2011高考物理一轮复习 8.3 电场中的导体、电容器总教案

电场中的导体、电容器

一、电场中的导体

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作用下重新分布的现象叫做静电感应。（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．

2．静电平衡状态：

发生静电感应后的导体，两端面出现等量感应电荷，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附增到与原电场等大时，（即E附与E外），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平衡状态。

注意：这没有定向移动而不是说导体内部的电荷不动，内部的电子仍在做无规则的运动。

3．处于静电平衡状态的导体的特点：

（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电场这两种电场叠加的结果．表面任一点的场强方向跟该点表面垂直。

（因为假若内部场强不为零，则内部电荷会做定向运动，那么就不是静电平衡状态了）

（2）净电荷分布在导体的外表面,内部没有净电荷．曲率半径小的地方,面电荷密度大,电场强，这一原理的避雷针

（因为净电荷之间有斥力，所以彼此间距离尽量大，净电荷都在导体表面）

（3）是一个等势体，表面是一个等势面．导体表面上任意两点间电势差为零。

（因为假若导体中某两点电势不相等，这两点则有电势差，那么电荷就会定向运动）．

4．静电屏蔽

处于静电平衡状态的导体,内部的场强处处为零,导体壳(或金属网罩)能把外电场“遮住”，使导体内部区域不受外部电场的影响,这种现象就是静电屏蔽.

二、电容、电容器、静电的防止和应用

电容器：是一种电子元件，构成：作用：容纳电荷；电路中起到隔直通交（高频）；充、放电的概念。

电容：容纳电荷本领，是电容器的基本性质，与是否带电、带电多少无关。

Q电容器所带的电量跟它的两极间的电势差的比值叫做电容器的电容．C=Q/U (比值定义) 1．定义：C=

U

2．说明：

① 电容器定了则电容是定值，跟电容器所带电量及板间电势差无关．

② 单位：法库/伏 法拉F ，μf pf 进制为106

③ 电容器所带电量是指一板上的电量．

④ 平行板电容器C=d

k S πε4．ε为介电常数，常取1， S 为板间正对面积，不可简单的理解为板的面积，d 为板间的距离．

⑤ 电容器被击穿相当于短路，而灯泡坏了相当于断路。

⑥ 常用电容器： 可变电容、固定电容（纸介电容器与电解电容器）．

⑦ C ＝ΔQ/ΔU 因为U 1=Q 1/C ．U 2=Q 2/C ．所以C ＝ΔQ/ΔU

⑧ 电容器两极板接入电路中，它两端的电压等于这部分电路两端电压，当电容变化时，电压不变；电容器充电后断开电源，一般情况下电容变化，电容器所带电量不变．

3、平行板电容器问题的分析(两种情况分析)

①始终与电源相连U 不变：当d ↑⇒C ↓⇒Q=CU ↓⇒E=U/d ↓ ； 仅变s 时，E 不变。

②充电后断电源q 不变： 当d ↑⇒c ↓⇒u=q/c ↑⇒E=u/d=

s

kq 4d q/c επ=不变；仅变d 时,E 不变； E 决定于面电荷密度q/s ，可以解释尖端放电现象。