關系知，電場力的功等于電勢能的減少，因此上式表明，當電荷在不受其他外力作用下在電場中運動時，它的總能量（即動能與電勢能之和）是守恒的。同理，當電荷在重力和電場力作用下運動時，只有重力和電場力做功，它的總能量（即動能、重力勢能與電勢能之和）是守恒的，因此有7.電容器的電荷量與兩極板間的電勢差成正比，兩者的比值在數(shù)值上等于電容器的電容。電容器的電容是由電容器本身的性質(zhì)所決定的，對于給定的電容器，它的電容是確定的，與它帶電與否無關。平板電容器的電容與板的面積S成正比，與兩板間的距離d成反比，如果在電容器中充滿介質(zhì)，可以增加電容。平板電容器中的電場是勻強電場，電場強度與電容、電荷量以及兩極板間距離的關系為8.在靜電學中經(jīng)常出現(xiàn)一些與力學結(jié)合在一起的綜合性習題。最常見的是研究帶電粒子在平板電容器中的運動狀態(tài)，當帶電粒子靜止在電容器中時，它所受的重力、