大學(xué)物理學(xué)習(xí)復(fù)習(xí)課件(最新版)8-4

1、一一 孤立導(dǎo)體的電容孤立導(dǎo)體的電容VQC 例如例如 孤立的導(dǎo)體球的電容孤立的導(dǎo)體球的電容RRQQVQC0044RQF107m,104 . 64E6ECR 地球地球單位單位 C/V1F1F10pF112F10F16二二 電容器電容器電容器電容電容器電容UQVVQCBA 電容的大小僅與導(dǎo)體的電容的大小僅與導(dǎo)體的形狀形狀、相對(duì)位置相對(duì)位置、其間的、其間的電電介質(zhì)介質(zhì)有關(guān)有關(guān). . 與所帶電荷量與所帶電荷量無關(guān)無關(guān). .三三 電容器電容的計(jì)算電容器電容的計(jì)算AVBVQQ1 1）設(shè)兩極板分別帶電設(shè)兩極板分別帶電 ； 2 2）求求 ； QEUC3 3）求求 ；4 4）求求 . .步驟步驟lEUABABdd

2、S1 平板電容器平板電容器+ + + +QQ-SQE0r0r=（2）兩帶電平板間的電場(chǎng)強(qiáng)度兩帶電平板間的電場(chǎng)強(qiáng)度（1）設(shè)設(shè)兩導(dǎo)體板分別帶電兩導(dǎo)體板分別帶電QSQdEdU0r=（3）兩帶電平板間的電勢(shì)差兩帶電平板間的電勢(shì)差dSUQCr0=（4）平板電容器電容平板電容器電容 例例1 1 平行平板電容器的極板是邊長(zhǎng)為平行平板電容器的極板是邊長(zhǎng)為 的正方的正方形，兩板之間的距離形，兩板之間的距離 . .如兩極板的電勢(shì)差如兩極板的電勢(shì)差為為 ，要使極板上儲(chǔ)存，要使極板上儲(chǔ)存 的電荷的電荷, ,邊長(zhǎng)邊長(zhǎng) 應(yīng)取多大才行應(yīng)取多大才行. .lmm1dV100C104l解解F10F1001064UQC2lS m6

3、 .100CdlARBRlBRl 2 圓柱形電容器圓柱形電容器AB0rRRlnlUQC2=ABRRlnlQrdrUr0RRr0BA22=（3） )RrR(BA=rEr02（2）（4）電容電容+-（1 1）設(shè)設(shè)兩導(dǎo)體圓兩導(dǎo)體圓柱柱面單位長(zhǎng)度上面單位長(zhǎng)度上分別帶電分別帶電1R2R3 球形電容器的電容球形電容器的電容球形電容器是由半徑分別為球形電容器是由半徑分別為 和和 的兩同心金的兩同心金屬球殼所組成屬球殼所組成1R2R解解設(shè)內(nèi)球帶正電（），外球帶負(fù)電（）設(shè)內(nèi)球帶正電（），外球帶負(fù)電（）QQrrerQE24=)(21RrR=21RR2lrdrQl dEU4)(21-14RRQ1=P*電容電容,2R

4、104RC孤立導(dǎo)體球電容孤立導(dǎo)體球電容1212R-RRR4UQC=R2dE)(2200 xdxEEExxdxxEURdRRdRd)11(2d0RdRRdlnln00單位長(zhǎng)度的單位長(zhǎng)度的電容電容RdUCln0解解 設(shè)兩金屬線的電荷線密度為設(shè)兩金屬線的電荷線密度為EER 例例2 2 兩半徑為兩半徑為 的平行長(zhǎng)直導(dǎo)線中心間距為的平行長(zhǎng)直導(dǎo)線中心間距為 ， 且且 , , 求單位長(zhǎng)度的電容求單位長(zhǎng)度的電容 . .dRd oxPxxd三三 電容器的串聯(lián)和并聯(lián)電容器的串聯(lián)和并聯(lián)電容器的并聯(lián)電容器的并聯(lián)21CCC電容器的串聯(lián)電容器的串聯(lián)21111CCC1C2C1C2C介電體對(duì)電容器介電體對(duì)電容器電容的影響電容

5、的影響只考慮均勻各向同性介電體充滿極板之間的情況只考慮均勻各向同性介電體充滿極板之間的情況平板電容器平板電容器0rSSCdd 柱形電容器柱形電容器2ln/BAlCRR 球形電容器球形電容器21214 R RCRR K.C Rab電容器帶電時(shí)具有能量，實(shí)驗(yàn)如下：電容器帶電時(shí)具有能量，實(shí)驗(yàn)如下：將將K倒向倒向a 端端 電容充電電容充電再將再將K到向到向b端端燈泡發(fā)出一次強(qiáng)的閃光燈泡發(fā)出一次強(qiáng)的閃光!能量從哪里來？能量從哪里來？ 電容器釋放。電容器釋放。 當(dāng)電容器帶有電量當(dāng)電容器帶有電量Q、相應(yīng)的、相應(yīng)的電壓為電壓為U時(shí)，所具有的能量時(shí)，所具有的能量W=？一一 電容器的電能電容器的電能CQ22qCq

6、qUWddd22e21212CUQUCQW電容器貯存的電能電容器貯存的電能QqqCW0d122121CUQUW+ + + + + + + + +- - - - - - - - -EUqd+UQC 二二 靜電場(chǎng)的能量靜電場(chǎng)的能量 能量密度能量密度2e21CUW 物理意義物理意義電場(chǎng)是一種物質(zhì)，它具有能量電場(chǎng)是一種物質(zhì)，它具有能量. .電場(chǎng)空間所存儲(chǔ)的能量電場(chǎng)空間所存儲(chǔ)的能量 VVVEVwWd21d2ee電場(chǎng)能量密度電場(chǎng)能量密度EDEw21212e2)(21EddSSdE2211R2R例例1 1 如圖所示如圖所示, ,球形電容器的內(nèi)、外半徑分別為球形電容器的內(nèi)、外半徑分別為 和和 ，所帶電荷為，所帶電荷為 若在兩球殼間充以電容率為若在兩球殼間充以電容率為 的電介質(zhì)，問此電容器貯存的電場(chǎng)能量為多少？的電介質(zhì)，問此電容器貯存的電場(chǎng)能量為多少？2R1RQ解解r241erQErrd4222e3221rQEwrrQVwWd8dd22ee)11(8d8d212RR22ee21RRQrrQWW12122212e421)11(8RRRRQRRQWCQW 22e12124RRRRC（球形電容器電容）（球形電容器電容）討討 論論2R12e8RQW（1）（2）（孤立導(dǎo)體球貯存的能量）（孤立導(dǎo)體球貯存的能量）庫(kù)侖定律庫(kù)侖定律電場(chǎng)強(qiáng)