高物选修3-1,4静电屏蔽与电容器

高中物理-选修3-1

静电屏蔽与电容器

教学目的：

①学习、应用静电屏蔽

②掌握电容器相关知识

课型：新授课（2课时）

教学重点：静电屏蔽、平板电容

教学难点：静电屏蔽的本质与特点、两种平板电容。

知识点详解：

静电屏蔽：

静电屏蔽的起因是什么：由于导体中存在可以自由移动的正负电荷，当导体放在电场中时，电荷定向移动。

这些移动的电荷又产生了一个电场（感应电场）刚好和原电场等大反向，相互抵消。所以导体内部就不存在电场了。

静电屏蔽的特点：

①内部场强处处为零。

②电荷只分布在导体外表面上。（越尖锐的地方，聚集的电荷就越多，产生尖端放电）

③导体表面的电场线与导体表面垂直。

④整个导体是个等势体，导体表面是等势面。

静电屏蔽的两种方法：

①屏蔽外电场：用空腔导体包裹起来的内部空间可以避免外电场的影响。（但是内电场可以影响外电场）

②屏蔽内电场：将需要屏蔽的内电场用空腔导体包裹起来，并将空腔导体接地。（内外均不影响）

电容：

储存电荷的容器就叫做电容器。（生活中常见的电容有哪些？）

电容器所带的电荷量Q与两极板板间的电势差U的比值，叫做电容器的电容

公式：

单位：法拉，符号F。（1F=106μF）

物理意义：表示电容器容纳电荷本领的大小的物理量。

平板电容的表达式：

相对介电常数：在电容器中使用某种物质时电容量与使用真空时的电容量之比。（通常都大于

1）

注意：①平板电容中电场就是最常考的匀强电场；

②在平板电容中加金属时等效于厚度d减少；

③S是指有效面积而不是极板的面积。

④U指的是电容器两端电压（把电容器看做电压表）

常考两种平板电容器：

①Q相等的平板电容：板间电场不随着d改变而改变（推导）。

②U相等点平板电容：板间电场强度板间距随d的增大而减小。

静电屏蔽和电容器例题：

1、如图所示，A为空心金属球，B为靠近A的另一个原来不带电的枕形金属壳。将另一个带正电的小球C从A球开口处放入A球中央，但不触及A球。则B出现的情况是( )

A．靠近A的一端带正电，远离A的另一端带负电

B．靠近A的一端带负电，远离A的另一端带正电

C．靠近A的一端带负电，远离A的另一端不带电

D．靠近A的一端带正电，远离A的另一端不带电

2、如图所示，Q是一个绝缘金属导体，把一个带正电的绝缘金属球P靠近 Q，由于静电感应，A端带电量大小为q A，电势为φA，B端带电量大小为q B，电势为φB。则（）

A、q A =q B ，φA＜φB

B、q A＞ q B ，φA＜φB

C、用手摸一下Q的A端，拿走P后Q带正电

D、用手摸一下Q的B端，拿走P后Q带负电

3、一半径为r的带正电实心金属导体球，如果以无穷远点为电势的零点，那么在如图所示的4个图中，能正确表示导体球的电场强度随距离

的变化和导体球的电势随距离的变化的是（图中横坐标d表示某点到球心的距离，纵坐标表示场强或电势的大小）（）

A．图甲表示场强大小随距离变化的关系，图乙表示电势大小随距离变化关系

B．图乙表示场强大小随距离变化的关系，图丙表示电势大小随距离变化关系

C．图丙表示场强大小随距离变化的关系，图丁表示电势大小随距离变化关系

D．图丁表示场强大小随距离变化的关系，图甲表示电势大小随距离变化关系

4、如图所示，将悬在细线上的带正电的小球A放在不带电的金属卒心球C内(不与球壁接触)，另有一个悬挂在细线上的带负电小球B向C靠近，于是( ).

(A)A往左偏离竖直方向，B往右偏离竖直方向

(B)A的位置不变，B往右偏离竖直方向

(C)A往左偏离竖直方向，B的位置不变

(D)A和B的位置都不变

5如图1所示，水平放置的金属板正上方有一固定的正点电荷Q，一表面绝缘的带电的小球（可视为质点且不影响Q的电场），从左端以初速度v0滑上金属板，沿光滑的上表面向右运动到右端，在该运动过程中，下列说法错误的是（）

A.小球做匀速直线运动

B.小球做先减速，后加速运动

C.小球的电势能保持不变

D.电场力对小球所做的功为零

6、如图所示，带正电的导体球A置于原来不带电的空腔导体球B内，a、c分别为导体A、B内的点，b为导体A和B之间的一点，下列说法正确的是( )

A．a、b、c三点的电势都相等

B．a点的场强为零，但电势最高

C．b点的场强为零，但电势大于零

D．a、b、c三点的场强都为零

7、在如图所示的电路中，电源两端a、b间的电压恒定不变。开始时S断开，电容器上充有电荷。闭合S后，以下判断正确的是

A. C1所带电量增大，C2所带电量减小

B. C1所带电量减小，C2所带电量增大

C. C1、C2所带电量均增大

D. C1、C2所带电量均减小

二、多项选择

8、如图

所示，平行板电容器在充电后不切断电源，此时板间有一带电尘粒恰能在电场中静止．若正对的平行板左右错开一些，则( )

A．带电尘粒将向上运动

B．带电尘粒将保持静止

C．错开过程中，通过电阻R的电流方向为B到A

D．错开过程中，通过电阻R的电流方向为A到B

9、如图所示，两块水平放置的平行正对的金属板a、b与电池相连，在距离两板等远的P点有一个带电液滴处于静止状态。若将a板向下平移一小段距离，但仍在P点上方，则稳定后，下列说法中正确的是（）

A．液滴将加速向下运动

B．P点电势升高，液滴在P点的电势能将减小

C．P点的电场强度变小了

D．在a板移动前后两种情况下，若将液滴从a板移到b板，电场力做功相同