静电屏蔽电容 高中物理复习全过程课件

静电屏蔽电容要点·疑点·考点
课前热身
能力·思维·方法
要点·疑点·考点
1.静电屏蔽：导体球壳(或金属网罩)内达到静电平衡后，内部场强处处为0，不受外部电场的影响，这种现象叫做静电屏蔽.
2.电容器、电容：
(1)电容：C=Q/U，式中Q指每一个极板带电量的绝对值另外还有C=△Q/△U
要点·疑点·考点
(2)电容器的充、放电.充电，在两极间加电压、两板带等量异种电荷不断增大，直到两极电压等于电源电压为止；放电，两极间形成短路时两板电量中和.电容器的充、放电过程也伴随能量的转化.
(3)常用电容器有：固定电容器和可变电容器.电解电容器有正负极，不能接反.
注意：电容器的电容是由电容器本身的因素决定，与Q、U无关.在数值上等于两板间每增加1V的电势差所需的电量.
要点·疑点·考点
3.平行板电容器的电容：
(1)公式：C=εS/(4πk d)，其中，k为静电力恒量，S为正对面积
(2)二种情况的讨论：
①始终连在电源上时U一定，讨论Q、E随C的
变化情况.
②与电源断开后Q一定，讨论U、E随C的变化
情况.
能指出在每一变化过程中各种形式能量的转化.
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1.静电屏蔽有哪些用途?
〔答〕用金属罩保护电学仪器和电子设备.通信电览外面包一层铅皮，用来防止外界电场干扰.
2.电容器在充电和放电过程中所形成的电流方向如何?电容器在直流电路中是否有电流流过?〔答〕充电时电流方向是从电源正极流出；放电时是从电容器的带正电数极流出；无
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3.在研究平行板电容器的实验中，如何测量电容器的电压?能否改用电压表?
用静电计测量，而不能用电压表.
4.画出几种常见电容器的符号
【答案】略
能力·思维·方法
【例1】两平行金属板，正对放置，充电后两极间的电势差为2V，两极板带电量分别为+6×10-6C和-6×10-6C，求：(1)电容C；(2)若电势差升高1V，电容C′和所带电量Q′为多少?
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【解析】电容器的电容C=Q/U，但电容是由电容器的构造决定的，跟Q、U无关.
(1)根据电容的定义式
C=Q/U=(6×10-6/2)F=3×10-6F
(2)若电势差升高1V，电容器的电容仍不变，而此时所带电量
Q′=CU′=3×10-6×3C=9×10-6C
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【例2】如图9-3-1的电容器C两板间有一负电荷q静止，使q向上运动的措施是(B)
A.两板间距离增大
B.两板间距离减少
C.两板相对面积减小
D.两板相对面积增大
图9-3-1
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【解析】对平行板电容器，由
E=U/d=Q/(dC),C∝εS/d，
E∝Q/(εS).
式中Q/S就是极板上单位面积的带电量(电荷密度).令δ=Q/S,于是得E∝δ所以电容器两板间的场强大小，完全取决于极板上电荷分布的密度.极板上电荷的密度越大，两板间电场线的分布越密集，板间场强越大，
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开始时电荷受重力和电场力平衡，要使电荷向上运动，则要增大电场力，即要使场强E增大.由于电容器始终跟电源两极相连，所以电容器两极板间的电压不变，所以，当d减小时，由E=U/d可知E 增大，故选B.
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【例3】一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在两极板间有一正电荷(电量很小)固定在P点，如图9-3-2所示，以E表示两极板间的场强，U表示电容器的电压，W表示正电荷在P 点的电势能.若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置，则(AC)
A.U变小，E不变
B.E变大，W变大
C.U变小，W不变
D.U不变，W不变
图9-3-2
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【解析】当平行板电容器充电后与电源断开时，每板上带电量Q不变，根据例2推导出的结论，两极间场强只与极板上单位面积的带电量(电荷的面密度)成正比.
所以两板间场强E保持不变，由于板间距离d减小，据U=Ed可知，电容器的电压U变小.
由于场强E不变，因此P点与接地的负极板即与地的电势差保持不变，即P点的电势保持不变，因此电荷在P点的电势能W保持不变.
故本题的答案为A，C.
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【解题回顾】对于电容器中场强、电势能等问题的讨论，首先要明确条件是Q还是U 不变，再根据电容定义式C=Q/U、决定式
C=εS/(4πkd)和E=U/d、ε
A =ϕ
A
q等公式逐步
推导分析.。