静电屏蔽和电容器
高中物理竞赛之静电场
第八部分 静电场第一讲 基本知识介绍在奥赛考纲中，静电学知识点数目不算多，总数和高考考纲基本相同，但在个别知识点上，奥赛的要求显然更加深化了：如非匀强电场中电势的计算、电容器的连接和静电能计算、电介质的极化等。
在处理物理问题的方法上，对无限分割和叠加原理提出了更高的要求。
如果把静电场的问题分为两部分，那就是电场本身的问题、和对场中带电体的研究，高考考纲比较注重第二部分中带电粒子的运动问题，而奥赛考纲更注重第一部分和第二部分中的静态问题。
也就是说，奥赛关注的是电场中更本质的内容，关注的是纵向的深化和而非横向的综合。
一、电场强度1、实验定律 a 、库仑定律 内容；条件：⑴点电荷，⑵真空，⑶点电荷静止或相对静止。
事实上，条件⑴和⑵均不能视为对库仑定律的限制，因为叠加原理可以将点电荷之间的静电力应用到一般带电体，非真空介质可以通过介电常数将k 进行修正（如果介质分布是均匀和“充分宽广”的，一般认为k ′= k /εr ）。
只有条件⑶，它才是静电学的基本前提和出发点（但这一点又是常常被忽视和被不恰当地“综合应用”的）。
b 、电荷守恒定律c 、叠加原理 2、电场强度a 、电场强度的定义电场的概念；试探电荷（检验电荷）；定义意味着一种适用于任何电场的对电场的检测手段；电场线是抽象而直观地描述电场有效工具（电场线的基本属性）。
b 、不同电场中场强的计算决定电场强弱的因素有两个：场源（带电量和带电体的形状）和空间位置。
这可以从不同电场的场强决定式看出——⑴点电荷：E = k2r Q结合点电荷的场强和叠加原理，我们可以求出任何电场的场强，如——⑵均匀带电环，垂直环面轴线上的某点P ：E =2322)R r (kQr ，其中r 和R 的意义见图7-1。
⑶均匀带电球壳 内部：E 内 = 0外部：E 外 = k2r Q ，其中r 指考察点到球心的距离如果球壳是有厚度的的（内径R 1 、外径R 2），在壳体中（R 1＜r ＜R 2）：E =2313r R r k34-πρ ，其中ρ为电荷体密度。
第三课时 静电屏蔽、带电粒子在电场中的运动
连接练习
（三）处于静电平衡状态导体的特点： 处于静电平衡状态导体的特点： 处处为零， 1、导体内部的 场强 处处为零，电场线在导体 、 的内部 终止 。 2、导体是一个 等势体 ，表面是一个 等势面。 、 3、导体表面上任意一点的场强方向跟该点的表 、 面 垂直 。 4、导体断带的净电荷全部分布在导体的 外表面 。 、 （四）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．如图，装在绝缘支架上的金属导体，靠近 端有一带 ．如图，装在绝缘支架上的金属导体，靠近A端有一带 正电的导体球，另一端是B端 若导体A端接地 端接地， 正电的导体球，另一端是 端，若导体 端接地，则导体 上电荷分布情况是 ( ) A．A、B端均无电荷 ． 、 端均无电荷 B．A端无电荷，B端有负电荷 端无电荷， 端有负电荷 ． 端无电荷 C．A端有负电荷，B端无电荷 端有负电荷， 端无电荷 ． 端有负电荷 D．A端有负电荷，B端有正电荷 端有负电荷， 端有正电荷 ． 端有负电荷
3、如右图所示，长为L的导体棒原来不带电，现 、如右图所示，长为 的导体棒原来不带电 的导体棒原来不带电， 将一带电荷量为g的点电荷放在距棒左端 的点电荷放在距棒左端R处 将一带电荷量为 的点电荷放在距棒左端 处，当 达到静电平衡后， 达到静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内距右端 L/3处产生的场强大小为多少 处产生的场强大小为多少? 处产生的场强大小为多少
一、静电屏蔽： 静电屏蔽： （一）静电感应： 静电感应： 把金属导体放在外电场中， 把金属导体放在外电场中，由于导体内的 受电场力作用而定向移动， 自由电荷 受电场力作用而定向移动，使导体 的两个端面出现 等量的正负电荷 ，这种现象 叫静电感应。 叫静电感应。 静电平衡： （二）静电平衡： 发生静电感应的导体两端面感应的 感应 电 荷形成一附加电场， 荷形成一附加电场，当附加电场与外电场完全 的定向移动停止， 抵消时， 抵消时， 自由电荷 的定向移动停止，这时的导 体处于静电平衡状态。 体处于静电平衡状态。
静电场的性质与电场强度应用知识点总结
静电场的性质与电场强度应用知识点总结在物理学中，静电场是一个非常重要的概念，它与我们的日常生活和许多现代技术都有着密切的联系。
理解静电场的性质以及电场强度的应用，对于深入学习电磁学以及解决实际问题都具有关键意义。
一、静电场的性质1、库仑定律库仑定律是描述两个静止点电荷之间相互作用力的规律。
其表达式为：＄F ＝ k\frac{q_1q_2}｛r^2}＄，其中＄F$ 是库仑力，＄k$ 是库仑常量，＄q_1$ 和＄q_2$ 分别是两个点电荷的电荷量，＄r$ 是它们之间的距离。
库仑定律表明，两个点电荷之间的库仑力与它们的电荷量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比。
2、电场的物质性静电场虽然看不见、摸不着，但它是一种客观存在的物质。
它具有能量和动量，能够对处于其中的电荷施加力的作用。
3、电场的叠加原理如果空间中有多个点电荷，那么空间中某点的电场强度等于各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。
这就是电场的叠加原理。
4、静电场的高斯定理通过一个闭合曲面的电通量等于该闭合曲面所包围的电荷量除以介电常数。
高斯定理反映了静电场是有源场的性质。
5、静电场的环路定理静电场中场强沿任意闭合路径的线积分恒为零。
这表明静电场是保守场，静电力做功与路径无关，只与电荷的初末位置有关。
二、电场强度1、定义电场强度是描述电场强弱和方向的物理量。
放入电场中某点的电荷所受的电场力＄F$ 与它的电荷量＄q$ 的比值，叫做该点的电场强度，简称场强，用＄E$ 表示，即＄E ＝＼frac{F}｛q}＄。
电场强度是矢量，其方向与正电荷在该点所受电场力的方向相同。
2、点电荷的场强点电荷＄Q$ 产生的电场中，距离点电荷＄r$ 处的场强大小为：＄E ＝ k\frac{Q}｛r^2}＄。
3、匀强电场电场强度大小和方向都相同的电场称为匀强电场。
在匀强电场中，电场线是平行且等间距的直线。
三、电场强度的应用1、带电粒子在电场中的运动带电粒子在电场中受到电场力的作用，其运动情况取决于电场的性质和粒子的初速度。
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：U Q U Q C ∆∆==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：kd 4r πεS C =s ε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。
静电感应、电容器与电容
【本讲教育信息】一、教学内容电容和电容器本讲主要讲解电容、电容器的相关内容。
二、考点点拨电容、电容器的分析与计算主要是和带电粒子在电场中的运动，稳恒电路综合在一起考查，高考中在选择题和计算题都有出现。
三、跨越障碍 （一）静电感应1、静电感应：把导体放在外电场E 中，由于导体内的自由电子受电场力作用而定向移动，使导体的两端出现等量的异种电荷（近端感应出异种电荷，远端感应出同种电荷），这种现象叫静电感应。
2、静电平衡：发生静电感应的导体两端感应出的等量异种电荷形成一附加电场E '，当感应电荷的电场与外电场大小相等，即E =E '时，自由电子的定向移动停止，这时的导体处于静电平衡状态。
3、静电屏蔽（1）导体空腔（不论是否接地）内部的电场不受腔外电荷的影响。
（2）接地的导体空腔（或丝网）外部电场不受腔内电荷的影响。
例1：如图所示，把原来不带电的金属球壳B 的外表面接地，将一带正电q 的小球A 从小孔中放入球壳内，但不与B 发生接触，达到静电平衡后，则A. B 带负电B. B 的空腔内电场强度为零C. B 的内表面电场强度为2/r kq E = （r 为球壳内半径）D. 在B 的外面把一带负电的小球向B 移时，B 内表面电场强度变小解析：把金属壳接地时，金属壳B 和地球就可看成一个大导体。
相对小球A 来说，B 的内表面是近端，地球另一侧是远端，因此B 的内表面被A 感应而带负电（即B 带负电），地球另一侧带正电，所以A 选项正确；因为金属壳B 的内表面带负电，电场线由A 指向内表面，所以B 选项不正确；因为B 的内表面的电场强度等于A 球和B 内表面的负电荷形成的电场的叠加，可知B 的内表面场强2/r kq E >，所以C 项错；由于静电屏蔽的作用，当把一带负电的小球移向B 时，B 的内表面电场强度不变，故选A 。
答案：A（二）电容器、电容1、两个彼此绝缘又相互靠得很近的导体就是一个电容器。
高中物理《静电场》知识点归纳归纳归纳总结(超详细)
一、静电场的基本概念1. 静电场是由静止电荷产生的场，它是描述电荷之间相互作用的一种物理量。
2. 静电场的性质：静电场是保守场，即电荷在静电场中移动时，其电势能的变化量与路径无关，只与初末位置有关。
3. 静电场的强度：静电场的强度表示电荷在静电场中所受力的强度，用符号E表示，单位是牛顿/库仑(N/C)。
二、电场强度与电势1. 电场强度E是描述静电场力的大小和方向的物理量，它的方向是正电荷在静电场中所受力的方向。
2. 电势V是描述静电场力做功能力的物理量，它的单位是伏特(V)。
3. 电场强度与电势的关系：电场强度E等于电势V在空间中的梯度，即E=dV/dr。
三、高斯定律1. 高斯定律是描述静电场与电荷分布之间关系的物理定律，它指出通过任意闭合曲面的电通量等于该闭合曲面内部电荷量的代数和除以真空中的电常数ε0。
2. 高斯定律的数学表达式：∮E·dA=Q/ε0，其中∮表示对闭合曲面进行积分，E是电场强度，dA是闭合曲面上的微小面积元，Q是闭合曲面内部的总电荷量，ε0是真空中的电常数。
四、电容与电容器1. 电容C是描述电容器储存电荷能力的物理量，它的单位是法拉(F)。
2. 电容器的储能公式：W=1/2CV^2，其中W是电容器储存的能量，C是电容，V是电容器两端的电压。
3. 电容器的串联和并联：电容器的串联和并联可以改变电容器的总电容，串联时总电容减小，并联时总电容增大。
五、电场线与电势线1. 电场线：电场线是用来形象地表示电场强度和方向的曲线，它的切线方向即为电场强度的方向。
2. 电势线：电势线是用来形象地表示电势分布的曲线，它的切线方向即为电势梯度的方向。
3. 电场线与电势线的关系：电场线总是从正电荷出发，指向负电荷，而电势线则从高电势区域指向低电势区域。
六、导体与绝缘体1. 导体：导体是电荷容易通过的物质，如金属、石墨等。
2. 绝缘体：绝缘体是电荷不容易通过的物质，如橡胶、玻璃等。
3. 静电平衡：当导体处于静电平衡状态时，导体内部的电场强度为零，导体表面上的电荷分布均匀。
大学物理-第18章静电场中的导体与电介质
+
O
+- H+ - H+
++
-
++
+
He
H2O
有极分子对外影响等效为一个电偶极子，电矩 Pe ql
事只实不上过lq所在为中为有无从心分分电负 的子子 场电 有中均 时荷 向所可 ，作 线有等 无用 段正效 极中电为 分心荷电 子指的偶 的向代极电正数子偶电和的极作；模矩用型为
综 1）不管是位移极化还是取向极化，其最后的 述：宏观效果都是产生了极化电荷。
2）两种极化都是外场越强，极化越厉害 所产生的分子电矩的矢量和也越大。
三、电介质内的场强、有介质时的高斯定理
1、电介质内的场强
EE0E'
c
E0
E'
a
b
EE0E'
实验发现，在均匀介质中
E
2 3 0 ……(3)
在板内任选一点P,其场强是四个面的场强的叠加，有
EP210220230240
又 EP 0 12340 Q
联立四式得：
……(4) 1 2 3 4
12432Q S
I
II III
P
由于静电平衡时表面面电荷密度与表面附近场强大小成
E0
E
E0
r
r 1
0
++
E0
+ +-
E
+ +-
大学物理电学第四节
一、 金属导体的电结构
（1）有大量作无规则热运动的自由移动的自由电子。 有大量作无规则热运动的自由移动的自由电子。 铜的自由电子密度 ρ Cu = 8 × 10 28 (m −3 ) （2）正离子以一定方式有规则排列成晶格点阵。 正离子以一定方式有规则排列成晶格点阵。 （3）导体不带电或未受外电场作用时，宏观上正负 导体不带电或未受外电场作用时， 电荷均匀分布，导体任何部分均呈电中性。 电荷均匀分布，导体任何部分均呈电中性 （4）导体不带电或未受外电场作用时，没有电荷的 导体不带电或未受外电场作用时， 定向运动，只有电子的无规则热运动。 定向运动，只有电子的无规则热运动。
2、球壳内表面带电-q。 、球壳内表面带电 。 3、球壳外表面带电 。 、球壳外表面带电2q。
E3 = 0
E2 =
q
（r < R3 ）
2
4 or πε E1 = 0 （R2 <r< R1 ） 2q E0 = 2 （r > R1 ） 4πεor
（R3 <r< R2 ）
+ R3 + + -+ + - R2 + R1 + + + + - + - + + +
x
例3 在一个接地的金属球附近有一个电量为 在一个接地的金属球附近有一个电量为q （q > 0）的点电荷。已知球的半径为 ，点电 ）的点电荷。已知球的半径为R， 荷与球心距离为d=2R。求金属球面上感应电荷 荷与球心距离为 。 的总电量q’ 的总电量 。
电场有关知识点总结
电场有关知识点总结一、电场的基本概念电场是存在于电荷周围的一种特殊物质，它对处于其中的电荷有力的作用。
电荷之间的相互作用就是通过电场来实现的。
电场具有力的性质和能的性质。
就力的性质而言，电场强度是描述电场强弱和方向的物理量。
我们可以通过放入电场中的试探电荷所受的电场力与其电荷量的比值来定义电场强度，即\（E ＝ F ／ q\）。
电场强度是矢量，其方向与正电荷在该点所受电场力的方向相同。
从能的性质来看，电势和电势能是两个重要概念。
电势是描述电场能的性质的物理量，它等于单位正电荷在电场中某点所具有的电势能。
而电势能则是电荷在电场中具有的势能，与电荷的电荷量和所在位置的电势有关。
二、电场线为了形象地描述电场，我们引入了电场线。
电场线是人们假想的曲线，其疏密程度表示电场强度的大小，电场线越密，电场强度越大；其切线方向表示电场强度的方向。
正电荷的电场线从正电荷出发，终止于无穷远或负电荷；负电荷的电场线从无穷远或正电荷出发，终止于负电荷。
匀强电场的电场线是间距相等、互相平行的直线。
需要注意的是，电场线并不是电荷的运动轨迹。
只有当电荷的初速度为零或初速度方向与电场线方向一致，且电场线为直线时，电荷的运动轨迹才与电场线重合。
三、常见的电场1、点电荷的电场点电荷产生的电场强度的大小可以用库仑定律结合电场强度的定义式推导得出，即\（E ＝ kQ ／ r²\），其中\（k\）为静电力常量，＼（Q\）为点电荷的电荷量，＼（r\）为距离点电荷的距离。
2、匀强电场匀强电场是电场强度大小和方向都相同的电场。
两块平行且带等量异种电荷的金属板之间的电场可以近似看作匀强电场。
四、电场中的做功与能量转化1、电场力做功电场力做功与路径无关，只与初末位置的电势差有关，即\（W ＝qU\）。
当电场力做正功时，电势能减少；电场力做负功时，电势能增加。
2、电势差电势差是电场中两点间电势的差值，也叫电压。
其定义式为\（U ＝φA φB\）。
精选高中物理电容器知识点汇总
高中物理电容器知识点汇总11. 电容器的组成：两个彼此绝缘又互相靠近的导体可构成一个电容器。
电容器是储存电荷(电能)的元件。
2. 电容器的充放电(1)把电容器的一个极板接电池正极，另一个极板接电池负极，两个极就分别带上了等量的异种电荷，这个过程叫做充电。
电容器充电时会在电路中形成随时间变化的充电电流，充电时，电流从电源正极流向电容器的正极板，从电容器的负极板流向电源的负极。
(2)用一根导线把充电后的两极接通，两极上的电荷互相中和，电容器就不带电，这个过程叫做放电。
电容器放电时，电流从电容器正极板流出，通过电路流向电容器的负极。
(3)电容器所带的电荷量是指电容器的一个极板上所带电荷量的绝对值。
3. 电容C(1)定义：电容器所带的电荷量Q(任一个极板所带电量的绝对值)与两个极板间的电势差U的比值叫做电容器的电容。
高中物理电容器知识点汇总2基础知识1、静电感应：把一个不带电的导体放入电场中，导体的两端分别感应出等量正负电荷的现象。
2、静电现象：静电一般由摩擦产生，当两个物体相互摩擦时，分别带上了正负电荷，它们之间就产生电势差。
电荷积累到一定数值时，带电体就发生放电现象。
3、静电平衡状态下的导体⑴处于静电平衡下的导体，内部合场强处处为零。
⑵处于静电平衡下的导体，表面附近任何一点的场强方向与该点的表面垂直。
⑶处于静电平衡下的导体是个等势体，它的表面是个等势面。
⑷静电平衡时导体内部没有电荷，电荷只分布于导体的外表面。
导体表面，越尖的位置，电荷密度越大，凹陷部分几乎没有电荷。
4、尖端放电导体尖端的电荷密度很大，附近电场很强，能使周围气体分子电离，与尖端电荷电性相反的离子在电场作用下奔向尖端，与尖端电荷中和，这相当于使导体尖端失去电荷，这一现象叫尖端放电。
如高压线周围的“光晕”就是一种尖端放电现象，避雷针做成蒲公花形状，高压设备应尽量光滑分别是生活中利用、防止尖端放电。
5、静电屏蔽处于电场中的空腔导体或金属网罩，其空腔部分的合场强处处为零，即能把外电场遮住，使内部不受外电场的影响，这就是静电屏蔽。
高二物理必修三之静电现象与电容器 知识讲解
静电现象与电容器【学习目标】1、知道静电平衡状态，理解静电平衡状态下导体的特征；2、了解静电屏蔽的意义和实际运用；3、了解电容器的构造，理解电容器的电容的意义和定义，知道电容器的一些运用；4、理解平行板电容器的电容的决定式的意义，掌握电容器的两种不同变化.【要点梳理】知识点一：静电平衡状态及其特点1、静电平衡状态：要点诠释：（1）静电平衡状态的定义：处于静电场中的导体，当导体内部的自由电荷不再发生定向移动时，我们说导体达到了静电平衡状态.（2）静电平衡状态出现的原因是：导体在外电场的作用下，两端出现感应电荷，感应电荷产生的电场和外电场共同的作用效果，使得导体内部的自由电荷不再定向移动.（导体内部自由电荷杂乱无章的热运动仍然存在着）电场中的导体及电容器的应用】2、导体达到静电平衡的条件：要点诠释：（1）导体内部的场强处处为零.导体内部的场强E是外电场E0和感应电荷产生的场E/的叠加，即E是E0 和E/ 的矢量和.当导体处于静电平衡状态时，必定有感应电荷的场与外电场大小相等、方向相反，即：E0 =－E/ .（2）处于静电平衡状态的导体，其表面上任何一点的电场强度方向与导体表面垂直,表面场强不一定为零.如果导体表面的场强不与导体表面垂直，必定存在着一个切向分量，这个切向分量就会使得导体表面的自由电荷沿着表面切线方向运动，那么，导体所处的状态就不是平衡状态，与给定的平衡状态相矛盾，所以导体表面的场强方向一定与导体表面垂直.(3)导体是一个等势体，导体表面构成一个等势面.无论是在导体内部还是在导体的表面上或者是由导体的内部到表面上移动电荷，电场力都不做功，这就说明了导体上任何两处电势差为零，即整个导体处处等势.(4)电荷只分布在导体的外表面，且“尖端”电荷密度大.①导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面；②导体表面越尖锐的地方电荷密度越大，凹陷的地方几乎没有电荷.■知识点二：静电屏蔽及其应用和防护要点诠释：（1）静电屏蔽：将电学仪器用金属外壳或者金属网包围起来，以防止外电场对它的影响，金属网或者金属壳的这种作用就叫做静电屏蔽.（2）静电屏蔽的应用和防护：①为防止外界电场的干扰：有些电子设备的外壳套有金属壳，通讯电缆的外层包有一层金属网来进行静电屏蔽.②静电屏蔽也可能带来不利的影响：如航天飞机、飞船返回地球大气层时，由于飞船与大气层的高速摩擦而产生高温，在飞船的周围形成一层等离子体，它对飞船产生静电屏蔽作用，导致地面控制中心与飞船的通信联系暂时中断.对宇航员来说，这是一个危险较大的阶段. 知识点三：电容器及其电容 1、电容器 要点诠释：（1）定义：任何两个彼此绝缘又互相靠近的导体，构成是一个电容器. （2）电容器的充、放电：电容器有携带电荷、储存电荷的能力电容器充电：使电容器带电的过程，也是电源的能量转化为电场能的过程.电容器放电：使电容器上的电荷减少的过程，也是电场能转化为其它形式能的过程. 瞬间的充、放电过程电路中有电流通过，平衡后两板带等量异种电荷. 2、电容器的电容 要点诠释：（1）电容的物理意义：是描述电容器储存电荷本领大小的物理量. （2）电容器电容的定义：电容器所带电量的绝对值与所加电压的比值，用字母C 表示.定义式：C QU=，其中Q 为其中一个导体所带电量的绝对值，U 为两个导体之间的电压. 单位：国际单位是法拉，简称法，用F 表示，常用的单位还有微法F μ和皮法pF ，换算关系是61211010F F pF μ==（3）平行板电容器的电容：C=4skdεπ 式中k 为静电力常量，k=9.0×109 N·m 2/C 2，介电常数ε由两极板之间介质决定. (4）电容器的分类：从构造上分：固定电容和可变电容从介质上可分为：空气电容，纸质电容，电解电容，陶瓷电容、云母电容等等.电场中的导体及电容器的应用】知识点四：平行板电容器中各物理量之间的关系 要点诠释：电容器和电源连接如图，改变板间距离、改变正对面积或改变板间电介质材料，都会改变其电容，从而可能引起电容器两板间电场的变化.这里一定要分清两种常见的变化：(1)电键K 保持闭合，则电容器两端的电压恒定（等于电源电动势）这种情况下 1=CU C, C=,4s s U Q E kd d d dεεπ∝∝=∝ （2）充电后断开K ，保持电容器带电量Q 恒定 这种情况下1C=,,4s s Q d U U E kd d C s d sεεπεε∝=∝=∝■ 【典型例题】类型一、对感应电荷产生的场的理解例1、如图所示，在离点电荷Q 为r 处，有一个沿r 方向放置的细金属棒，金属棒长度为L ，A 为棒的中心，当金属棒达到静电平衡时，导体内A 点的电场强度为____，感应电荷在A 点产生的电场强度为____.【答案】0；2kQ()2L r +，方向向左. 【解析】导体内部的场强是由于外电场和感应电荷产生的电场叠加后变成0的.点电荷的电场属于外电场.根据点电荷的场强公式，02kQ()2E L r =+，方向向右.则感应电荷在A 点产生的电场强度与该点的外电场大小相等、方向相反，所以感应电荷在该点产生的电场大小为：2kQ()2L r +，方向向左.【点评】要理解导体处于电场中，导体内部既有外电场又有感应电荷的电场，在静电平衡状态时，感应电荷产生的电场与外电场大小相等、方向相反，互相抵消，合场强为零，是解决这类题的关键. 举一反三电场中的导体及电容器的应用】【变式】图中接地金属球A 的半径为R ，球外点电荷的电量为Q ，到球心的距离为r .该点电荷的电场在球心的场强等于()【答案】D ■类型二、静电感应及静电平衡状态例2、如图所示，在真空中把一个绝缘导体AB 向带负电荷的小球P 缓慢地靠近的过程中，下列说法正确的是：（ ）A 、B 端的感应电荷越来越多22222Q Q Q Q Q A k -k B k +k C 0 D k r R r R r 、、、、B、导体内部的场强越来越大C、导体的感应电荷在M点的电场强度总大于N点产生的电场强度D、导体中M，N两点的电势近似相等【答案】ACD【解析】当导体缓慢移近小球的过程中，在动态过程由于导体所在位置的外电场不断变化，导体内的电场强度不为0，使导体内自由电荷不断地发生定向移动，从而使A、B端感应电荷不断积累，A选项正确；由于导体缓慢移动，而静电感应过程发生的非常快，所以导体AB可以近似认为趋近于静电平衡，其内部场强趋近于0，但不等于0，选项B错；由于导体内部的合场强趋近于0，感应电荷在M、N两点产生的场强与点电荷在这两点产生的场强方向相反，大小几乎相等，由于M点离场源电荷更近，外电场场强更大，所以选项C正确；由于导体始终可以看成近似达到静电平衡状态，导体近似为一个等势体，选项D正确.【点评】理解好知识要点梳理中导体达到静电平衡的条件是分析问题的关键.处于静电平衡状态的导体，离场源电荷较近的感应出异种电荷，较远的感应出同种电荷；用手触摸某导体任何部分，其实就是导体通过人体与大地构成一个大导体，此时原来的导体离场源电荷较近,感应出异种电荷.举一反三电场中的导体及电容器的应用】【变式】如图所示，枕形导体A、B原来不带电,把一个带正电的带电体移到A端附近，由于静电感应，在A、B两端分别出现感应电荷，当达到静电平衡时（）A、枕形导体A端电势比B端低B、枕形导体A端电势比B端高C、用手摸一下枕形导体，A端电势比B端低D、无论是否用手摸枕形导体，A端电势与B端电势都相等【答案】D■类型三、对电容的理解例3、下列关于电容的说法正确的是：（）A、电容器的电容越大，带的电量越多B、电容器的电容在数值上等于电容器升高单位电势差所带电量的增量C、根据CQU=可知，电容器的电容跟电容器的电量成正比，跟它两极间的电压成反比D、在击穿电压以下，无论电容器的电量如何，它所带的电量与电压的比值是不变的【答案】BD【解析】由电容的定义知道，电容器带电量的多少Q CU=，它不仅取决于电容的大小，还与加在电容器两板之间的电压有关，很大的电容，带电量可以是很少的，故选项A错误；由电容的定义CQ QU U∆==∆知道，选项B正确；电容描写了电容器储存电荷的特性，与带电量的多少及电压没有关系，所以选项C错误，选项D正确.【点评】凡是比值定义式，被定义的量C与用来定义的量Q、U没有关系，例如场强、电势、电阻、密度等.举一反三【变式1】描述对给定的电容器充电时，电量Q 、电压U ，电容C 之间的相互关系图象如图所示，其中错误的是()【答案】A【变式2】关于电容器的下列说法中，正确的是：（ ） A 、 改变电容器两极板电压可以改变电容 B 、改变电容器极板的电量可以改变电容 C 、变电容器两极板正对面积可以改变电容 D 、变电容器中的电介质可以改变电容 【答案】CD类型四、电容的定量计算例4、平行板电容器所带的电荷量为8Q 410C -⨯＝，电容器两板间的电压为U ＝2V ，则该电容器的电容为 ；如果将其放电，使其所带电荷量为原来的一半，则两板间的电压为 ，两板间电场强度变为原来的 倍，此时平行板电容器的电容为 . 【答案】882101V 1/2210F F --⨯⨯、 、 、【解析】由电容器电容的定义式得：88410F 210F 2Q C U --⨯===⨯,电容的大小取决于电容器本身的构造，与电容器的带电量无关，故所带电荷量为原来一半时，电容不变.而此时两极板间的电压为：V U C Q C Q U 1212///====,板间为匀强电场，由场强与电压关系可得：E d Ud U E 2121//===【点评】（1）电容器的电容是由电容器本身的结构决定的，C 与Q 和U 无关；（2）QC U=中，Q 是指电容器一个极板所带电荷量的绝对值；（3）由公式Q C U =可推出QC U∆=∆举一反三【变式】一个电容器带电量为Q 时，板间电势差为U ，当它的电量减少6310C -⨯时，板间电势差降低2210V ⨯，此电容器的电容为＿＿＿＿；若U=400V ，此时电容器的带电量是____________.【答案】261.510,610F C μ--⨯⨯ 类型五、电容器动态变化问题例5、（2015 吉林一中期中考）如图所示，A 、B 是平行板电容器的两个极板，B 板接地，A 板带有电荷量+Q ，板间电场中有一固定点P ，若将B 板固定，A 板下移一些；或者将A 板固定，B 板上移一些，在这两种情况下，以下说法中正确的是( )A ．A 板下移时，P 点的电场强度不变，P 点电势不变B ．A 板下移时，P 点的电场强度不变，P 点电势升高C ．B 板上移时，P 点的电场强度不变，P 点电势降低D ．B 板上移时，P 点的电场强度减小，P 点电势降低【答案】AC 【解析】根据 C=4s kd επ、=Q U C 、=UE d三式联立可得：4 =kQ E s πε。
高二物理静电原理知识点
高二物理静电原理知识点静电现象是物理学中重要的一部分，指的是物体之间发生的带电现象。
静电主要与电荷有关，电荷是物质所带的属性，分为正负两种。
在静电现象中，正电荷和负电荷之间产生吸引力或排斥力，这是由于它们之间的电场相互作用所导致的。
一、电荷和元素电荷在电荷的概念中，我们引入了元素电荷的概念。
元素电荷是电荷的最小单位，通常表示为e，其数值约为1.6×10^-19库仑。
原子核中带正电的质子和带负电的电子都是具有元素电荷的粒子。
质子的电荷为+e，电子的电荷为-e。
原子中质子数与电子数相等，因此原子的净电荷为零。
二、静电荷和静电力当物体带有静电荷时，我们称其为带电体。
根据电荷的性质，带电体可以分为正带电体和负带电体。
同种电荷之间的相互排斥，不同种电荷之间的相互吸引。
这种相互作用称为静电力。
三、电场和电场强度电荷周围存在一个影响区域，称为电场。
电场是由电荷产生的，可以通过电场力线表示。
电场的强弱取决于电荷的大小和距离，离电荷越近电场越强。
电场强度E定义为单位正电荷在某一点受到的电场力。
四、高斯定理高斯定理是电学中的重要定理之一，从数学上描述了电场的情况。
高斯定理表明，通过任意闭合曲面的电通量等于该曲面所包围电荷的代数和的1/ε₀（ε₀表示真空中的电介质常数）。
五、电场中的电势能和电势差在电场中，电荷具有电势能。
电势能是指电荷在电场中由于位置发生变化而具有的能量。
电势差是指单位正电荷从一个点移动到另一个点时，电势能的变化。
电势差等于单位正电荷从一个点到另一个点时所做的功。
六、电容和电容器电容指的是电荷与电势之间的关系。
电容器是能够存储电荷的装置。
电容是指电容器对单位电压的响应能力，其计量单位为法拉（F）。
七、静电感应和静电屏蔽静电感应是指当一物体靠近带电体时，由于电荷重新分布，使物体上的电荷分布发生改变。
静电屏蔽是指用导体将带电体与外部环境隔离开，以减少或消除电荷对外界的影响。
八、静电除尘和静电喷涂静电除尘是利用带电粒子对灰尘进行吸附和收集的方法。
静电屏蔽电容器
应用领域与前景
应用领域
静电屏蔽电容器在多个领域具有广泛的应用，如电子设备中的电源滤波、信号耦合、旁 路等；通信系统中的射频滤波、阻抗匹配等；航空航天和军事领域的电磁干扰抑制、静
电防护等。
前景
随着科技的进步和电子设备的高性能化，对静电屏蔽电容器的需求将继续增加。未来，静电屏蔽电容器将朝 着更高性能、更小体积、更低成本的方向发展。同时，新型材料和先进制造技术的不断涌现，将为静电屏蔽 电容器的发展提供更多的可能性。此外，随着环保意识的提高，环保型静电屏蔽电容器也将成为未来的发展
工作原理
充电过程
当电容器接通电源时，正极板上的自由电子 被电源吸收，负极板上的自由电子被排斥到 电源中，使得两极板上分别积累正负电荷。
放电过程
静电屏蔽原理
屏蔽层将电容器内部电场与外部静电 场隔离，使得内部电场不受外部静电 场干扰。
当电容器断开电源时，两极板上的电 荷通过外部电路释放，产生电流。
特性分析
改进电解质
采用导电性好、化学稳定性高的电极材料 ，如碳纳米管、金属氧化物等。
研发新型电解质，提高电解质的导电性、 稳定性和耐高压性能。
提升制造工艺
加强环境适应性设计
严格控制制造过程中的各项参数，确保产 品质量和性能稳定性。
针对不同应用环境，设计具有适应性的电 容器结构和材料，提高其环境适应性。
PART 05
WENKU DESIGN
定义与原理
静电屏蔽电容器定义
静电屏蔽电容器是一种利用静电场原理，通过特殊设计的电极结构和介质材料，实现电荷储存和静电屏蔽功能的 电子元件。
工作原理
静电屏蔽电容器的工作原理基于静电感应和电荷储存。当外加电压作用于电容器时，电极上会产生感应电荷，并 在电极间形成电场。由于特殊设计的电极结构和介质材料，该电场在电容器内部和外部具有不同的分布特性，从 而实现静电屏蔽效果。
静电感应和电容
添加标题
静电感应在电子设备中的应用：静电感应在电子设备中有着广泛的应用，例如在电磁炉、无线充电设备 和感应式开关中，静电感应能够实现非接触式控制和能量传输。
添加标题
电容在电力系统和能源领域的应用：电容在电力系统和能源领域中也有着广泛的应用，例如在电力滤波、 无功补偿和储能技术中，电容能够提高电力系统的稳定性和能源利用效率。
电容：由两个平行 且相对的导体所组 成的电子元件，用 于存储电能。
相互作用：静电感应 会改变导体之间的电 容值，因为电荷分布 的变化会影响电场分 布，从而影响电容。
应用：静电感应与电容 的相互作用在电子设备 和系统中有着广泛的应 用，如传感器、无线通 信和能源存储等。
添加标题
静电感应与电容的关系：静电感应是电容的一种表现形式，它能够影响电容的容量和分布，进而影响电 路的性能。
电容的应用：滤波、去耦、耦合、储能等 电容的重要性：在电子设备和系统中，电容是必不可少的元件，对电路的正常运行起着至关重要的作用。
静电感应与电容的 关系
电容是静电感应现象的重要参数，其大小直接影响静电感应的强度和分布。 电容的变化会导致静电感应的相应变化，从而影响电子设备的性能和稳定性。
通过控制电容的大小，可以有效地调节静电感应现象，为电子设备和系统的设计和优化提供更多可能性。 深入了解电容对静电感应的影响，有助于更好地理解和应用静电感应现象，促进相关领域的发展和创新。
静电感应现象：当一个带电体靠近导体时，导体表面会出现电荷分布的现象。
感应电荷：导体表面出现的电荷被称为感应电荷。
电场与电势：静电感应过程中，带电体的电场和电势分布会发生变化。
静电屏蔽：当一个导体被带电体所包围时，由于静电感应现象，导体会在内部产生与带电体相反的电荷，从而使 外部电场对内部的影响减小，这种现象被称为静电屏蔽。
静电感应与电容知识点及典型例题
第七节静电现象的应用一、静电感应与静电平衡1.静电感应现象：将一不带电的金属导体ABCD放到场强为E的电场中，导体内的自由电子在电场力的作用下向电场线的反方向移动，使导体的一侧聚集负电荷，导体另一侧聚集等量的正电荷，这种现象就是静电感应现象。
2.静电平衡状态：金属导体中自由电子受到导体周围电场的电场力作用后向左移动，在右侧出现多余的正电荷，导体两侧正、负电荷在导体内部产生与原电场方向相反的电场，因与原来的电场方向相反，叠加的结果是使原场强逐渐减弱，直至导体内部各点的合场强等于零为止，于是导体内的自由电子不再发生定向移动，我们就说导体达到了静电平衡状态。
3.静电平衡状态下导体的特点：（1）内部场强处处为0（2）整个导体是一个等势体，表面是一个等势面（3）表面处的场强不为零，方向跟导体表面垂直。
4.静电平衡状态下导体的电荷分布：（1）处于静电平衡状态的导体内部没有净电荷，净电荷只分布在导体外表面上（2）静电平衡时，净电荷在导体表面的分布往往是不均匀的，越尖锐的地方，净电荷分布的密度越大，外部附近的场强也越强，凹陷的位置几乎没有电荷（3）“远近端”电荷的电性相反，电荷量相等。
二、尖端放电1．空气的电离导体尖端的电荷密度很大，附近的电场很强，空气中残留的带电粒子在强电场的作用下发生剧烈的运动，把空气中的气体分子撞“散”，也就是使分子中的正负电荷分离，这个现象叫作空气的电离。
2．尖端放电中性分子电离后变成带负电的自由电子和失去电子而带正电的离子,这些带电粒子在强电场的作用下加速，撞击空气中的分子，使它们进一步电离，产生更多的带电粒子．那些所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子，由于被吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷中和，这相当于导体从尖端失去电荷，这个现象叫作尖端放电。
3．尖端放电的应用和防止应用：避雷针是利用尖端放电避免建筑物遭受雷击的设备，另外燃气灶中的电子打火器的放电电极做成针状，加上电压时更容易产生电火花。
关于静电屏蔽的原理及应用
关于静电屏蔽的原理及应用静电屏蔽是指使用特定材料或装置来隔离或减少静电场的影响，以保护电子设备或人体免受静电的损害。
以下是关于静电屏蔽的原理及应用的详细解释。
静电屏蔽的原理可以分为两个方面：电容性屏蔽和导电性屏蔽。
电容性屏蔽是利用金属结构来形成一个电容器，将电场引导到地面上，以减少电场的影响。
当电场作用于金属屏蔽表面时，金属内部会产生等量异号的电荷，从而在金属表面形成相等的电荷。
这些电荷的作用是减少或消散电场的强度。
同时，金属表面上的电荷会在金属导体中传导，最终通过连接到地面上的接地线释放到地面上。
导电性屏蔽则是使用导电材料来将静电荷导向地面，从而消除或减少静电场。
导电性屏蔽常用的材料有金属，如铜、铝等。
金属具有良好的导电性，当静电荷作用于金属屏蔽表面时，这些静电荷会迅速通过金属导体的导电性质流向地面，从而减少或消除了静电场。
静电屏蔽的应用非常广泛。
以下列举几个常见的应用场景：1. 电子设备屏蔽：在电子设备的设计和制造中，静电屏蔽是非常重要的。
当电子设备受到静电影响时，可能会发生故障或损坏。
因此，在电子设备中使用静电屏蔽材料或电路来保护电子元件免受静电损害。
2. 医疗领域：在医疗设备和手术器械中，特别是在手术室中，静电屏蔽可以减少静电的产生，防止静电影响手术过程或对患者产生影响。
3. 防止火灾：静电屏蔽也可以用于防止火灾的发生。
例如，在化学工厂中，电容性屏蔽可以用来隔离或排除静电，从而减少静电引发的火灾风险。
4. 防止静电电击：人体自身也会累积静电荷，当人体上的静电荷遇到金属物体时，可能会发生静电电击。
静电屏蔽可以用来减少或消除静电电击的发生。
5. 电子产品包装：在电子产品或元件的包装中，静电屏蔽也是非常重要的。
使用具有静电屏蔽功能的包装材料可以避免静电对电子产品的损害。
此外，静电屏蔽还可用于电子输送、其他工业领域(如油库、化学厂)等静电场高的环境；在民用、商业照明中，静电屏蔽可以减少电子设备发射的不必要的电磁波。
9-2静电屏蔽电容
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
(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
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
【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
3.平行板电容器的电容：
(1)公式：C=S/(4kd)，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.
静电场的基本性质知识点总结
静电场的基本性质知识点总结静电场是物理学中一个重要的概念，它在电学、电磁学等领域都有着广泛的应用。
下面我们来详细总结一下静电场的基本性质。
一、电场强度电场强度是描述电场强弱和方向的物理量。
我们可以通过在电场中放置一个试探电荷来定义电场强度。
试探电荷所受的电场力与试探电荷的电荷量之比，就是该点的电场强度。
电场强度是一个矢量，其方向与正电荷在该点所受电场力的方向相同。
如果在电场中有多个点电荷，那么空间某点的电场强度等于各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。
电场强度的计算公式：对于点电荷产生的电场，电场强度 E ＝kQ/r²，其中 k 是静电力常量，Q 是点电荷的电荷量，r 是该点到点电荷的距离。
二、电场线为了形象地描述电场，我们引入了电场线的概念。
电场线是一些假想的曲线，曲线上每一点的切线方向都与该点的电场强度方向一致，而且电场线的疏密程度表示电场强度的大小。
电场线的特点：1、电场线从正电荷或无限远出发，终止于负电荷或无限远。
2、电场线在空间中不相交。
3、电场线越密的地方，电场强度越大；电场线越疏的地方，电场强度越小。
通过电场线，我们可以直观地了解电场的分布情况。
三、电势电势是描述电场能的性质的物理量。
在电场中，某点的电势等于把单位正电荷从该点移动到零电势点时电场力所做的功。
电势是一个标量，其大小与选取的零电势点有关。
通常情况下，我们把无穷远处或大地的电势规定为零。
电势差：电场中两点间的电势之差叫做电势差，也叫电压。
电势差的大小等于单位正电荷在这两点间移动时电场力所做的功。
四、电势能电荷在电场中具有的势能叫做电势能。
电势能与电荷量和电势有关，电势能的变化与电场力做功密切相关。
电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势能增加。
电场力做功的大小等于电势能的减少量。
五、静电场中的导体当导体处于静电场中时，会出现静电平衡现象。
在静电平衡状态下，导体内部的电场强度为零，电荷只分布在导体的表面，且表面的电场强度垂直于导体表面。
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静电屏蔽和电容器 Prepared on 24 November 2020第三讲静电屏蔽和电容器一、静电屏蔽1. 静电感应把金属导体放在外电场E外中，由于导体内的自由电子受电场力作用产生定向移动，使得导体两端出现等量的异种电荷，这种由于导体内的自由电子在外电场力作用下重新分布的现象叫作静电感应。
（在靠近带电体端感应出异种电荷，在远离带电体端感应出同种电荷）。
由带电粒子在电场中受力去分析。
静电感应可从两个角度来理解：①根据同种电荷相排斥，异种电荷相吸引来解释；②也可以从电势的角度来解释，导体中的电子总是沿电势高的方向移动。
例1.如图所示，A、B是两个带有绝缘支架的金属球，它们原来均不带电，并彼此接触．现使带负电的橡胶棒C靠近A（C与A不接触），然后先将A、B分开，再将C移走．关于A、B的带电情况，下列判断正确的是（ A ）A．A带正电，B带负电 B．A带负电，B带正电C．A、B均不带电 D．A、B均带正电2. 静电平衡（1）静电平衡发生静电感应后的导体，两端面出现等量感应电荷，在导体内部，感应电荷产生一个附加电场E附，这个E附与原电场方向相反，当E附增大到与原电场等大时，导体内合场强为零，自由电子定向移动停止，这时的导体处于静电平衡状态。
（2）处于静电平衡状态下的导体的特点①内部场强处处为零，电场线在导体内部中断。
导体内部的电场强度是外加电场和感应电荷产生的电场这两种电场叠加的结果。
②整个导体是等势体，表面是个等势面；导体表面上任意两点间电势差为零。
（因为假如导体中某两点电势不相等，则这两点有电势差，那么电荷就会定向运动）③表面上任何一点的场强方向都跟该点表面垂直；（因为假如不是这样，场强就有一个沿导体表面的分量，导体上的电荷就会发生定向移动，这就不是平衡状态了）④净电荷分布在导体的外表面，越尖锐的位置，电荷的密度越大，凹陷的位置几乎没有电荷，内部没有净电荷。
曲率半径小的地方，面电荷密度大，电场强，这是避雷针的原理。
3. 尖端放电（1）空气的电离：导体尖端电荷密度大，电场很强，带电粒子在强电场作用下剧烈运动撞击空气分子，从而使分子的正负电荷分离的现象。
（2）尖端放电：所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子，由于被吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷中和，相当于导体从尖端失去电荷的现象。
例2.一个球形金属导体，处于静电平衡状态时（ A ）A．导体内部没有净电荷． B．导体内部任意两点间的电势差不一定为零C．导体内部的场强不一定处处为零 D．在导体表面上，电场线可以与导体表面成任意角4. 静电屏蔽（1）定义：把一个电学仪器放在封闭的金属壳里，即使壳外有电场，由于壳内场强保持为零，外电场对壳内的仪器也不会产生影响的现象。
（2）静电屏蔽的两种情况及本质①导体内部不受外部电场的影响。
②接地的封闭导体壳内部电场对壳外空间没有影响。
本质：两种情况中，屏蔽的本质是静电感应，使得某一部分空间场强为零，不受电场影响。
例3．长为L的导体棒原来不带电，现将一带电量为＋q的点电荷放在距导体棒左端R 处，如图所示，当导体棒达到静电平衡后，棒上感应电荷在棒内中点处产生的场强大小等于________，方向________。
例2．将悬挂在细线上的带正电的小球A放在不带电的金属空心球C内（不与球接触），另有一个悬挂在细线上的带负电的小球B向C靠近，如图所示，于是有（B）A. A向左偏离竖直方向，B向右偏离竖直方向B. A的位置不变，B向右偏离竖直方向C. A向左偏离竖直方向，B的位置不变D. A和B的位置都不变二、电容器1．电容器（1）定义：两块彼此绝缘且又相互靠近的导体就组成一个电容器，电容器可以容纳电荷．（2）充放电过程：充电：使电容器带电的过程，充电后电容器两极板带上等量的异种电荷，充电过程实质上是电源逐步把正电荷从电容器的负极板移到正极板的过程，由于正、负两极板间有电势差，所以电源需要克服电场力做功，正是电源所做的这部分功以电能的形式储存在电容器中，所以电容器中储存电场能。
放电：使充电后的电容器失去电荷的过程，放电过程中电场能转化为其他形式的能。
3．电容（1）定义：电容器所带的电荷量（是指一个极板所带电荷量的绝对值）与电容器两极板间电压的比值．（2）公式：/C Q U =，单位：法拉；6121F 10μF 10PF ==．（3）物理意义：电容反映电容器容纳电荷的本领的物理量，和电容器是否带电无关． （4）制约因素：电容器的电容与Q U 、的大小无关，是由电容器本身情况决定，对一个确定的电容器，它的电容是一定的，与电容器是否带电及带电多少无关． 注意：由QC U=知，对确定的电容器，Q 与U 成正比，比值不变；对不同的电容器，U 相同时，Q 越大，则C 越大，因此说C 是反映电容器容纳电荷本领的物理量．二、平行板电容器的电容1．决定因素：C 与极板正对面积、介质的介电常数成正比，与极板间距离成反比．2．公式：4SC kdεπ=，式中k 为静电力常量． 3．Q C U =与4SC kdεπ=的比较（1）公式Q QC U U∆==∆是电容的定义式，对任何电容器都适用．对一个确定的电容器其电容已确定，不会随其带电量的改变而改变，电容大小由电容器本身的因素决定，是用来表示电容器容纳电荷本领的物理量． （2）公式4SC kdεπ=是平行板电容器电容的决定式，只对平行板电容器适用．电容C 随S d ε、、等因素的变化而变化．三、平行板电容器的动态分析 1．平行板电容器变化的两种模式（1）电容器两极板电势差U 保持不变（与电源连接）． （2）电容器的带电量Q 保持不变（与电源断开）． 2．进行讨论的物理依据主要是三个（1）平行板电容器的电容与极板距离d ，正对面积S ，电介质的介电常数ε间的关系S C dε∝．（2）平行板电容器内部是匀强电场，U E d=（3）电容器所带电量Q CU =3．平行板电容器动态分析的基本步骤（1）认清分析的前提是Q 与U 中的哪个量恒定不变：一是电容器两板间的电势差U 保持不变（与电源连接）；二是电容器所带的电荷量Q 保持不变（与电源断开）． （2）用决定式4SC kdεπ=判断电容C 的变化趋势． （3）由定义式QC U=判断Q 与U 中会发生变化的那个量的变化趋势． （4）由U E d =（常用于U 不变时）或QE S∝ （常用于Q 不变时）分析场强的变化．（因为4U Q kQ E d Cd S πε===，所以QE S∝） （5）由F qE =分析电场中的点电荷受力变化，进一步分析其运动状态．例如：合力为零时，带电体将处于静止或匀速直线运动状态；合力方向与初速度方向在同一直线上时，带电体将被加速或减速（初速为零必加速）；合力恒定且方向与初速度方向垂直时，带电体将做类平抛运动等．（6）选定某一极板为零电势，用U Ed '=±计算场中某点的电场以及判断其变化，其中d '为该点到零电势极板的垂直距离，当该点垂直指向零电势极板的方向与电场方向相同时取“+”，反之取“-”．进一步判断场中任意两点间的电势差ab a b U ϕϕ=-，由E q ϕ=确定点电荷q 在该点的电势能E 的变化，此时要注意E q 、和ϕ都有正负之分．例1.关于电容器和电容，下列说法中正确的是（ C ） A.电容器的电容越大，则所带电荷量越多 B.电容器不带电荷时，其电容为零C.对一个确定的电容器来说，其电容与带电情况无关，是个定值D.由QC U=可知C 与Q 成正比，C 与U 成反比 例2. 已知一平行金属板电容器带电量为2×10-3C ，两板间的电势差为2V ，若使电容器的带电量增至4×10-3C ，则电容器的电容为（ B ） A. 1×103F B. 1×10-3F C. 2×10-3F D. 2×103F 例3一平行板电容器两极板间距为d 、极板面积为S ，电容为0/S d ε，其中0ε是常量．对此电容器充电后断开电源．当增加两板间距时，电容器极板间（ A ） A ．电场强度不变，电势差变大 B ．电场强度不变，电势差不变 C ．电场强度减小，电势差不变 D ．电场强度减小，电势差减小例4如图所示，电子由静止开始从A板向B板运动，当到达B板时速度为v，保持两板间的电压不变则( CD )A．当增大两板间距离时，v增大B．当减小两板间距离时，v增大C．当改变两板间距离时，v不变D．当增大两板间距离时，电子在两板间运动的时间变长例5将平行板电容器两极板之间的距离、电压、电场强度大小和极板所带的电荷分别用d、U、E和Q表示，下列说法正确的是（AD）A. 保持U不变，将d变为原来的两倍，则E变为原来的一半B. 保持E不变，将d变为原来的一半，则U变为原来的两倍C. 保持d不变，将Q变为原来的两倍，则U变为原来的一半D. 保持d不变，将Q变为原来的一半，则E变为原来的一半例6.如图所示，将平行板电容器两极板分别与电池正、负极相接，两极板间一带电液滴恰好处于静止状态，现贴着下极板插入一定厚度的金属板，则在插入过程中下列选项正确的是（D ）A. 电容器的带电荷量不变B. 电路将有顺时针方向的短暂电流C. 带电液滴仍将静止D. 带电液滴将向上做加速运动作业：1.如图所示，平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连．若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒子( BD )A．所受重力与电场力平衡B．电势能逐渐增加C．动能逐渐增加D．做匀变速直线运动2、用控制变量法，可以研究影响平行板电容器的因素（如图）．设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ．实验中，极板所带电荷量不变，若（A）A．保持S不变，增大d，则θ变大B．保持S不变，增大d，则θ变小C．保持d不变，减小S，则θ变小D．保持d不变，减小S，则θ不变3.（多选）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，如图所示，以E表示两极板间的电场强度，U表示电容器两极间的电压；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。